EP4519143A1 - Gelenkanordnung zum gelenkigen verbinden von zwei benachbarten wagenkästen eines spurgeführten fahrzeuges - Google Patents

Gelenkanordnung zum gelenkigen verbinden von zwei benachbarten wagenkästen eines spurgeführten fahrzeuges

Info

Publication number
EP4519143A1
EP4519143A1 EP23724240.9A EP23724240A EP4519143A1 EP 4519143 A1 EP4519143 A1 EP 4519143A1 EP 23724240 A EP23724240 A EP 23724240A EP 4519143 A1 EP4519143 A1 EP 4519143A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
joint
base plate
articulated arm
articulated
bearing
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
EP23724240.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arthur Kontetzki
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 EP4519143A1 publication Critical patent/EP4519143A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/02—Couplings for special purposes not otherwise provided for for coupling articulated trains, locomotives and tenders or the bogies of a vehicle; Coupling by means of a single coupling bar; Couplings preventing or limiting relative lateral movement of vehicles

Definitions

  • a Jakobs bogie is a type of railway bogie in which the car bodies of two successive track-guided vehicles are supported on a common bogie.
  • the bogie sits directly under the transition between two carriages (parts) that are permanently coupled to it.
  • the first articulated arm has an end region on the car body side, connected or connectable to a base plate of a first car body, and an opposite front end region with a first joint head
  • the second articulated arm has an end region on the car body side, connected or connectable to a base plate of a second car body, and an opposite front end region with a has a second joint head that is at least partially complementary to the first joint head.
  • Such joint arrangements particularly for use in Jakobs bogies, are known in a variety of designs from the prior art.
  • Such joint connections which are often designed as so-called spheroelastic joints, absorb the longitudinal forces, transverse forces and vertical forces that occur between the adjacent car bodies when the multi-unit rail vehicle is traveling.
  • the (integrated) energy dissipation element usually provided in the joint bearing is a regenerative energy dissipation element, in particular an elastomer element, which only serves to dampen the tensile and impact forces transmitted via the articulated connection during normal ferry operation. It is known that this regeneratively designed energy dissipation element absorbs forces up to a defined size and transmits the forces beyond this undamped into the vehicle underframe or into the car body.
  • a destructively designed energy dissipation element is often used, which is designed, for example, in such a way that it only responds after the work consumption of the regeneratively designed energy dissipation element provided, for example, in the joint bearing, and which is caused by the Power flow transmitted via the energy consumption element is at least partially absorbed and thus broken down.
  • Deformation tubes are particularly suitable as destructively designed energy-absorbing elements, in which the impact energy is destructively converted into deformation work and heat by a defined deformation (plastic deformation) of at least a section of the deformation tube.
  • An energy absorption element which is based on the principle of a deformation tube, is characterized by the fact that it has a defined response force without force peaks.
  • deformation tubes are integrated in at least one of the articulated arms.
  • An articulated arm with a deformation tube integrated therein is therefore to be understood as a functional force transmission unit, the articulated arm being formed from a first force transmission element in the form of the deformation tube and a second force transmission element in the form of an articulated head provided on the front end region of the articulated arm. Both components are non-positively connected to one another in such a way that tensile and impact forces can be transferred in the longitudinal direction of the joint arrangement.
  • the destructive energy-absorbing element usually forms the end section of the articulated arm on the car body side, while the front end section of the articulated arm corresponds to the articulated head.
  • the end section of the articulated arm on the car body side is connected to the so-called base plate of the car body, in which the forces transmitted by the articulated arms of the articulated arrangement are introduced or from which the forces to be transmitted by the articulated arms of the articulated arrangement are introduced from the car body into the associated articulated arm.
  • the joint head on the front end section of the first articulated arm of an articulated arrangement can generally be brought into engagement with a joint head of an adjacent car body which is designed in a correspondingly complementary manner on the front end section of the second articulated arm of the joint arrangement.
  • the force flow runs from the base plate of the first car body via the energy-absorbing element, which may be integrated in the first articulated arm and is preferably designed to be destructive, the first joint head to the second articulated arm, which is assigned to the adjacent second car body.
  • the second articulated arm can either also be equipped with a destructive energy-absorbing element, although it would also be conceivable that the second articulated arm only has an articulated head on its front end section, while the end section on the car body side is essentially rigidly connected directly to the base plate of the second car body.
  • the first articulated arm can also be free of a destructive energy-absorbing element and this can be assigned to the second articulated arm.
  • FIG. 1 shows an example of a joint arrangement 1 known from the prior art with a first articulated arm 10 and a second articulated arm 20.
  • the joint arrangement has a driver element 50, with a first end region of the driver element 50 in operative connection with a (not shown in Figure 1 )
  • the chassis to be arranged below the joint arrangement 1, in particular the bogie, can be brought.
  • a car body-side end region of the first articulated arm 10 is connected or connectable to a base plate 2 of a first car body, while a front end region 12 of the first articulated arm 10 opposite the car body-side end region of the articulated arm 10 is provided with a first joint head 15.
  • the second articulated arm 20 has an end region 21 on the car body side, which is connected or connectable to a base plate 4 of a second car body, and an opposite end region 22 with a second joint head 25 which is at least partially complementary to the first joint head 15.
  • the first joint head 15 of the first Joint arm 10 can be designed as a joint fork and the second joint head 25 of the second joint arm 20 can be designed as a joint eye.
  • the first joint head 15 of the first joint arm 10 and the second joint head 25 of the second joint arm 20 are connected to one another in an articulated manner via a joint bearing 30.
  • the joint bearing 30 has a joint pin 31, which defines the bearing axis Z which functions as a pivot axis and is common to the joint arrangement 1.
  • the joint bearing 30 also has bearing shells 32 on both sides of the joint heads 15, 25 in order to support the joint pin 31 of the joint bearing 30 on both sides.
  • the second end region 52 opposite the first end region 51 of the driver element 50 is connected to the bearing shells 32 arranged on both sides.
  • the joint pin 31 of the joint bearing 30 is designed as a horizontally extending bolt 31 that extends perpendicular to the longitudinal direction of the joint arrangement 1.
  • the joint arrangement 1 according to Figure 1 has energy dissipation devices in the form of destructively designed energy dissipation elements 13a, 23a, which are integrated in the first and second articulated arms 10, 20 in such a way that the power flow of the train occurring in normal ferry operation and to be transmitted by the articulation arrangement 1 - and impact forces run into the car body via the articulated arms 10, 20, the articulated bearing 30, the pivot pin 31 and the energy-absorbing elements 13a, 23a integrated in the corresponding articulated arms 10, 20 and the respective base plates 2, 4.
  • the deformation tube 13a or 23a is clamped between a conical ring (not shown here) and a ring segment on the one hand and an end plate 13b, 23b on the other hand.
  • the end plate 13b is connected to the respective base plate 2, 4 via fastening elements, in particular screws.
  • the power flow then continues from the joint bearing 30 or joint pin 31 to the second joint head 25, designed as a joint eye, on the front end section 22 of the second articulated arm 20 and finally via the destructive energy-absorbing element integrated in the car body-side end section of the second articulated arm 20 to the base plate 4 of the (not explicitly shown). ) second car body.
  • the two deformation tubes 13a and 23a themselves are designed in such a way that when an amount of energy transmitted by the force flow via the respective deformation tubes 13a and 23a is exceeded, a plastic deformation of the respective elements takes place, so that the base plates 2 and 4 of the respective car bodies are relative to one another in the longitudinal direction of the Joint arrangement are moved, whereby as a result of the plastic deformation of the deformation tubes 13a and 23a at least part of the transmitted amount of energy is absorbed by the respective energy dissipation elements and converted into deformation work and heat and thus dissipated.
  • the shortening of the first and second articulated arms 10 and 20 caused by the plastic deformation of the respective deformation tubes 13a and 23a has the immediate consequence that the end faces of the respective car bodies or the associated base plates 2 and 4 of the respective car bodies are relative to one another in the longitudinal direction of the joint arrangement move.
  • the amount of maximum displacement caused by energy consumption is referred to herein as the “longitudinal stroke” or “stroke”.
  • stroke In the joint arrangement shown in FIG. regeneratively designed energy dissipation element (elastomer element).
  • the power flow to be transmitted between the adjacent car bodies must be transmitted directly via the respective base plates 2 and 4, via the one formed with the articulated arms 10 and 20 and the articulated bearing Joint connection only a predeterminable maximum force flow may be directed so that a predictable and in particular predefined sequence of events can be achieved in the event of a crash.
  • the design of the joint arrangement with destructive energy dissipation elements requires a lot of installation space in the axial direction due to the required design of the energy dissipation devices to ensure a predefined total longitudinal stroke of a certain size.
  • the possible movement of the individual articulated arms relative to the base plates is limited by the arrangement and design of the driver element with corresponding stop surfaces for interacting with corresponding surface areas on the respective base plates.
  • the connection is established by bringing together the two articulated arms, which are each pre-assembled on the car bodies.
  • this requires the joint fork to be divided in order to position the joint bearing.
  • the split design and the resulting additional connecting elements lead to a reduction in the strength of the overall arrangement, which must be taken into account when designing.
  • the object of the invention is to further develop a joint arrangement of the type mentioned in such a way that it is simple and compact, has high strength values and is constructed in such a way that in the event of a crash, ie when a predefined permissible operating load is exceeded, in particular impact force, maximum energy consumption occurs can be realized with a predetermined sequence of events.
  • the aim is to provide the largest possible total stroke within the joint arrangement while at the same time keeping the space available for the joint arrangement to a minimum. Furthermore, assembly should be relatively easy.
  • the object is achieved according to the invention by an embodiment in accordance with the independent claims. Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the subclaims.
  • a joint arrangement for the articulated connection of two adjacent car bodies of a rail vehicle in particular a joint arrangement with a driver for cooperation with a bogie, is included
  • a base plate for connecting to a first car body and a first articulated arm, which has an end region on the car body side, connected or connectable to a base plate of a first car body, and an opposite end region with a first joint head;
  • a base plate for connecting to a second car body and a second articulated arm, which has an end region on the car body side, connected or connectable to a base plate of a second car body, and an opposite front end region with a second joint head which is at least partially complementary to the first joint head;
  • a joint bearing with a joint pin for articulately connecting the first and second joint heads in a joint plane, the joint pin being guided by bearing eyes in the joint heads and with the joint pin a common pivot axis for the joint arrangement is formed, characterized in that the joint heads having bearing eyes are the Articulated arms are formed in one piece, the first articulated arm and base plate are formed by separate components or structural units for connection to the first car body and the first articulated arm is connected to the base plate in its end region on the car body side with the first base plate by bracing in the longitudinal direction of the joint arrangement.
  • the integral design according to the invention of the areas forming the bearing eyes, in particular joint heads for supporting the joint pin, is characterized by a high Strength is characterized because there are no weakening connection points in contrast to the formation of separate and divided bearing shells.
  • the articulated arm and base plate are also formed by two separate components.
  • the assembly and assembly of the articulated arrangement can be considerably simplified by the articulated bearing being preferably created as a pre-assembled unit, ie a structural unit consisting of a second base plate and a second articulated arm with the first articulated arm connected to it :
  • the connection of the first articulated arm to the first base plate only takes place when the carriages to be connected to one another move together, preferably by tensioning them by pulling them into a cone.
  • the first articulated arm has a correspondingly designed, preferably peg-like connection area in the end area on the car body, comprising a guide area for passing through an opening in the base plate, a stop area to form at least one contact surface for contact with a surface area directed towards the joint head the first base plate and a securing area for interacting with a securing device for fixing the position of the first articulated arm relative to the first base plate.
  • the connection area is thus guided through the base plate and the first articulated arm is braced relative to it, in particular between the stop area and the safety device.
  • the stop area on the first base plate and the area on the articulated arm that comes into contact with it are preferably conical, i.e. the through opening on the base plate has a conical section with a reduction in cross section in the insertion direction, i.e. away from the joint.
  • the first articulated arm can thus be pulled into the through opening and braced against the base plate.
  • this securing element is for securing the position in the longitudinal direction, for example a wedge or split pin element or lock nut executed.
  • the securing area protruding through the through opening has a thread for interacting with the securing device and thus applies the force to the stop area for contact with the opposite end face of the base plate when tightening.
  • This design represents a particularly simple option that is also easy to install on the vehicle.
  • other designs are also conceivable.
  • the joint arrangement also has a driver element with a first end region, which can be brought into operative connection with a chassis or bogie to be arranged below the joint arrangement, in particular a Jacob's bogie, and an opposite second end region, via which the driver element is firmly connected to one of the articulated arms .
  • the driver element is characterized in the first end region by a driver axis aligned perpendicular to the longitudinal axis, which, in particular when the driver element interacts with the chassis or bogie, coincides with a center axis of a receiving device provided thereon.
  • the driver element is assigned to the first articulated arm, preferably directly to the first base plate.
  • the driver element is firmly connected to the first base plate with a second end region and thus forms a structural unit together with the base plate.
  • the driver element is cranked between the first and second end regions to form a distance from the outer circumference of the joint arrangement that forms a free space. If the first and second end regions of the driver element are arranged offset from one another when viewed in the axial direction or in the longitudinal direction of the joint arrangement, the driver element is cranked between the first and second end regions to form a free space between the driver element and the outer circumference of the joint arrangement.
  • connection area between the first and second end areas of the driver element is designed or shaped in such a way that a free space extending in the longitudinal direction of the joint arrangement in the installed position is formed between the outer contour of the driver element and the outer circumference of the articulated arms and the joint bearing.
  • the connection area or the outer circumference formed by it on the side pointing in the direction of the second base plate runs over a partial area at a distance from the joint forks and joint bearings.
  • driver element here stands for driver. This can be designed integrally or in several parts
  • the cranked design of the driver element while providing a distance from the outer circumference of the joint arrangement that describes a free space, allows the relative movement of the articulated arms coupled to one another with respect to the base plate assigned to the second articulated arm, while receiving components arranged around the outer circumference of the articulated arms and their connections to the respective base plates.
  • the free space created in this way above the first end region of the driver element offers the possibility of receiving the portion of the base plate lying below the axis of the second articulated arm, so that the driver element connected to the first articulated arm is significantly further in the longitudinal direction compared to the versions from the prior art Joint arrangement is movable and thus enables a larger overall stroke.
  • the cranked design providing a distance from the outer circumference of the joint arrangement, makes it possible to provide a free space around the joint connection, which in the event of an energy dissipation device assigned to the second articulated arm responding and an associated movement of the articulated arms and the joint bearing in the direction of the first base plate, This allows it to be immersed in the deformation tube belonging to the energy dissipation device while being guided thereon via the end region of the second articulated arm on the car body side.
  • the immersion is determined by designing and dimensioning the outer peripheral surfaces of the articulated arms and the joint bearing in such a way that a surface area is designed to cooperate with a stop on or in the base plate.
  • This embodiment therefore offers the advantage of a possible relative movement of an articulated arm connected to the driver element in such a way compared to the base plate of the articulated arm connected to it, that the entire spherical bearing and also partial areas of the first articulated arm move through this, thereby achieving a significantly longer stroke and using more energy consumption to reduce this energy input in deformation work than with conventional solutions.
  • the driver element and the first base plate are then integrally formed. Due to the cranked design of the driver part, the car body loads can be better separated from the joint loads, so that a cheaper and lighter design of the individual components is possible.
  • the driver element is designed and designed in such a way that the driver axis, which can be described in the first end region for interaction with a chassis or bogie, is in one through the bearing axis of Spherical bearing and a perpendicular to this and to the longitudinal direction of the joint arrangement lies in the describable plane, in particular the extension of which intersects the pivot axis.
  • the distance between the driver element and the outer circumference of the joint arrangement, which describes a free space to the outer circumference of the joint arrangement, viewed in the longitudinal direction, is preferably selected and designed in such a way that the driver element connected to the first articulated arm is suitable for being articulated to one another when a predefined maximum shock load and relative movement of the joint arrangement are exceeded connected articulated arms relative to the base plate connected to the second articulated arm, viewed in the longitudinal direction, move up to the area of the vertical plane that can be described by the base plate and beyond.
  • This embodiment offers the advantage of a possible relative movement of an articulated arm connected to the driver element in such a way compared to the base plate of the articulated arm connected to it, that the entire spherical bearing and also partial areas of the first articulated arm move through this in order to achieve a significantly longer stroke and use of more energy consumption This energy input can be reduced in deformation work than with conventional solutions.
  • This embodiment is particularly advantageous in combination with an energy dissipation device in the joint arrangement, in which the second articulated arm is assigned a destructive energy dissipation element in the form of a deformation tube.
  • the joint arrangement includes energy dissipation devices. This can involve regenerative energy consumption, which is preferably integrated in the joint bearing, in particular through the elastic mounting of the joint pin, in particular the provision of a spheroelastic bearing in the joint heads that are to be connected to one another in an articulated manner.
  • At least one energy dissipation device assigned to the second articulated arm is provided with a destructive energy dissipation element in the form of a deformation tube.
  • the deformation tube is mounted with its end region on the joint side on one side and at least indirectly on the second base plate, extending in the direction away from the joint bearing, and the second articulated arm has in its end region on the car body a first bearing section for at least indirect storage on the base plate and a guide section, which is at least partially protrudes into the deformation tube and rests on the inner surface of the deformation tube.
  • an energy dissipation device By providing a deformation tube, which is integrated in the connection between the second articulated arm and the base plate assigned to it, is connected downstream of the second articulated arm in the force flow and is designed to deform plastically with cross-sectional expansion when a predefined operating load is exceeded, an energy dissipation device is provided which enables maximum energy consumption with little installation space, in particular through the possible guided immersion of the second articulated arm and parts of the articulated bearing or of the further first articulated arm connected to the articulated arm into the expanded deformation tube. As a result, the possible total stroke can be significantly increased compared to solutions from the prior art with the same or less space requirement.
  • the deformation tube has, at its joint-side end section, a first section which is firmly connected to the bearing section of the second articulated arm and which has a second, larger cross-section in comparison to a second, larger cross-section lying further in the direction of the car body-side end region of the deformation tube, the second articulated arm being in the area of its bearing section between the Base plate and this section of the deformation tube lying further in the direction of the end region on the car body side and rests in the area of the guide section on the inner surface of this section of the deformation tube lying further in the direction of the end region on the car body side.
  • This further section on the deformation tube which is arranged further on the car body side, forms at least the theoretically possible expansion section of the deformation tube in the event of a crash and an adjoining guide area for the second articulated arm, which in this case can be moved relative to the second base plate.
  • the guide section of the second articulated arm projects at least partially into this section of the deformation tube, which lies further in the direction of the end region on the car body side, the cross section of which, before the energy dissipation device responds, is smaller in comparison to the cross section of the deformation tube in the first section in the end region on the joint side.
  • the guide section rests on the inner surface of the section that is not (yet) expanded before the energy dissipation device responds and lies further in the direction of the end region on the car body side
  • the energy dissipation device responds, that is, when the articulated arm moves relative to the second base plate that can be connected to the car body, it moves towards it moves, the guide section of the articulated arm along the surface of the not yet expanded cross section of the section lying further towards the end region on the car body side and thus effects axial guidance.
  • This axial guidance prevents the second articulated arm from tilting in the deformation tube, so that the plastic deformation, in particular expansion of the deformation tube, takes place in a predictable manner.
  • the leading guidance during expansion prevents uncontrolled buckling of the deformation tube.
  • the length of the The deformation tube does not necessarily have to be dimensioned in such a way that guidance is provided over the guide section of the articulated arm until the end position of the joint bearing is reached when the permissible operating load is exceeded. Due to the cantilevered connection to the deformation tube, the guide section can also move out of it, although the full length of the deformation tube is still used to dissipate energy.
  • the expansion of the deformation tube assigned to the second articulated arm is realized outside the first section provided in the joint-side end region for connection to the second base plate by the shape between the bearing section and the guide section on the second articulated arm in the end region on the car body side caused by the cross-sectional difference, in that the transition region is directly interacts with the inner circumference or the inner surface of the deformation tube and thus expands the section adjoining the first section firmly connected to the base plate and intended for deformation in the direction of the end region of the deformation tube on the car body side when moving in this direction, with this movement, the guide section on the second articulated arm always runs ahead of the expansion in the section in the deformation tube that lies further towards the end region on the car body side.
  • the bearing section and the guide section in the end region of the second articulated arm on the car body side are designed integrally and the transition region between the bearing section and the guide section on the second articulated arm is preferably conical, forming at least one conical surface for cooperation with the inner circumference of the deformation tube.
  • the completely integral design of the bearing section and guide section and joint head, ie the entire articulated arm and the transition area to provide a surface that interacts with the inner surface of the deformation tube, offers the advantage of a very compact structural unit with a high concentration of functions in the individual components.
  • the bearing section and the guide section of the end region of the second articulated arm on the car body side can be designed integrally, with a conical ring being provided for cooperation with the inner circumference of the deformation tube, which is connected to the bearing section and then connected to the guide section.
  • the connection can be realized in particular by force or positive connection.
  • the second articulated arm can also be designed in several parts in its end region on the car body side, with the individual components being connected to one another or coupled in a force-transmitting manner.
  • the bearing section and guide section of the end region of the articulated arm on the car body side are formed by separate components which are coupled to one another and arranged coaxially to one another, in particular a bearing component which is integral with the joint head and a guide component, and it is a conical ring for interacting with the inner circumference of the deformation tube is provided, which is formed integrally with the bearing component or the guide component.
  • the bearing area and guide area of the end area of the second articulated arm on the car body side are formed by separate components which are coupled to one another and arranged coaxially to one another, in particular a bearing component which is integral with the joint head and a guide component, and there is a conical ring for interacting with the inner circumference of the Deformation tube is provided, which is non-positively or positively connected to the bearing component or the guide component.
  • Taper ring has the same advantages as for the separate provision with integral design of the bearing section and guide section.
  • the second articulated arm is clamped without play between the base plate and the section of the deformation tube which lies further in the direction of the end region on the car body side and forms the deformation section via the cone ring or the cone surface.
  • the articulated arm is connected in a simple manner with its end region on the car body side to the base plate in a force-transmitting manner or is stored in it.
  • the second articulated arm is clamped between the base plate and the deformation tube and the deformation tube is designed in such a way that when a predetermined operating load is exceeded, the articulated arm moves towards the end region of the deformation tube on the car body side and the section of the deformation tube lying further towards the end region on the car body side plastically deformed with cross-sectional expansion.
  • this has a stop for a surface area provided on the joint bearing or one of the articulated arms in an area between the joint head and the second base plate.
  • This can be formed on this or be formed by a separate component connected to the base plate.
  • the second base plate forms a stop for a surface area during relative movement relative to it, which is either a) on the second articulated arm mounted in this or b) the joint bearing or c) with the second articulated arm mounted in this base plate articulated first articulated arm in an area between the joint head and base plate is provided.
  • Variants b) and c) assuming a corresponding design with regard to the outer circumferential design of the two articulated arms up to the respective surface area for interaction with the stop on the second base plate, require the spherical plain bearing and/or the other first articulated arm to be at least partially immersed in the deformation tube and This allows particularly large strokes.
  • the first joint head is designed as a joint fork and the second joint head of the joint bearing is designed as a joint eye.
  • Alternative training is also possible with appropriate design.
  • Centering devices for coaxial alignment of the articulated arms during assembly are preferably provided on the joint heads of the articulated arms which have bearing eyes. These allow the articulated arms to be precisely aligned with one another, regardless of the assembly method on the vehicle. This can be done during the pre-assembly of a structural unit consisting of a second base plate, second articulated arm and first articulated arm on one car body and the first base plate with driver as a further structural unit on the other car body, in which case the connection is made by relative movement and thus defined insertion of the first articulated arm into the first base plate and subsequent bracing is produced or used in the assembly of two structural units, each structural unit consisting of a base plate and articulated arm being pre-assembled. In the latter case, the connection is established by relative movement of the structural units in a vertical direction to one another in order to bring the fork eyes into a position aligned with one another
  • the provision of the first structural unit consisting of the first base plate and driver element can be realized by connecting them or by integral training.
  • the assembly of the first and second structural units can be carried out at different times, as can the formation of the joint arrangement from them.
  • Figure 1 shows a design of a joint arrangement according to the prior art
  • Figure 2 shows a first advantageous embodiment of a joint arrangement according to the invention in a perspective view
  • Figure 3 is a sectional view of an embodiment according to Figure 2 in a plane that can be described by the joint axis and the longitudinal direction of the joint arrangement in the unloaded state;
  • Figure 4 shows the process of connecting two adjacent carriages by installing a joint arrangement according to Figures 2 and 3;
  • Figure 5 shows an example of an embodiment with a centering device provided as an assembly aid on components carrying the fork eyes.
  • Figure 2 illustrates a particularly advantageous embodiment of a joint arrangement 1 according to the invention.
  • Figure 3 illustrates an embodiment according to Figure 2 in a sectional view.
  • 4 shows a schematically simplified representation of the sequence in the production of such a joint arrangement 1 in a rail vehicle 3, in particular for connecting two rail vehicles arranged one behind the other, in particular carriages 26 and 27.
  • a coordinate system is applied to the joint arrangement 1 as an example .
  • the Y direction describes the width direction, i.e. transverse to the longitudinal direction, and the Z direction describes the height direction.
  • the directions also apply to the other figures.
  • the joint arrangement 1 comprises a first articulated arm 10 and a second articulated arm 20.
  • An end region 11 of the first articulated arm 10 on the car body side is connected to a base plate 2 of a first car body 6, while a front end region 12 of the first articulated arm 10 opposite the end region of the articulated arm 10 on the car body side is provided with a first joint head 15.
  • the second articulated arm 20 has an end region 21 on the car body side, connected to a base plate 4 of a second car body 7, and an opposite front end region 22 with a second joint head 25 which is at least partially complementary to the first joint head 15.
  • the first joint head 15 of the first joint arm 10 is designed as a joint fork and the second joint head 25 of the second joint arm 20 is designed as a joint eye.
  • the first joint head 15 of the first joint arm 10 and the second joint head 25 of the second joint arm 20 are connected to one another in an articulated manner via a joint bearing 30.
  • the joint bearing 30 has a joint pin 31, which defines the bearing axis Z which functions as a pivot axis and is common to the joint arrangement 1.
  • the joint pin 31 of the joint bearing 30 is designed as a horizontally extending bolt that extends perpendicular to the longitudinal direction of the joint arrangement 1.
  • the joint bearing 30 also has bearing shells 32 on both sides of the joint heads 15, 25 in order to support the joint pin 31 of the joint bearing 30 on both sides.
  • the bearing shells 32 are formed directly by the first articulated arm 10, in particular the front end section 12 of the first articulated arm.
  • the joint pin 31 is guided through the bearing eyes 34 on the joint eye and 35.1, 35.2 on the joint fork and is stored in these.
  • the center axis of the bearing eyes 34, 35.1, 35.2 designed as through openings coincides with the bearing axis Z, which functions as a pivot axis, in the assembled state of the joint arrangement 1.
  • the bearing eyes 34, 35.1 and 35.2 are closed bearing eyes, ie arranged in an integral material section trained and not shared.
  • the joint heads 15 and 25 are designed as integral components into which the bearing eyes 34, 35.1, 35.2 are incorporated.
  • the bearing eyes 34 and 35.1, 35.2 are aligned with one another not when the connection between the adjacent car bodies 26, 27 is established, but in advance, so that one of the articulated arms and the associated base plate are separate components are formed, which are only connected to each other when the connection is put together.
  • the first articulated arm 10 and the base plate 2 are formed by separate components, the first articulated arm 10 being detachably connected to the base plate 2.
  • the connection is made by bracing relative to the base plate 2.
  • the base plate 2 has a through opening 36.
  • the end region 11 of the first articulated arm 10 on the car body side is preferably designed like a peg and is suitable for extending through the through opening 36.
  • the first articulated arm 10 has a connecting region 37 in the end region 11 on the car body side, which is designed like a pin. This includes a guide area 38 which is guided in the through opening 36 or at least guided through it, a stop area 39 for resting against a surface area 43 on the first base plate 2 that is directed or pointing towards the joint head 15.
  • This area area 43 and thus the stop area 39 which is designed to complement it can be designed in different ways.
  • the stop area 39 at the pin-like end area is conically designed to extend in the longitudinal direction of the joint arrangement 1. This also applies to the complementary surface on the base plate 2.
  • This stop area 39 is simultaneously used to center the articulated arm 10 relative to the base plate 2 and offers the advantage of compensating for manufacturing tolerances, since the conical part is pulled into the through opening 36 until it rests .
  • the securing of the articulated arm 10 in the longitudinal direction or the tensioning takes place via a securing device 45 which engages on the securing area 44.
  • the securing device comprises a locking nut which has a thread on the end area of the articulated arm 10 on the car body side The securing area of the pin-like end area of the articulated arm protruding from the back of the base plate 2 is brought into operative connection.
  • the first articulated arm 10 also includes a driver element 50.
  • a first end region 51 of the driver element 50 can be brought into operative connection with a chassis, in particular bogie 5 of the rail vehicle 3, which is not shown in FIG .
  • the second end region 52 facing away from the first end region 51 is connected to the first base plate 2.
  • the driver 50 extends from the base plate 2 in the vertical direction in the installed position downwards to the bogie 5.
  • the driver element 50 can be designed in various ways in the first end region 51 for cooperation with a chassis or bogie 5, preferably this is designed like a pin and has a Driver axis M or, when trained as a pin, characterized as a pin axis, which coincides with the center axis of a receiving area on the bogie 5 and is aligned perpendicular to the longitudinal direction of the joint arrangement.
  • the driver axis M in the embodiment according to Figure 2 preferably extends in a joint axis Z defined by the joint bearing and a plane perpendicular to this in the vertical direction and perpendicular to the longitudinal direction.
  • the driver axis M preferably runs through an articulation point G defined by the articulation axis Z and the longitudinal direction, in particular by the intersection of the articulation arms 10, 20 coupled via the bearing axis.
  • the driver element 50 is connected in the second end region 52 to the end region 11 of the first articulated arm on the car body side, preferably the connection takes place in the area of the connection of the first articulated arm 10 to the base plate 2. This results in a cranked shape of the driver element 50 due to the offset between the connecting region of the second end region 52 on the first articulated arm 10 and the first end region 51 forming a driver region.
  • the cranked design takes place with the formation of a distance between the driver element 50 in the circumferential direction and the articulated arms 10, 20 and the Spherical bearing 30.
  • the driver element 50, the first articulated arm 10 and the base plate 2 are particularly advantageously designed integrally and thus form a rigid joint part with regard to the connection to the car body of the car 26.
  • the training according to Figures 2 and 3 is characterized in that an energy dissipation device 6 is only provided on one side of the joint arrangement 1.
  • This is provided here in the connection 7 of the second articulated arm 20 and the second base plate 4 and comprises a deformation tube 8, which is at least indirectly mounted on one side in the base plate 4, in particular is connected to it and cantilevers freely from the base plate 2 in the direction of the car body and so that it extends away from the joint bearing 31.
  • the deformation tube 8 is mounted with its joint-side end region 16 on one side and at least indirectly on the base plate 4 assigned to the second articulated arm 20, extending in the direction away from the joint bearing 30.
  • the second articulated arm 20 has, in its end region 21 on the car body side, a first bearing section 24 for at least indirect storage on the base plate 4 and a guide section 28, which at least partially projects into the deformation tube 8 and rests on the inner surface 9 of the deformation tube 8.
  • the deformation tube 8 has at its joint-side end region 16 a section 17 which is firmly connected to the bearing section 24 of the articulated arm 20 and which has a larger cross-section compared to a section 18 lying further in the direction of the car body-side end region 19 of the deformation tube 8, the articulated arm 20 in the area of its bearing section 24 between the base plate 4 and this section 18 of the deformation tube 8, which lies further in the direction of the end region on the car body side, and in the area of the guide section 28 on the inner surface 9 of this section 18 of the deformation tube 8, which lies further in the direction of the end region on the car body side.
  • the bearing section 24 and the guide section 28 of the car body-side end region 21 of the second articulated arm 20 are designed integrally and a Transition area 29 between bearing section 24 and guide section 28 on the articulated arm 20 is conical, forming at least one conical surface 33 for cooperation with the inner circumference 9 of the deformation tube 8.
  • the rigid articulated arm is immersed into the deformation tube 8, with the rigid articulated arm being immersed into the area of the joint bearing 30.
  • the immersion preferably takes place up to a stop 40 on the base plate 4, in that a surface area 42 is provided for cooperation with this on the joint bearing 30, in particular the joint head 15 of the first articulated arm 10, and comes into contact with this during movement relative to the base plate 4.
  • the guidance of the guide area 28 in the car body-side end region of the second articulated arm 20 takes place on the inner circumference 9 of the deformation tube 8.
  • the deformation tube 8 itself is due to the immersion of the articulated arm 20 with the bearing section 24 in the section lying further in the direction of the car body-side end region 19 of the deformation tube 8 18 expanded in the areas that come into operative connection with the bearing section 24, the wall being stiffened by the deformation.
  • the overall joint arrangement 1 is then shortened compared to the embodiment in Figure 2 by the stroke possible due to the intended energy consumption.
  • a first structural unit consisting of a first base plate 2, which is designed in such a way as to be suitable for bracing the articulated arm 10 relative to it with the aid of a securing device 45 and driver element 50.
  • This structural unit is preferably integrally formed and has the through opening 36 and the contact surfaces the end face facing the joint bearing 30 in the installed position for fixing the joint arm 10 in the longitudinal direction.
  • This unit is mounted on the first car body of car 26.
  • a second structural unit consisting of a second base plate 4, a second articulated arm 4 and, if necessary, is provided Energy dissipation device 6 and establishing an articulated connection with a first articulated arm 10 with coaxial alignment of the first and second articulated arms 10, 20 to one another.
  • This second structural unit is mounted on the second car body and when the second car 27 moves relative to the first car and thus the mounted first base plate 2, the car body-side end region 11 of the first articulated arm is inserted into the through opening 36 of the base plate 2 and on the rear end face of the Base plate 2 secured by means of the safety device 45 to establish the connection between the first articulated arm 10 and the first base plate 2.
  • the joint arrangement can be delivered completely pre-assembled, with the first base plate 2 only being detached from the first articulated arm 10 for assembly on the vehicle and the base plate being attached to the first vehicle and furthermore the second structural unit being able to be mounted on the vehicle, in which case in The connection is established by relative movement of the structural units or the vehicles connected to them to one another.
  • first articulated arm 10 with the first base plate 2 and driver element 50 are pre-assembled as the first structural unit and the second articulated arm 20 with the second base plate 4 and energy dissipation as the second structural unit, one structural unit being moved into the assembly position by relative movement this is moved relative to the other in the vertical direction, especially in the area of the joint heads, in order to produce the joint connection.
  • first base plate would be detached and mounted on the first vehicle, while the second assembly would be mounted on the second vehicle.
  • the merging would take place analogously to that described in FIG. 4 by relative movement to one another in the longitudinal direction.
  • first articulated arm 10 has the first base plate 2 and Driver element 50 is pre-assembled as the first structural unit and second articulated arm 20 with second base plate 4 and energy consumption as the second structural unit, both structural units being mounted on the respective vehicles, in particular car bodies, and these by relative movement in the vertical direction in the area of the joint connection, in particular in the area of the joint heads the assembly position is moved to produce the articulated connection and the articulated connection is produced by the hinge bolt.
  • the centering device 47 can be seen in the form of a design forming vertical centering surfaces on the bearing eye 34 of the joint head 25 and centering devices 46 in the form of pins on the bearing eyes 35.1, 35.2, which when the joint head 25 moves relative to the joint head 25 in the vertical direction with respect to the joint head 15 for bringing them into each other Aligned position of the bearing eyes come into effective connection with one another. It then only remains to insert and fix the hinge pin, not shown here, through the bearing eyes 34, 35.1, 35.2 aligned with one another.
  • the pins also serve as anti-twist protection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges, wobei die Gelenkanordnung folgendes umfasst: einen ersten Gelenkarm (10), einen zweiten Gelenkarm (20 und ein Gelenklager (30) mit einem Gelenkzapfen (31) zum gelenkigen Verbinden der Gelenkköpfe der Gelenkarme in einer Gelenkebene, wobei mit dem Gelenkzapfen (31) eine für die Gelenkanordnung (1) gemeinsame Lagerachse (Z) gebildet wird, und wobei das Gelenklager (30) Lagerschalen (62) zum beidseitigen Abstützen des Gelenkzapfens (31) aufweist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraugen (34, 35.1, 35.2) aufweisenden Gelenkköpfe (15, 25) der Gelenkarme (10, 20) einteilig ausgebildet sind und der erste Gelenkarm (10) in seinem wagenkastenseitigen Endbereich (11) mit der ersten Grundplatte (2) durch Verspannen in Längsrichtung der Gelenkanordnung (1) betrachtet mit der Grundplatte (2) verbunden ist.

Description

Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen eines spurgeführten Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen eines spurgeführten Fahrzeuges, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Gelenkverbindung zwischen zwei benachbarten Wagenkästen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Gelenkverbindung mit einem Mitnehmer für ein Drehgestell, insbesondere Jakobs-Drehgestell.
Bei einem Jakobs-Drehgestell handelt es sich um eine Bauart von Eisenbahn- Drehgestellen, bei der sich die Wagenkästen zweier aufeinanderfolgender spurgeführte Fahrzeuge auf ein gemeinsames Drehgestell abstützen. Das Drehgestell sitzt dabei direkt unter dem Übergang zweier dauerhaft damit gekoppelter Wagen(teile).
Die Erfindung betrifft damit insbesondere eine Gelenkanordnung, umfassend einen ersten Gelenkarm sowie einen zweiten Gelenkarm, welche mit Hilfe eines Gelenklagers in einer Gelenkebene gelenkig miteinander verbunden sind. Das Gelenklager weist insbesondere einen Gelenkzapfen auf, welcher eine für die Gelenkanordnung gemeinsame Schwenkachse bildet. Dieser Gelenkzapfen ist vorzugsweise beidseitig über Lagerschalen der Gelenkanordnung abgestützt. Die Schwenkachse ist senkrecht zur Längsrichtung der Gelenkanordnung und damit senkrecht zur Längsrichtung der miteinander zu verbindenden Wagenkästen in horizontaler Richtung ausgerichtet. Der erste Gelenkarm weist einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte eines ersten Wagenkastens verbundenen oder verbindbaren Endbereich und einen gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich mit einem ersten Gelenkkopf auf, während der zweite Gelenkarm einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte eines zweiten Wagenkastens verbundenen Endbereich und einem gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich mit einem zum ersten Gelenkkopf zumindest bereichsweise komplementär ausgebildeten zweiten Gelenkkopf aufweist. Derartige Gelenkanordnungen, insbesondere für den Einsatz in Jakobs-Drehgestellen sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Stellvertretend wird auf die Druckschriften DE 10 2017 114 376 A1 , CN 214985368 II, EP 1884434 B1 und WO 2020/035196 A1 verwiesen. Derartige oftmals als sogenannte Sphäroelastikgelenke ausgebildete Gelenkverbindungen nehmen die bei der Fahrt des mehrgliedrigen Schienenfahrzeuges zwischen den benachbarten Wagenkästen auftretenden Längskräfte, Querkräfte und vertikalen Kräfte auf.
Bei der fahrdynamischen Auslegung einer Gelenkanordnung ist allerdings neben den im Betrieb auftretenden Belastungen auch das Crashverhalten zu berücksichtigen. Hierbei ist zu beachten, dass das im Gelenklager üblicherweise vorgesehene (integrierte) Energieverzehrelement ein regenerativ ausgebildetes Energieverzehrelement, insbesondere Elastomer-Element ist, welches lediglich zum Abdämpfen der beim normalen Fährbetrieb über die Gelenkverbindung übertragenen Zug- und Stoßkräfte dient. Es ist bekannt, dass dieses regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement Kräfte bis zu einer definierten Größe aufnimmt und die darüberhinausgehenden Kräfte ungedämpft in das Fahrzeuguntergestell bzw. in den Wagenkasten weiterleitet. Dadurch werden zwar Zug- und Stoßkräfte, welche während des normalen Fährbetriebs zwischen den einzelnen Wagenkästen auftreten, in dieser regenerativen Stoßsicherung absorbiert, bei Überschreiten der Betriebslast aber, etwa beim Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis oder bei einem abrupten Abbremsen des Fahrzeugs, reicht dieses üblicherweise im Gelenklager integrierte Energieverzehrelement nicht mehr für einen Verzehr der insgesamt anfallenden Energie aus. Deshalb sind in einem Crashfall weitere Stoßsicherungen, insbesondere in Gestalt von destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen, in das Energieverzehrkonzept des Gesamtfahrzeuges mit einzubeziehen, so dass die anfallende Stoßenergie direkt in der Gelenkanordnung oder im Fahrzeuguntergestell aufgenommen werden kann. Ansonsten nämlich würde der Fahrzeugkasten extremen Belastungen ausgesetzt und unter Umständen beschädigt oder gar zerstört werden. Bei Schienenfahrzeugen läuft in solch einem Fall der Wagenkasten Gefahr zu entgleisen. Mit dem Ziel, das Fahrzeuguntergestell gegen Beschädigungen bei starken Auffahrstößen zu schützen, kommt häufig ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement zum Einsatz, welches beispielsweise derart ausgelegt ist, dass es erst nach Ausschöpfung des Arbeitsverzehrs des beispielsweise im Gelenklager vorgesehenen, regenerativ ausgebildeten Energieverzehrelements anspricht und die durch den Kraftfluss über das Energieverzehrelement übertragene Energie zumindest teilweise absorbiert und somit abbaut. Als destruktiv ausgebildete Energieverzehrelemente kommen insbesondere Verformungsrohre in Frage, bei denen in destruktiver Weise durch eine definierte Verformung (plastische Verformung) von zumindest einem Abschnitt des Verformungsrohres die Stoßenergie in Verformungsarbeit und Wärme umgewandelt wird.
Ein Energieverzehrelement, welches auf dem Prinzip eines Verformungsrohrs basiert, zeichnet sich dadurch aus, dass es eine definierte Ansprechkraft ohne Kraftspitzen aufweist. Verformungsrohre sind gemäß den bekannten Ausführungen aus dem Stand der Technik in zumindest einem der Gelenkarme integriert. Ein Gelenkarm mit einem darin integrierten Verformungsrohr ist somit als eine funktionelle Kraftübertragungseinheit zu verstehen, wobei der Gelenkarm dabei aus einem ersten Kraftübertragungselement in Gestalt des Verformungsrohres und einem zweiten Kraftübertragungselement in Gestalt eines am stirnseitigen Endbereich des Gelenkarmes vorgesehenen Gelenkkopfes ausgebildet ist. Beide Bauteile sind derart kraftschlüssig miteinander verbunden sind, dass Zug- und Stoßkräfte in Längsrichtung der Gelenkanordnung übertragbar sind. Dabei bildet das destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement in der Regel den wagenkastenseitigen Endabschnitt des Gelenkarmes, während der stirnseitige Endabschnitt des Gelenkarmes dem Gelenkkopf entspricht. Grundsätzlich ist der wagenkastenseitige Endabschnitt des Gelenkarmes mit der sogenannten Grundplatte des Wagenkastens verbunden, in welcher die von den Gelenkarmen der Gelenkanordnung übertragenen Kräfte eingeleitet werden bzw. von welcher die von den Gelenkarmen der Gelenkanordnung zu übertragenden Kräften vom Wagenkasten in den zugehörigen Gelenkarm eingeleitet werden. Der Gelenkkopf am stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarmes einer Gelenkanordnung ist allgemein mit einem entsprechend komplementär hierzu, am stirnseitigen Endabschnitt des zweiten Gelenkarmes der Gelenkanordnung ausgebildeten Gelenkkopf eines benachbarten Wagenkastens in Eingriff bringbar.
Bei der Übertragung von Zug- und Stoßkräften läuft der Kraftfluss von der Grundplatte des ersten Wagenkastens über das ggf. im ersten Gelenkarm integrierte, vorzugsweise destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement, den ersten Gelenkkopf zum zweiten Gelenkarm, welcher dem benachbarten zweiten Wagenkasten zugeordnet ist. Der zweite Gelenkarm kann entweder ebenfalls mit einem destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelement ausgerüstet sein, denkbar allerdings wäre auch, dass der zweite Gelenkarm lediglich an seinem stirnseitigen Endabschnitt einen Gelenkkopf aufweist, während der wagenkastenseitige Endabschnitt direkt mit der Grundplatte des zweiten Wagenkastens im Wesentlichen starr verbunden ist. In Analogie kann auch der erste Gelenkarm frei von einem destruktiven Energieverzehrelement sein und dieses dem zweiten Gelenkarm zugeordnet.
Die Figur 1 zeigt beispielhaft eine aus dem Stand der Technik bekannte Gelenkanordnung 1 mit einem ersten Gelenkarm 10 und einem zweiten Gelenkarm 20. Die Gelenkanordnung weist ein Mitnehmerelement 50 auf, wobei ein erster Endbereich des Mitnehmerelements 50 in Wirkverbindung mit einem (in Figur 1 nicht gezeigten) unterhalb der Gelenkanordnung 1 anzuordnenden Fahrwerk, insbesondere Drehgestell, bringbar ist. Ein wagenkastenseitiger Endbereich des ersten Gelenkarms 10 ist mit einer Grundplatte 2 eines ersten Wagenkastens verbunden oder verbindbar, während ein dem wagenkastenseitigen Endbereich des Gelenkarms 10 gegenüberliegender stirnseitiger Endbereich 12 des ersten Gelenkarms 10 mit einem ersten Gelenkkopf 15 versehen ist. In gleicher weise weist der zweite Gelenkarm 20 einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte 4 eines zweiten Wagenkastens verbundenen oder verbindbaren Endbereich 21 sowie einen gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich 22 mit einem zum ersten Gelenkkopf 15 zumindest bereichsweise komplementär ausgebildeten zweiten Gelenkkopf 25 auf. Beispielsweise kann der erste Gelenkkopf 15 des ersten Gelenkarms 10 als Gelenkgabel und der zweite Gelenkkopf 25 des zweiten Gelenkarms 20 als Gelenkauge ausgeführt sein. Selbstverständlich kommen hier aber auch andere Ausführungsformen in Frage. Der erste Gelenkkopf 15 des ersten Gelenkarms 10 und der zweite Gelenkkopf 25 des zweiten Gelenkarms 20 sind über ein Gelenklager 30 gelenkig miteinander verbunden. Hierzu weist das Gelenklager 30 einen Gelenkzapfen 31 auf, welcher die für die Gelenkanordnung 1 gemeinsame als Schwenkachse fungierende Lagerachse Z definiert. Das Gelenklager 30 weist ferner beidseitig der Gelenkköpfe 15, 25 Lagerschalen 32 auf, um beidseitig den Gelenkzapfen 31 des Gelenklagers 30 abzustützen.
Der dem ersten Endbereich 51 des Mitnehmerelements 50 gegenüberliegende zweite Endbereich 52 ist mit den beidseitig angeordneten Lagerschalen 32 verbunden. Der Gelenkzapfen 31 des Gelenklagers 30 ist als ein horizontal verlaufender und sich senkrecht zur Längsrichtung der Gelenkanordnung 1 erstreckender Bolzen 31 ausgeführt.
Darüber hinaus weist die Gelenkanordnung 1 gemäß Figur 1 Energieverzehreinrichtungen in Gestalt von destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen 13a, 23a auf, welche im ersten und zweiten Gelenkarm 10, 20 derart integriert sind, dass der Kraftfluss der im normalen Fährbetrieb auftretenden und von der Gelenkanordnung 1 zu übertragenen Zug- und Stoßkräfte über die Gelenkarme 10, 20, das Gelenklager 30, den Gelenkzapfen 31 und die in den entsprechenden Gelenkarmen 10, 20 integrierten Energieverzehrelementen 13a, 23a und die jeweiligen Grundplatten 2, 4 in den Wagenkasten verlaufen.
Das Verformungsrohr 13a bzw. 23a ist zwischen einem hier nicht dargestellten Kegelring und einem Ringsegment einerseits und einem Stirnblech 13b, 23b andererseits eingespannt. Das Stirnblech 13b ist in diesem Beispiel über Befestigungselemente, insbesondere Schrauben wiederum mit der jeweiligen Grundplatte 2, 4 verbunden.
Im normalen Fährbetrieb läuft bei der Übertragung von Zug- und Stoßkräften der Kraftfluss vom ersten zum zweiten Wagenkasten über die Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens, die Schrauben des im ersten Gelenkarm 10 am wagenkastenseitigen Endabschnitt integrierten, destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelements 13a, das Stirnblech 13b, das Verformungsrohr 13a, die Gelenkgabel 15 zum Gelenkzapfen 31 und zum im Gelenklager integrierten, regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement (Sphärolastiklager), welches in Figur 1 nicht explizit dargestellt ist. Anschließend lauft der Kraftfluss weiter vom Gelenklager 30 bzw. Gelenkzapfen 31 zum als Gelenkauge ausgebildeten zweiten Gelenkkopf 25 am stirnseitigen Endabschnitt 22 des zweiten Gelenkarmes 20 und schließlich über das im wagenkastenseitigen Endabschnitt des zweiten Gelenkarms 20 integrierte, destruktive Energieverzehrelement zur Grundplatte 4 des (nicht explizit dargestellten) zweiten Wagenkastens. Die beiden Verformungsrohre 13a und 23a selber sind derart ausgelegt, dass bei Überschreiten eines durch den Kraftfluss über die jeweiligen Verformungsrohre 13a und 23a übertragenen Energiebetrags eine plastische Verformung der jeweiligen Elemente stattfindet, so dass die Grundplatten 2 und 4 der jeweiligen Wagenkasten relativ zueinander in Längsrichtung der Gelenkanordnung verschoben werden, wodurch infolge der plastischen Verformung der Verformungsrohre 13a und 23a zumindest ein Teil des übertragenen Energiebetrags von den jeweiligen Energieverzehrelementen absorbiert und in Verformungsarbeit und Wärme umgewandelt und somit abgebaut wird. Die durch das plastische Verformen der jeweiligen Verformungsrohre 13a und 23a bewirkte Verkürzung der ersten und zweiten Gelenkarme 10 und 20 hat unmittelbar zur Folge, dass sich die Stirnflächen der jeweiligen Wagenkästen bzw. die zugehörigen Grundplatten 2 und 4 der jeweiligen Wagenkästen relativ zueinander in Längsrichtung der Gelenkanordnung verschieben. Der Betrag der beim Energieverzehr maximal bewirkten Verschiebung wird hierin als "Längshub" bzw. "Hub" bezeichnet. Dabei setzt sich bei der in Figur 1 gezeigten Gelenkanordnung der beim Energieverzehr auftretende Gesamthub aus den Einzel-Längshüben der jeweiligen im ersten bzw. zweiten Gelenkarm 10 und 20 integrierten, destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen 13 und 23 und dem Einzel-Längshub des im Gelenklager 30 vorgesehenen, regenerativ ausgebildeten Energieverzehrelements (Elastomerelement) zusammen. Nach Ausschöpfung des für den Energieverzehr insgesamt vorgesehenen Längshubs, d.h. nach dem die Betriebslast der gesamten in der Gelenkanordnung integrierten Energieverzehreinrichtung, die das regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement im Gelenklager und die destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen in den Gelenkarmen aufweist, ausgeschöpft ist, muss der zwischen den benachbarten Wagenkasten zu übertragene Kraftfluss direkt über die jeweiligen Grundplatten 2 und 4 übertragen werden, wobei über die mit den Gelenkarmen 10 und 20 und dem Gelenklager gebildete Gelenkverbindung nur noch ein vorgebbarer maximaler Kraftfluss geleitet werden darf, damit ein vorhersagbarer und insbesondere vorab definierter Ereignisablauf im Crashfall erzielbar ist.
Die Ausbildung der Gelenkanordnung mit destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen, wie in Figur 1 beschrieben, benötigt aufgrund der zur Gewährleistung eines vordefinierten Gesamt-Längshubes bestimmter Größe in axialer Richtung viel Bauraum aufgrund der erforderlichen Auslegung der Energieverzehreinrichtungen. Des Weiteren ist die mögliche Bewegung der einzelnen Gelenkarme gegenüber den Grundplatten durch die Anordnung und Ausbildung des Mitnehmerelementes mit entsprechenden Anschlagflächen zum Zusammenwirken mit entsprechenden Flächenbereichen an den jeweiligen Grundplatten begrenzt. Die Herstellung der Verbindung erfolgt durch das Zusammenbringen der beiden Gelenkarme, welche jeweils vormontiert an den Wagenkästen angeordnet sind. Dazu ist es jedoch erforderlich, die Gelenkgabel geteilt auszubilden, um das Gelenklager zu positionieren. Die geteilte Ausführung und die dadurch bedingten zusätzlichen Verbindungselemente führen jedoch zu einer Verringerung der Festigkeit der Gesamtanordnung, was bei der Auslegung mit zu berücksichtigen ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gelenkanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass diese einfach und kompakt ausgebildet ist, hohe Festigkeitswerte aufweist und derart aufgebaut ist, dass im Crashfall, d.h. bei Überschreitung einer vordefinierten zulässigen Betriebslast, insbesondere Stoßkraft ein maximaler Energieverzehr bei vorab festlegbarem Ereignisablauf realisierbar ist. Dabei soll ein möglichst großer Gesamthub innerhalb der Gelenkanordnung bei gleichzeitig minimalem zur Verfügung stehendem Bauraum für die Gelenkanordnung bereitgestellt werden. Ferner soll die Montage relativ einfach erfolgen können. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Im Einzelnen ist eine Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges, insbesondere Gelenkanordnung mit einem Mitnehmer zum Zusammenwirken mit einem Drehgestell, umfassend
- eine Grundplatte zum Verbinden mit einem ersten Wagenkasten und einen ersten Gelenkarm, welcher einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte eines ersten Wagenkastens verbundenen oder verbindbaren Endbereich und einen gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich mit einem ersten Gelenkkopf aufweist;
- eine Grundplatte zum Verbinden mit einem zweiten Wagenkasten und einen zweiten Gelenkarm, welcher einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte eines zweiten Wagenkastens verbundenen oder verbindbaren Endbereich und einen gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich mit einem zum ersten Gelenkkopf zumindest bereichsweise komplementär ausgebildeten zweiten Gelenkkopf aufweist;
- ein Gelenklager mit einem Gelenkzapfen zum gelenkigen Verbinden des ersten und zweiten Gelenkkopfes in einer Gelenkebene, wobei der Gelenkzapfen durch Lageraugen in den Gelenkköpfen geführt ist und mit dem Gelenkzapfen eine für die Gelenkanordnung gemeinsame Schwenkachse gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraugen aufweisenden Gelenkköpfe der Gelenkarme einteilig ausgebildet sind, erster Gelenkarm und Grundplatte zum Verbinden mit dem ersten Wagenkasten von separaten Bauteilen bzw. Baueinheiten gebildet werden und der erste Gelenkarm in seinem wagenkastenseitigen Endbereich mit der ersten Grundplatte durch Verspannen in Längsrichtung der Gelenkanordnung betrachtet mit der Grundplatte verbunden ist.
Die erfindungsgemäße integrale Ausbildung der Lageraugen bildenden Bereiche, insbesondere Gelenkköpfe zur Lagerung des Gelenkzapfens ist durch eine hohe Festigkeit charakterisiert, da auf schwächende Verbindungsstellen im Gegensatz zur Ausbildung separater und geteilter Lagerschalen verzichtet wird. Gelenkarm und Grundplatte werden des Weiteren von zwei separaten Bauteilen gebildet. Durch die separate Ausbildung von Gelenkarm und Grundplatte sowie der einteiligen Ausführung der Gelenkköpfe kann die Zusammenstellung und Montage der Gelenkanordnung erheblich vereinfacht werden, indem die Gelenklagerung vorzugsweise als vormontierte Einheit erstellt wird, d.h. Baueinheit aus zweiter Grundplatte und zweitem Gelenkarm mit dem mit diesem verbundenen ersten Gelenkarm: Die Verbindung des ersten Gelenkarmes mit der ersten Grundplatte erfolgt erst beim Zusammenfahren der miteinander zu verbindenden Wagen, vorzugsweise durch Verspannen durch Einziehen in einen Konus.
Der erste Gelenkarm weist dazu in einer bevorzugten Ausbildung im wagenkastenseitigen Endbereich einen entsprechend gestalteten, vorzugsweise zapfenartig ausgebildeten Verbindungsbereich auf, umfassend einen Führungsbereich zum Hindurchführen durch eine Öffnung an der Grundplatte, einen Anschlagbereich unter Ausbildung zumindest einer Anlagefläche zum Anlegen an einem zum Gelenkkopf gerichteten Flächenbereich an der ersten Grundplatte und einen Sicherungsbereich zum Zusammenwirken mit einer Sicherungseinrichtung zum Fixieren der Lage des ersten Gelenkarmes gegenüber der ersten Grundplatte. Der Verbindungsbereich wird somit durch die Grundplatte geführt und der erste Gelenkarm gegenüber diesem verspannt, insbesondere zwischen Anschlagbereich und Sicherungseinrichtung. Vorzugsweise ist der Anschlagbereich an der ersten Grundplatte und der an diesem zur Anlage kommende Bereich am Gelenkarm konisch ausgebildet, d.h. die Durchgangsöffnung an der Grundplatte weist einen konischen Abschnitt mit Verringerung des Querschnittes in Einführrichtung, d.h. vom Gelenk weg auf. Der erste Gelenkarm kann somit in die Durchgangsöffnung hineingezogen werden und gegen die Grundplatte verspannt werden.
Bezüglich der Ausbildung der Sicherungseinrichtung besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall ist dieses Sicherungselement zum Sichern der Lage in Längsrichtung, beispielsweise Keil- oder Splintelement oder Sicherungsmutter ausgeführt. Der durch die Durchgangsöffnung hinausragende Sicherungsbereich trägt im letztgenannten Fall ein Gewinde zum Zusammenwirken mit der Sicherungseinrichtung und bringt somit die Kraft auf den Anschlagbereich zum Anlegen an der gegenüberliegenden Stirnseite der Grundplatte beim Festziehen auf. Diese Ausbildung stellt eine besonders einfache und auch montagemäßig auch am Fahrzeug einfach zu realisierende Möglichkeit dar. Andere Ausführungen sind jedoch auch denkbar.
Die Gelenkanordnung weist in vorteilhafter Ausbildung ferner ein Mitnehmerelement auf mit einem ersten Endbereich, welcher in Wirkverbindung mit einem unterhalb der Gelenkanordnung anzuordnenden Fahrwerk bzw. Drehgestell, insbesondere Jakobsdrehgestell bringbar ist und einen gegenüberliegenden zweiten Endbereich, über den das Mitnehmerelement fest mit einem der Gelenkarme verbunden ist. Das Mitnehmerelement ist im ersten Endbereich durch eine senkrecht zur Längsachse ausgerichtete Mitnehmerachse charakterisiert, die insbesondere beim Zusammenwirken des Mitnehmerelementes mit dem Fahr- oder Drehgestell mit einer Mittenachse einer an dieser vorgesehenen Aufnahmeeinrichtung zusammenfällt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung erfolgt die Zuordnung des Mitnehmerelementes zum ersten Gelenkarm, vorzugsweise direkt zur ersten Grundplatte.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung zur Realisierung eines möglichst großen Längshubes innerhalb der Gelenkanordnung im Crashfall bei minimal zur Verfügung stehendem Bauraum in Längsrichtung ist das Mitnehmerelement mit einem zweiten Endbereich fest mit der ersten Grundplatte verbunden und bildet somit zusammen mit der Grundplatte eine Baueinheit. Das Mitnehmerelement ist dazu zwischen erstem und zweitem Endbereich gekröpft unter Ausbildung eines einen Freiraum bildenden Abstandes zum Außenumfang der Gelenkanordnung ausgebildet. Sind der erste und zweite Endbereich des Mitnehmerelementes in axialer Richtung bzw. in Längsrichtung der Gelenkanordnung betrachtet versetzt zueinander angeordnet, ist das Mitnehmerelement ist zwischen erstem und zweitem Endbereich gekröpft unter Ausbildung eines Freiraumes zwischen Mitnehmerelement und Außenumfang der Gelenkanordnung ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Verbindungsbereich zwischen erstem und zweitem Endbereich des Mitnehmerelementes derart ausgebildet oder ausgeformt, dass zwischen der Außenkontur des Mitnehmerelementes und dem Außenumfang der Gelenkarme und des Gelenklagers ein sich in Längsrichtung der Gelenkanordnung in Einbaulage erstreckender Freiraum ausgebildet wird. Der Verbindungsbereich bzw. der durch diesen gebildete Außenumfang an der in Richtung der zweiten Grundplatte weisenden Seite verläuft über einen Teilbereich unter einem Abstand zu den Gelenkgabeln und Gelenklager.
Der Begriff Mitnehmerelement steht hier für Mitnehmer. Dieses kann integral oder aber auch mehrteilig ausgebildet sein
Die gekröpfte Ausbildung des Mitnehmerelementes unter Vorsehen eines einen Freiraum beschreibenden Abstandes zum Außenumfang der Gelenkanordnung erlaubt die Relativbewegung der miteinander gekoppelten Gelenkarme gegenüber der dem zweiten Gelenkarm zugeordneten Grundplatte unter Aufnahme von um den Außenumfang der Gelenkarme und deren Verbindungen zu den jeweiligen Grundplatten angeordneten Bauteilen. Insbesondere bietet der so geschaffene Freiraum über dem ersten Endbereich des Mitnehmerelementes die Möglichkeit der Aufnahme des unterhalb der Achse des zweiten Gelenkarms liegenden Teilbereichs der Grundplatte, so dass das mit dem ersten Gelenkarm verbundene Mitnehmerelement gegenüber den Ausführungen aus dem Stand der Technik wesentlich weiter in Längsrichtung der Gelenkanordnung bewegbar ist und damit einen größeren Gesamthub ermöglicht. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn Gelenklager sowie Gelenkarme bezüglich ihres Außenumfanges derart ausgelegt und bemessen sind, sich durch die Grundplatte, insbesondere die zur Lagerung des jeweiligen Gelenkarms vorgesehene Durchgangsöffnung zu bewegen. Bei den bekannten Ausführungen mit in einer Ebene liegenden Anordnung von erstem und zweiten Endbereich frei von einer Kröpfung ist der Maximalhub bei Überschreitung der zulässigen Belastung spätestens durch das Zusammenwirken von Anschlagflächen am Mitnehmerelement mit der Grundplatte begrenzt. Die gekröpfte Ausbildung unter Vorsehen eines Abstandes zum Außenumfang der Gelenkanordnung erlaubt es, um die Gelenkverbindung einen freien Raum bereitzustellen, welcher im Fall eines Ansprechens einer dem zweiten Gelenkarm zugeordneten Energieverzehreinrichtung und einer mit dieser einhergehenden Bewegung der Gelenkarme und des Gelenklagers in Richtung zur ersten Grundplatte, ein Eintauchen dieser in das zur Energieverzehrvorrichtung gehörige Verformungsrohr unter Führung an diesem über den wagenkastenseitigen Endbereich des zweiten Gelenkarms ermöglicht. Dabei kann ein Eintauchen zwischen zweiter und erster Grundplatte im Crashfall betrachtet nur des zweiten Gelenkarms oder des zweiten Gelenkarms und zumindest eines Teilbereiches des Gelenklagers oder sogar bis zu einem Teil des ersten Gelenkarms erfolgen. Vorzugsweise wird das Eintauchen durch eine Ausbildung und Dimensionierung der Außenumfangsflächen der Gelenkarme und des Gelenklagers derart festgelegt, dass ein Flächenbereich zum Zusammenwirken mit einem Anschlag an oder in der Grundplatte ausgebildet ist.
Diese Ausführung bietet damit den Vorteil einer möglichen Relativbewegung eines mit dem Mitnehmerelement verbundenen Gelenkarmes derart gegenüber der Grundplatte des mit diesem verbundenen Gelenkarmes, dass das gesamte Gelenklager und auch Teilbereiche des ersten Gelenkarmes sich durch diese hindurchbewegen um damit einen wesentlich längeren Hubweg und Nutzung von mehr Energieverzehr zum Abbau dieses Energieeintrages in Verformungsarbeit als bei herkömmlichen Lösungen zu realisieren.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung sind dann das Mitnehmerelement und erste Grundpatte integral ausgebildet. Durch die gekröpfte Ausbildung des Mitnehmerteils können die Wagenkastenlasten besser von den Gelenklasten getrennt werden, so dass eine günstigere und leichtere Ausführung der einzelnen Bauteile möglich ist.
Um eine möglichst gute Versteifungs- und Stabilisierungswirkung und damit auch einen Aufkletterschutz im Crashfall beim Eintauchen des Gelenklagers in das Verformungsrohr zu gewährleisten ist das Mitnehmerelement derart ausgebildet und ausgelegt, dass die den ersten Endbereich zum Zusammenwirken mit einem Fahroder Drehgestell beschreibbare Mitnehmerachse in einer durch die Lagerachse des Gelenklagers und einer Senkrechten zu dieser und zur Längsrichtung der Gelenkanordnung im beschreibbaren Ebene liegt, insbesondere deren Verlängerung die Schwenkachse schneidet.
Ist eine Versteifung der Gelenkanordnung nicht gewünscht, ist das Mitnehmerelement derart ausgebildet und ausgelegt, dass die den ersten Endbereich zum Zusammenwirken mit einem Fahr- oder Drehgestell beschreibbare Mitnehmerachse versetzt zu einer durch die Schwenkachse des Gelenklagers und einer Senkrechten zu dieser und zur Längsrichtung beschreibbaren Ebene liegt, insbesondere deren Verlängerung versetzt zu Schwenkachse verläuft.
Der einen Freiraum zum Außenumfang der Gelenkanordnung beschreibende Abstand zwischen dem Mitnehmerelement und dem Außenumfang der Gelenkanordnung in Längsrichtung betrachtet ist vorzugsweise derart gewählt und ausgebildet, dass das mit dem ersten Gelenkarm verbundene Mitnehmerelement geeignet ist, um bei Überschreitung einer vordefinierten maximalen Stoßbelastung und Relativbewegung der miteinander gelenkig verbundenen Gelenkarme gegenüber der mit dem zweiten Gelenkarm verbundenen Grundplatte in Längsrichtung betrachtet sich bis in den Bereich der durch die Grundplatte beschreibbaren Vertikalebene und darüber hinaus zu bewegen. Diese Ausführung bietet den Vorteil einer möglichen Relativbewegung eines mit dem Mitnehmerelement verbundenen Gelenkarmes derart gegenüber der Grundplatte des mit diesem verbundenen Gelenkarmes, dass das gesamte Gelenklager und auch Teilbereiche des ersten Gelenkarmes sich durch diese hindurchbewegen um damit einen wesentlich längeren Hubweg und Nutzung von mehr Energieverzehr zum Abbau dieses Energieeintrages in Verformungsarbeit als bei herkömmlichen Lösungen zu realisieren.
Besonders vorteilhaft gestaltet sich diese Ausführung in Kombination mit einer Energieverzehreinrichtung in der Gelenkanordnung, bei welcher dem zweiten Gelenkarm ein destruktives Energieverzehrelement in Form eines Verformungsrohres zugeordnet ist. In einer Weiterbildung umfasst die Gelenkanordnung Energieverzehrvorrichtungen. Dabei kann es sich um regenerativen Energieverzehr handeln, welcher vorzugsweise im Gelenklager integriert wird, insbesondere durch die elastische Lagerung des Gelenkzapfens, insbesondere das Vorsehen eines sphäroelastischen Lagers in den miteinander gelenkig zu verbindenden Gelenkköpfen.
Des Weiteren ist in vorteilhafter Weiterbildung zumindest eine, dem zweiten Gelenkarm zugeordnete Energieverzehrvorrichtung mit einem destruktiven Energieverzehrelement in Form eines Verformungsrohrs, vorgesehen. Das Verformungsrohr ist mit seinem gelenkseitigen Endbereich einseitig und wenigstens mittelbar an der zweiten Grundplatte, sich in Richtung vom Gelenklager weg erstreckend gelagert und der zweite Gelenkarm in seinem wagenkastenseitigem Endbereich einen ersten Lagerabschnitt zur zumindest mittelbaren Lagerung an der Grundplatte und einen Führungsabschnitt aufweist, welcher zumindest teilweise in das Verformungsrohr hineinragt und an der Innenoberfläche des Verformungsrohres anliegt.
Durch das Vorsehen eines Verformungsrohres, welches in der Verbindung zwischen dem zweiten Gelenkarm und der diesem zugeordneten Grundplatte integriert ist, im Kraftfluss dem zweiten Gelenkarm nachgeschaltet und ausgelegt ist, bei Überschreiten einer vordefinierten Betriebslast unter Querschnittserweiterung sich plastisch zu verformen, wird eine Energieverzehreinrichtung bereitgestellt, die einen maximalen Energieverzehr bei geringem Einbauraum ermöglicht, insbesondere durch das mögliche geführte Hineintauchen des zweiten Gelenkarmes und von Teilen des Gelenklagers bzw. des mit dem Gelenkarm verbundenen weiteren ersten Gelenkarmes in das aufgeweitete Verformungsrohr. Dadurch kann der mögliche Gesamthub gegenüber Lösungen aus dem Stand der Technik bei gleichem oder geringerem Bauraumbedarf erheblich vergrößert werden. Des Weiteren ist durch das Vorsehen eines Führungsabschnittes auch ein vorab festlegbarer Ereignisablauf beim Energieverzehr im Crashfall und Führung des Gelenkarmes möglich. Das Verformungsrohr weist an seinem gelenkseitigen Endabschnitt einen mit dem Lagerabschnitt des zweiten Gelenkarmes fest verbundenen ersten Abschnitt auf, welcher einen im Vergleich zu einem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich des Verformungsrohres liegenden zweiten größeren Querschnitt aufweist, wobei der zweite Gelenkarm im Bereich seines Lagerabschnittes zwischen der Grundplatte und diesem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt des Verformungsrohres verspannt ist und im Bereich des Führungsabschnittes an der Innenoberfläche dieses weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnittes des Verformungsrohres anliegt. Dieser weitere weiter wagenkastenseitig angeordnete Abschnitt am Verformungsrohr bildet zumindest den theoretisch möglich zur Verfügung stehenden Aufweitungsabschnitt des Verformungsrohres im Crashfall und einen daran sich anschließenden Führungsbereich für den in diesem Fall relativ gegenüber der zweiten Grundplatte bewegbaren zweiten Gelenkarm aus.
Der Führungsabschnitt des zweiten Gelenkarms ragt zumindest teilweise in diesen weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt des Verformungsrohres hinein, dessen Querschnitt vor Ansprechen der Energieverzehreinrichtung im Vergleich zu dem Querschnitt des Verformungsrohres im ersten Abschnitt im gelenkseitigen Endbereich kleiner ist. Da einerseits der Führungsabschnitt an der Innenoberfläche des vor Ansprechen der Energieverzehreinrichtung (noch) nicht aufgeweiteten weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt anliegt, läuft beim Ansprechen der Energieverzehreinrichtung , d.h. wenn sich der Gelenkarm relativ zu der mit dem Wagenkasten verbindbaren zweiten Grundplatte auf diese zu bewegt, der Führungsabschnitt des Gelenkarmes an der Oberfläche des noch nicht aufgeweiteten Querschnittes des weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnittes entlang und bewirkt somit eine axiale Führung. Diese axiale Führung verhindert ein Verkanten des zweiten Gelenkarmes in dem Verformungsrohr, so dass die plastische Verformung, insbesondere Aufweitung des Verformungsrohres in der vorhersehbaren Weise abläuft. Durch die vorlaufende Führung beim Aufweiten wird ein unkontrolliertes Ausknicken des Verformungsrohres verhindert. Die Länge des Verformungsrohres muss dabei nicht zwangsläufig so bemessen sein, dass die Führung über den Führungsabschnitt des Gelenkarmes bis zum Erreichen der Endposition des Gelenklagers bei Überschreiten der zulässigen Betriebslast gegeben ist. Der Führungsabschnitt kann sich aufgrund der frei kragenden Anbindung des Verformungsrohres dabei auch aus diesem hinausbewegen, wobei trotzdem die volle Länge des Verformungsrohres zum Energieverzehr genutzt wird.
Im einfachsten Fall wird die Aufweitung des dem zweiten Gelenkarm zugeordneten Verformungsrohres außerhalb des ersten im gelenkseitigen Endbereich zur Anbindung an die zweite Grundplatte vorgesehenen ersten Abschnittes durch die durch die Querschnittsdifferenz bedingte Formgebung zwischen Lagerabschnitt und Führungsabschnitt am zweiten Gelenkarm im wagenkastenseitigen Endbereich realisiert, indem der Übergangsbereich direkt mit dem Innenumfang bzw. der Innenoberfläche des Verformungsrohres zusammenwirkt und somit in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich des Verformungsrohres den an den ersten mit der Grundplatte fest verbundenen Abschnitt anschließenden und zur Verformung vorgesehenen weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt bei der Bewegung in dieser Richtung aufweitet, wobei bei dieser Bewegung der Führungsabschnitt am zweiten Gelenkarm im weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt im Verformungsrohr immer der Aufweitung vorausläuft. D.h. der Lagerabschnitt und der Führungsabschnitt im wagenkastenseitigen Endbereiches des zweiten Gelenkarms sind integral ausgeführt und der Übergangsbereich zwischen Lagerabschnitt und Führungsabschnitt am zweiten Gelenkarm ist vorzugsweise konisch unter Ausbildung zumindest einer Kegelfläche zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang des Verformungsrohres ausgebildet. Die vollständig integrale Ausbildung von Lagerabschnitt und Führungsabschnitt und Gelenkkopf, d.h. des gesamten Gelenkarmes und des Übergangsbereiches zum Bereitstellen einer mit der Innenoberfläche des Verformungsrohres zusammenwirkenden Fläche bietet den Vorteil einer sehr kompakten Baueinheit mit hoher Funktionskonzentration in den einzelnen Komponenten. In einer weiteren Ausführung können der Lagerabschnitt und der Führungsabschnitt des wagenkastenseitigen Endbereiches des zweiten Gelenkarms integral ausgeführt sein, wobei ein Kegelring zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang des Verformungsrohres vorgesehen ist, welcher sich an den Lagerabschnitt anschließend mit dem Führungsabschnitt verbunden ist. Die Verbindung kann dabei insbesondere durch Kraft- oder Formschluss realisiert werden. Diese Lösung mit separatem Kegelring bietet den Vorteil, dass hinsichtlich der Ausführung des wagenkastenseitigen Endbereiches standardisierte Gelenkarme ausgebildet werden können, die mit unterschiedlichen ausgebildeten Kegelringflächen ausgestatten Kegelringen kombinierbar sind und damit den Aufweitvorgang zusätzlich beeinflussen können.
In einer alternativen Ausbildung zur integralen Ausbildung von Lagerabschnitt und Führungsabschnitt am zweiten Gelenkarm, kann der zweite Gelenkarm in seinem wagenkastenseitigen Endbereich auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Bauteile miteinander verbunden oder in kraftübertragender Weise gekoppelt sind. Gemäß einer ersten dieser alternativen Ausführungen sind Lagerabschnitt und Führungsabschnitt des wagenkastenseitigen Endbereiches des Gelenkarms von miteinander gekoppelten und koaxial zueinander angeordneten separaten Bauteilen, insbesondere einem mit dem Gelenkkopf integral ausgeführten Lagerbauteil und einem Führungsbauteil, ausgebildet und es ist ein Kegelring zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang des Verformungsrohres vorgesehen ist, welcher integral mit dem Lagerbauteil oder dem Führungsbauteil ausgebildet ist.
Gemäß einer zweiten alternativen Ausführung sind der Lagerbereich und Führungsbereich des wagenkastenseitigen Endbereiches des zweiten Gelenkarms von miteinander gekoppelten und koaxial zueinander angeordneten separaten Bauteilen, insbesondere einem mit dem Gelenkkopf integral ausgeführten Lagerbauteil und einem Führungsbauteil, ausgebildet und es ist ein Kegelring zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang des Verformungsrohres vorgesehen ist, welcher kraft- oder formschlüssig mit dem Lagerbauteil oder dem Führungsbauteil verbunden ist. In diesem zweiten Fall gelten für das separate Vorsehen des Kegelringes die gleichen Vorteile, wie für das separate Vorsehen bei integraler Ausbildung von Lagerabschnitt und Führungsabschnitt.
Bei allen vorgenannten Ausbildungen ist in besonders vorteilhafter Ausführung der zweite Gelenkarm zwischen der Grundplatte und dem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden und den Verformungsabschnitt bildenden Abschnitt des Verformungsrohres über den Kegelring bzw. die Kegelfläche spielfrei verspannt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise der Gelenkarm mit seinem wagenkastenseitigen Endbereich mit der Grundplatte kraftübertragend verbunden bzw. dieser in dieser gelagert.
Dabei ist der zweite Gelenkarm derart zwischen der Grundplatte und dem Verformungsrohr verspannt und das Verformungsrohr derart ausgelegt, dass bei Überschreiten einer vorab festlegbaren Betriebslast sich der Gelenkarm in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich des Verformungsrohres bewegt und dabei den weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt des Verformungsrohres unter Querschnittserweiterung plastisch verformt.
Zur Begrenzung des Hubs und Ableitung der Kräfte im Crashfall in den Wagenkasten direkt über die entsprechende zweite Grundplatte weist diese einen Anschlag für einen am Gelenklager oder einem der Gelenkarme in einem Bereich zwischen Gelenkkopf und zweiter Grundplatte vorgesehenen Flächenbereich auf. Dieser kann an dieser ausgebildet oder von einem separaten, mit der Grundplatte verbundenen Bauteil gebildet werden. Je nach Auslegung und geometrischer Ausbildung der Gelenkanordnung bildet die zweite Grundplatte einen Anschlag für einen Flächenbereich bei Relativbewegung gegenüber dieser, welcher entweder a) an dem in dieser gelagerten zweiten Gelenkarm oder b) dem Gelenklager oder c) dem mit dem in dieser Grundplatte gelagerten zweiten Gelenkarm gelenkig verbundenen ersten Gelenkarm in einem Bereich zwischen Gelenkkopf und Grundplatte vorgesehen ist. Variante b) und c) bedingen unter der Voraussetzung einer entsprechenden Auslegung hinsichtlich der Außenumfangsgestaltung der beiden Gelenkarme bis zum jeweiligen Flächenbereich zum Zusammenwirken mit dem Anschlag an der zweiten Grundplatte das zumindest teilweise Eintauchen auch des Gelenklagers und/oder des anderen ersten Gelenkarmes in das Verformungsrohr und erlauben damit besonders große Hübe.
Vorzugsweise ist der erste Gelenkkopf als Gelenkgabel und der zweite Gelenkkopf des Gelenklagers als Gelenkauge ausgebildet ist. Die alternative Ausbildung ist ebenfalls bei entsprechender Ausgestaltung möglich.
Vorzugsweise sind an den Lageraugen aufweisenden Gelenkköpfen der Gelenkarme Zentriereinrichtungen zum koaxialen Ausrichten der Gelenkarme bei der Montage vorgesehen. Diese erlauben unabhängig vom Montageverfahren am Fahrzeug eine genaue Ausrichtung der Gelenkarme zueinander. Diese kann bei der Vormontage einer Baueinheit aus zweiter Grundplatte, zweitem Gelenkarm und erstem Gelenkarm an einem Wagenkasten und der ersten Grundplatte mit Mitnehmer als weitere Baueinheit am anderen Wagenkasten erfolgen, wobei in diesem Fall die Verbindung durch Relativbewegung und damit definiertes Einführen des ersten Gelenkarmes in die erste Grundplatte und anschließendes Verspannen hergestellt wird oder aber bei der Montage zweier Baueinheiten, wobei jede Baueinheit aus Grundplatte und Gelenkarm vormontiert ist, zum Einsatz gelangen. Im letztgenannten Fall erfolgt die Herstellung der Verbindung durch Relativbewegung der Baueinheiten in vertikaler Richtung zueinander, um die Gabelaugen in d eine zueinander fluchtende Lage zu verbringen
Dein erstes Verfahren zum Verbinden zweier benachbarter Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gelenkanordnung erfolgt dann mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen einer ersten Baueinheit aus erster Grundplatte und Mitnehmerelement - Bereitstellen einer zweiten Baueinheit aus zweiter Grundplatte und zweiten Gelenkarm und Herstellen einer gelenkigen Verbindung mit einem ersten Gelenkarm unter koaxialer Ausrichtung von erstem und zweiten Gelenkarm zueinander;
- Montage der ersten Baueinheit an einem ersten Wagenkasten;
- Montage der zweiten Baueinheit und Relativbewegung gegenüber der montierten ersten Grundplatte der ersten Baueinheit unter Herstellung der Verbindung zwischen erstem Gelenkarm und erster Grundplatte.
Das Bereitstellen der ersten Baueinheit aus erster Grundplatte und Mitnehmerelement kann durch Verbinden dieser oder aber integrale Ausbildung realisiert werden.
Die Montage der ersten und zweiten Baueinheit kann zeitlich versetzt erfolgen, ebenso die Ausbildung der Gelenkanordnung aus diesen.
Einzelkomponenten der Gelenkanordnung können somit weitestgehend vormontiert bereitgestellt und gehandhabt werden, insbesondere die Gelenkverbindung der beiden Gelenkarme. Die Baueinheiten können dann vollkommen unabhängig voneinander an den Wagenkästen montiert werden. Lediglich zur Endmontage der Gelenkanordnung ist ein Zusammenführen erforderlich.
Dein zweites Verfahren zum Verbinden zweier benachbarter Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gelenkanordnung erfolgt dann mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen einer ersten Baueinheit aus erster Grundplatte und Mitnehmerelement und erstem Gelenkarm
- Bereitstellen einer zweiten Baueinheit aus zweiter Grundplatte und zweiten Gelenkarm und ggf. Energieverzehreinrichtung
- Montage der ersten und zweiten Baueinheit an einem ersten und zweiten Wagenkasten;
- Herstellen einer gelenkigen Verbindung zwischen erstem und zweiten Gelenkarm durch vertikale Relativbewegung der Baueinheiten zueinander zum Verbringen der Lageraugen in eine zueinander fluchtende Lage und Einführen des Gelenkbolzens.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Figur 1 eine Ausbildung einer Gelenkanordnung gemäß dem Stand der Technik; Figur 2 eine erste vorteilhafte Ausbildung einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung in perspektivischer Darstellung;
Figur 3 eine Schnittdarstellung einer Ausführung gemäß Figur 2 in einer durch die Gelenkachse und die Längsrichtung der Gelenkanordnung beschreibbaren Ebene im unbelasteten Zustand;
Figur 4 den Vorgang des Verbindens zweier benachbarter Wägen durch den Einbau einer Gelenkanordnung gemäß der Figuren 2 und 3;
Figur 5 zeigt beispielhaft eine Ausführung mit als Montagehilfe vorgesehenen Zentriereinrichtung an den Gabelaugen tragenden Bauteilen.
Die Figur 2 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1. Figur 3 verdeutlicht eine Ausführung gemäß Figur 2 in Schnittdarstellung. Die Figur 4 zeigt in schematisiert vereinfachter Darstellung die Abfolge bei der Herstellung einer derartigen Gelenkanordnung 1 in einem Schienenfahrzeug 3, insbesondere zur Verbindung zweier hintereinander angeordneter Schienenfahrzeuge, insbesondere Wagen 26 und 27. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist beispielhaft ein Koordinatensystem an die Gelenkanordnung 1 angelegt. Die X-Richtung beschreibt die Längsrichtung, welche in Einbaulage der Gelenkanordnung 1 mit der Längsrichtung des Schienenfahrzeuges und insbesondere mit den im unausgelenktem Zustand koaxialen Achsen der Gelenkarme zusammenfällt. Die Y-Richtung beschreibt die Breitenrichtung, d.h. quer zur Längsrichtung und die Z-Richtung beschreibt die Höhenrichtung. Die Richtungsangaben gelten auch für die weiteren Figuren. Die Gelenkanordnung 1 umfasst einen ersten Gelenkarm 10 und einen zweiten Gelenkarm 20. Ein wagenkastenseitiger Endbereich 1 1 des ersten Gelenkarms 10 ist mit einer Grundplatte 2 eines ersten Wagenkastens 6 verbunden, während ein dem wagenkastenseitigen Endbereich des Gelenkarms 10 gegenüberliegender stirnseitiger Endbereich 12 des ersten Gelenkarms 10 mit einem ersten Gelenkkopf 15 versehen ist. In gleicher Weise weist der zweite Gelenkarm 20 einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte 4 eines zweiten Wagenkastens 7 verbundenen Endbereich 21 sowie einen gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich 22 mit einem zum ersten Gelenkkopf 15 zumindest bereichsweise komplementär ausgebildeten zweiten Gelenkkopf 25 auf. Der erste Gelenkkopf 15 des ersten Gelenkarms 10 ist als Gelenkgabel und der zweite Gelenkkopf 25 des zweiten Gelenkarms 20 als Gelenkauge ausgeführt. Der erste Gelenkkopf 15 des ersten Gelenkarms 10 und der zweite Gelenkkopf 25 des zweiten Gelenkarms 20 sind über ein Gelenklager 30 gelenkig miteinander verbunden.
Hierzu weist das Gelenklager 30 einen Gelenkzapfen 31 auf, welcher die für die Gelenkanordnung 1 gemeinsame als Schwenkachse fungierende Lagerachse Z definiert. Der Gelenkzapfen 31 des Gelenklagers 30 ist als ein horizontal verlaufender und sich senkrecht zur Längsrichtung der Gelenkanordnung 1 erstreckender Bolzen ausgeführt. Das Gelenklager 30 weist ferner beidseitig der Gelenkköpfe 15, 25 Lagerschalen 32 auf, um beidseitig den Gelenkzapfen 31 des Gelenklagers 30 abzustützen.
Bei der in Figur 2 und 3 dargestellten Ausbildung werden die Lagerschalen 32 direkt vom ersten Gelenkarm 10, insbesondere dem stirnseitigen Endabschnitt 12 des ersten Gelenkarms gebildet. Der Gelenkzapfen 31 ist durch die Lageraugen 34 am Gelenkauge und 35.1 , 35.2 an der Gelenkgabel geführt und wird in diesen gelagert. Die Mittenachse der als Durchgangsöffnungen ausgebildeten Lageraugen 34, 35.1 , 35.2 fällt im montierten Zustand der Gelenkanordnung 1 mit der als Schwenkachse fungierenden Lagerachse Z zusammen.
Zur Gewährleistung einer hohen Festigkeit sind die Lageraugen 34, 35.1 und 35.2 als geschlossene, d.h. in einem integralen Matenalabschnitt angeordnete Lageraugen ausgebildet und nicht geteilt. Die Gelenkköpfe 15 und 25 sind als integrale Bauteile ausgebildet, in welche die Lageraugen 34, 35.1 , 35.2 eingearbeitet sind. Um eine besonders einfache Montage der Gelenkanordnung zu gewährleisten, erfolgt die Ausrichtung der Lageraugen 34 und 35.1 , 35.2 zueinander nicht bei Herstellung der Verbindung zwischen den benachbarten Wagenkästen 26, 27 sondern bereits im Vorfeld, so dass einer der Gelenkarme und die zugehörige Grundplatte von separaten Bauteilen gebildet werden, die erst beim Zusammenstellen der Verbindung miteinander verbunden werden.
Dazu sind in den Figuren 2 und 3 der erste Gelenkarm 10 und die Grundplatte 2 von separaten Bauteilen gebildet, wobei der erste Gelenkarm 10 mit der Grundplatte 2 lösbar verbunden ist. Die Verbindung erfolgt durch Verspannen gegenüber der Grundplatte 2. Die Grundplatte 2 weist eine Durchgangsöffnung 36 auf. Der wagenkastenseitige Endbereich 11 des ersten Gelenkarmes 10 ist vorzugsweise zapfenartig ausgebildet und geeignet, sich durch die Durchgangsöffnung 36 zu erstrecken. Der erste Gelenkarm 10 weist im wagenkastenseitigen Endbereich 11 einen Verbindungsbereich 37 auf, welcher zapfenartig ausgebildet ist. Dieser umfasst einen Führungsbereich 38 welcher in der Durchgangsöffnung 36 geführt oder aber zumindest hindurchgeführt ist, einen Anschlagbereich 39 zum Anliegen an einem zum Gelenkkopf 15 gerichteten bzw. weisenden Flächenbereich 43 an der ersten Grundplatte 2. Dieser Flächenbereich 43 und damit der komplementär dazu ausgebildete Anschlagbereich 39 können verschiedenartig ausgebildet sein. Im dargestellten Fall ist der Anschlagbereich 39 am zapfenartigen Endbereich konisch sich in Längsrichtung der Gelenkanordnung 1 betrachtet erstreckend ausgebildet. Dies gilt auch für die komplementäre Fläche an der Grundplatte 2. Dieser Anschlagbereich 39 wird dabei gleichzeitig zur Zentrierung des Gelenkarmes 10 gegenüber der Grundplatte 2 genutzt und bietet den Vorteil des Ausgleichs von Fertigungstoleranzen, da der konische Teil in die Durchgangsöffnung 36 bis zum Anliegen hineingezogen wird. Die Sicherung des Gelenkarmes 10 in Längsrichtung bzw. das Verspannen erfolgt über eine am Sicherungsbereich 44 eingreifende Sicherungseinrichtung 45. Im einfachsten Fall umfasst die Sicherungseinrichtung eine Sicherungsmutter, welche am wagenkastenseitigen Endbereich des Gelenkarmes 10 mit einem Gewinde am rückseitig der Grundplatte 2 überstehenden Sicherungsbereich des zapfenartigen Endbereiches des Gelenkarmes in Wirkverbindung gebracht wird.
Des Weiteren umfasst der erste Gelenkarm 10 auch ein Mitnehmerelement 50. wobei ein erster Endbereich 51 des Mitnehmerelements 50 in Wirkverbindung mit einem in Figur 2 nicht (aber in Figur 4) gezeigten unterhalb der Gelenkanordnung 1 anzuordnenden Fahrwerk, insbesondere Drehgestell 5 des Schienenfahrzeuges 3 bringbar ist. Der zweite, vom ersten Endbereich 51 abgewandte Endbereich 52 ist mit der ersten Grundplatte 2 verbunden. Der Mitnehmer 50 erstreckt sich von der Grundplatte 2 ausgehend in vertikaler Richtung in Einbaulage nach unten zum Drehgestell 5. Das Mitnehmerelement 50 kann im ersten Endbereich 51 zum Zusammenwirken mit einem Fahr- oder Drehgestell 5 verschiedenartig ausgebildet sein, vorzugsweise ist dieser zapfenartig ausgebildet und durch eine Mitnehmerachse M bzw. bei Ausbildung als Zapfen Zapfenachse charakterisiert, die mit der Mittenachse eines Aufnahmebereiches am Drehgestell 5 zusammenfällt und senkrecht zur Längsrichtung der Gelenkanordnung ausgerichtet ist.
Die Mitnehmerachse M erstreckt sich im der Ausführung gemäß Figur 2 vorzugsweise in einer durch das Gelenklager definierten Gelenkachse Z und einen Senkrechten zu dieser in vertikaler Richtung und senkrecht zur Längsrichtung beschreibbaren Ebene. Vorzugsweise verläuft die Mitnehmerachse M durch einen durch die Gelenkachse Z und die Längsrichtung, insbesondere durch den Schnittpunkt der über die Lagerachse gekoppelten Gelenkarme 10, 20 definierten Gelenkpunkt G.
Das Mitnehmerelement 50 ist im zweiten Endbereich 52 mit dem wagenkastenseitigen Endbereich 11 des ersten Gelenkarms verbunden, vorzugsweise erfolgt die Verbindung im Bereich der Verbindung des ersten Gelenkarmes 10 mit der Grundplatte 2. Daraus ergibt sich eine gekröpfte Form des Mitnehmerelementes 50 aufgrund des Versatzes zwischen Verbindungsbereich des zweiten Endbereiches 52 am ersten Gelenkarm 10 und dem ersten, einen Mitnehmerbereich bildenden Endbereich 51.
Die gekröpfte Ausbildung erfolgt unter Ausbildung eines Abstandes des Mitnehmerelementes 50 in Umfangsrichtung zu den Gelenkarmen 10, 20 und dem Gelenklager 30. Besonders vorteilhaft sind das Mitnehmerelement 50, der erste Gelenkarm 10 und die Grundpatte 2 integral ausgebildet und bilden somit einen hinsichtlich der Anbindung an den Wagenkasten des Wagens 26 starren Gelenkteil.
Die Ausbildung gemäß der Figuren 2 und 3 ist dadurch charakterisiert, dass nur einseitig in der Gelenkanordnung 1 eine Energieverzehreinrichtung 6 vorgesehen ist. Diese ist hier in der Verbindung 7 von zweitem Gelenkarm 20 und zweiter Grundplatte 4 vorgesehen und umfasst ein Verformungsrohr 8, welches einseitig in der Grundplatte 4 wenigstens mittelbar gelagert ist, insbesondere mit dieser verbunden ist und sich frei kragend von der Grundplatte 2 in Richtung Wagenkasten und damit vom Gelenklager 31 wegerstreckend ausgerichtet ist.
Das Verformungsrohr 8 ist dazu mit seinem gelenkseitigen Endbereich 16 einseitig und wenigstens mittelbar an der dem zweiten Gelenkarm 20 zugeordneten Grundplatte 4, sich in Richtung vom Gelenklager 30 weg erstreckend gelagert. Der zweite Gelenkarm 20 weist in seinem wagenkastenseitigem Endbereich 21 einen ersten Lagerabschnitt 24 zur zumindest mittelbaren Lagerung an der Grundplatte 4 und einen Führungsabschnitt 28 auf, welcher zumindest teilweise in das Verformungsrohr 8 hineinragt und an der Innenoberfläche 9 des Verformungsrohres 8 anliegt.
Das Verformungsrohr 8 weist an seinem gelenkseitigen Endbereich 16 einen mit dem Lagerabschnitt 24 des Gelenkarmes 20 fest verbundenen Abschnitt 17 auf, welcher einen im Vergleich zu einem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich 19 des Verformungsrohres 8 liegenden Abschnitt 18 größeren Querschnitt aufweist, wobei der Gelenkarm 20 im Bereich seines Lagerabschnittes 24 zwischen der Grundplatte 4 und diesem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt 18 des Verformungsrohres 8 verspannt ist und im Bereich des Führungsabschnittes 28 an der Innenoberfläche 9 dieses weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnittes 18 des Verformungsrohres 8 anliegt. Der Lagerabschnitt 24 und der Führungsabschnitt 28 des wagenkastenseitigen Endbereiches 21 des zweiten Gelenkarms 20 sind integral ausgeführt und ein Übergangsbereich 29 zwischen Lagerabschnitt 24 und Führungsabschnitt 28 am Gelenkarm 20 ist konisch unter Ausbildung zumindest einer Kegelfläche 33 zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang 9 des Verformungsrohres 8 ausgebildet.
Im hier nicht dargestellten Crashfall erfolgt ein Eintauchen des starren Gelenkarmes in das Verformungsrohr 8, wobei hier ein Eintauchen bis in den Bereich des Gelenklagers 30 erfolgt. Das Eintauchen erfolgt vorzugsweise bis zu einem Anschlag 40 an der Grundplatte 4, indem ein Flächenbereich 42 zum Zusammenwirken mit diesem am Gelenklager 30 vorgesehen ist, insbesondere dem Gelenkkopf 15 des ersten Gelenkarmes 10 und an diesem bei Bewegung relativ gegenüber der Grundplatte 4 zur Anlage gelangt. Die Führung des Führungsbereiches 28 im wagenkastenseitigen Endbereich des zweiten Gelenkarmes 20 erfolgt dabei am Innenumfang 9 des Verformungsrohres 8. Das Verformungsrohr 8 selbst ist durch das Eintauchen des Gelenkarmes 20 mit dem Lagerabschnitt 24 in den weiter in Richtung zum wagenkastenseitigem Endbereich 19 des Verformungsrohres 8 liegenden Abschnitt 18 in dem mit dem Lagerabschnitt 24 in Wirkverbindung getretenen Bereichen aufgeweitet, wobei die Wandung durch die Verformung eine Versteifung erfährt. Die Gesamtgelenkanordnung 1 ist dann gegenüber der Ausführung in Figur 2 verkürzt um den in diesen durch den vorgesehenen Energieverzehr möglichen Hub.
Die Montage und Herstellung der gelenkigen Verbindung zweier benachbarter Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges 3, insbesondere Wägen 26, 27 mittels der Gelenkanordnung 1 erfolgt dabei mit den folgenden Schritten:
Zuerst erfolgt die Bereitstellung und Montage der Bauteile bzw. vormontierten Baueinheiten. So wird eine erste Baueinheit aus erster Grundplatte 2, die derart ausgebildet ist, geeignet zu sein, den Gelenkarm 10 gegenüber dieser mit Hilfe einer Sicherungseinrichtung 45 zu verspannen und Mitnehmerelement 50. Vorzugsweise ist diese Baueinheit integral ausgebildet und weist die Durchgangsöffnung 36 sowie die Anlageflächen auf der in Einbaulage zum Gelenklager 30 weisenden Stirnseite für die Fixierung des Gelenkarmes 10 in Längsrichtung auf. Diese Baueinheit wird am ersten Wagenkasten des Wagens 26 montiert. Es erfolgt das Bereitstellen einer zweiten Baueinheit aus zweiter Grundplatte 4, zweitem Gelenkarm 4 und gegebenenfalls auch Energieverzehreinrichtung 6 und das Herstellen einer gelenkigen Verbindung mit einem ersten Gelenkarm 10 unter koaxialer Ausrichtung von erstem und zweiten Gelenkarm 10, 20 zueinander. Diese zweite Baueinheit wird am zweiten Wagenkasten montiert und bei Relativbewegung dieser bei Relativbewegung des zweiten Wagens 27 gegenüber dem ersten Wagen und damit der montierten ersten Grundplatte 2 der wagenkastenseitige Endbereich 11 des ersten Gelenkarmes in die Durchgangsöffnung 36 der Grundplatte 2 eingeführt und an der rückseitigen Stirnseite der Grundplatte 2 gesichert mittels der Sicherungseinrichtung 45 unter Herstellung der Verbindung zwischen erstem Gelenkarm 10 und erster Grundplatte 2.
Zur Bereitstellung der zweiten Baueinheit kann die Gelenkanordnung komplett vormontiert geliefert werden, wobei erst zur Montage am Fahrzeug die erste Grundplatte 2 vom ersten Gelenkarm 10 gelöst wird und die Grundplatte am ersten Fahrzeug befestigt wird und ferner die zweite Baueinheit am Fahrzeug montiert werden kann, wobei im Anschluss die Herstellung der Verbindung durch Relativbewegung der Baueinheiten bzw. der mit diesen verbundenen Fahrzeuge zueinander erfolgt.
Eine andere, hier nicht dargestellte Variante ist dadurch charakterisiert, dass erster Gelenkarm 10 mit erster Grundplatte 2 und Mitnehmerelement 50 als erste Baueinheit vormontiert werden und zweiter Gelenkarm 20 mit zweiter Grundplatte 4 und Energieverzehr als zweite Baueinheit, wobei die eine Baueinheit in die Montageposition durch Relativbewegung dieser gegenüber der anderen in vertikaler Richtung, insbesondere im Bereich der Gelenkköpfe verbracht wird, um die Gelenkverbindung herzustellen. Vor der Montage am Fahrzeug würde die erste Grundplatte gelöst werden und am ersten Fahrzeug montiert, während die zweite Baueinheit am zweiten Fahrzeug montiert würde. Das Zusammenführen würde analog wie in Figur 4 beschrieben durch Relativbewegung zueinander in Längsrichtung erfolgen.
Eine alternative, in der Figur 5 ohne Fahrzeug dargestellte Variante, ist dadurch charakterisiert, dass erster Gelenkarm 10 mit erster Grundplatte 2 und Mitnehmerelement 50 als erste Baueinheit vormontiert werden und zweiter Gelenkarm 20 mit zweiter Grundplatte 4 und Energieverzehr als zweite Baueinheit, wobei beide Baueinheiten an den jeweiligen Fahrzeugen insbesondere Wagenkästen montiert werden und diese durch Relativbewegung in vertikaler Richtung im Bereich der Gelenkverbindung, insbesondere im Bereich der Gelenkköpfe in die Montageposition zur Herstellung der Gelenkverbindung verbracht werden und die gelenkige Verbindung durch den Gelenkbolzen hergestellt wird.
In beiden Fällen ist es zur Gewährleistung einer koaxialen Ausrichtung der Gelenkarme 10, 20 zueinander hilfreich, entsprechende Zentnerhilfen an den Gelenkköpfen vorzusehen. In der Figur 5, welche die Bauteile der Gelenkanordnung wiedergibt, sind dazu an den Lageraugen 34, 35.1 , 35.2 aufweisenden Gelenkköpfen 15, 25 der Gelenkarme 10, 20 Zentriereinrichtungen 46, 47 zum koaxialen Ausrichten der Gelenkarme 10, 20 bei der Montage vorgesehen. In Figur 5 sind beispielhaft die erste Grundplatte 2 und der erste Gelenkarm 10 sowie der zweite Gelenkarm 20, die zweite Grundplatte 4 und die Energieverzehrvorrichtung jeweils vormontiert wiedergegeben. Erkennbar sind die Zentriereinrichtung 47 in Form einer vertikale Zentrierflächen bildenden Ausgestaltung am Lagerauge 34 des Gelenkkopfes 25 und Zentriereinrichtungen 46 in Form von Stiften an den Lageraugen 35.1 , 35.2, welche bei Relativbewegung des Gelenkkopfes 25 in vertikaler Richtung gegenüber dem Gelenkkopf 15 zum Verbringen in die zueinander fluchtende Lage der Lageraugen miteinander in Wirkverbindung treten Es ist dann lediglich noch der hier nicht dargestellte Gelenkbolzen durch die so zueinander ausgerichteten Lageraugen 34, 35.1 , 35.2 einzuführen und zu fixieren. Die Stifte dienen ferner als Verdrehsicherung.
Bezugszeichenliste
1 Gelenkanordnung
2 Grundplatte des ersten Wagenkastens
3 Schienenfahrzeug
4 Grundplatte des zweiten Wagenkastens
5 Drehgestell
6 Energieverzehreinrichtung
7 Verbindung zweiter Gelenkarm mit zweiter Grundplatte
8 Verformungsrohr
9 Innenumfang; Oberfläche
9c Oberfläche im Abschnitt 18
10 erster Gelenkarm
11 wagenkastenseitiger Endbereich des ersten Gelenkarms
12 stirnseitiger Endbereich des ersten Gelenkarms
13 Energieverzehrelement im ersten Gelenkarm
13a Verformungsrohr
13b Kegelring
13c Stirnblech
15 erster Gelenkkopf
16 gelenkseitiger Endbereich Verformungsrohr
17 erster Abschnitt Verformungsrohr
18 zweiter weiter in Richtung wagenkastenseitiger Endbereich des Verformungsrohres liegender Abschnitt
19 wagenkastenseitiger Endbereich des Verformungsrohres
20 zweiter Gelenkarm
21 wagenkastenseitiger Endbereich des zweiten Gelenkarms
22 stirnseitiger Endbereich des zweiten Gelenkarms
23 Energieverzehrelement
23a Verformungsrohr
23b Stirnblech 24 Lagerabschnitt
25 zweiter Gelenkkopf
26 Wagen
27 Wagen
28 Führungsabschnitt
29 Übergangsbereich
30 Gelenklager
31 Gelenkzapfen
32 Gelenkschalen
33 Kegelfläche
34 Lagerauge an Gelenkauge
35.1 , 35.2 Lageraugen an Gelenkgabel
36 Durchgangsöffnung an erster Grundplatte
37 Verbindungsbereich am wagenkastenseitigen Endbereich des ersten
Gelenkarmes
38 Führungsbereich
39 Anschlagbereich
40 Anschlag an zweiter Grundplatte
42 Flächenbereich an Gelenklager
43 komplementäre Anschlagfläche an Grundplatte
44 Sicherungsbereich
45 Sicherungseinrichtung
46 Zentriereinrichtung erster Gelenkarm
47 Zentriereinrichtung zweiter Gelenkarm
50 Mitnehmerelement
51 erster Teilbereich
52 zweiter Teilbereich
M Mitnehmerachse
G Gelenkpunkt
Z Lagerachse d1 Abstand Anschlag Grundplatte zweiter Wagenkasten und Flächenbereich

Claims

Patentansprüche
1. Gelenkanordnung (1 ) zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges, insbesondere mit einem Mitnehmerelement zum Zusammenwirken mit einem Drehgestell, wobei die Gelenkanordnung in Verbindungsrichtung durch eine Erstreckung in Längsrichtung charakterisiert ist und folgendes umfasst: eine Grundplatte (2) zum Verbinden mit einem ersten Wagenkasten und einen ersten Gelenkarm (10), weicher einen wagenkastenseitigen, mit der Grundplatte (2) verbundenen oder verbindbaren Endbereich und einen gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich mit einem ersten Gelenkkopf (15) aufweist; eine Grundplatte (4) zum Verbinden mit einem zweiten Wagenkasten und einen zweiten Gelenkarm (20), welcher einen wagenkastenseitigen, mit der Grundplatte (4) verbundenen oder verbindbaren Endbereich und einen gegenüberliegenden stirnseitigen Endbereich mit einem zum ersten Gelenkkopf (15) zumindest bereichsweise komplementär ausgebildeten zweiten Gelenkkopf (25) aufweist; ein Gelenklager (30) mit einem Gelenkzapfen (31 ) zum gelenkigen Verbinden des ersten und zweiten Gelenkkopfes (15, 25) in einer Gelenkebene, wobei der Gelenkzapfen (31 ) durch Lageraugen (34, 35.1 , 35.2) in den Gelenkköpfen (15, 25) geführt ist und mit dem Gelenkzapfen (31 ) eine für die Gelenkanordnung (1 ) gemeinsame Lagerachse (Z) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet; dass die Lageraugen (34, 35.1 , 35.2) aufweisenden Gelenkköpfe (15, 25) der Gelenkarme (10, 20) einteilig ausgebildet sind und der erste Gelenkarm (10) in seinem wagenkastenseitigen Endbereich (11 ) mit der ersten Grundplatte (2) durch Verspannen in Längsrichtung der Gelenkanordnung (1 ) betrachtet mit der Grundplatte (2) verbunden ist.
2. Gelenkanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gelenkarm (10) in seinem wagenkastenseitigen Endbereich (11 ) einen vorzugsweise zapfenartig ausgebildeten Verbindungsbereich (37) aufweist, umfassend einen Führungsbereich (38) zum Führen durch eine Öffnung (36) an der ersten Grundplatte (2), einen Anschlagbereich (39) unter Ausbildung zumindest einer Anlagefläche zum Anlegen an einem zum ersten Gelenkkopf (15) gerichteten Flächenbereich (43) an der ersten Grundplatte (2) und einen Sicherungsbereich (44) zum Zusammenwirken mit einer Sicherungseinrichtung (45) zum Fixieren der Lage des ersten Gelenkarmes (10) gegenüber der ersten Grundplatte (2). Gelenkanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung (1 ) ein Mitnehmerelement (50) aufweist mit einem ersten Endbereich (51 ) zum Zusammenwirken mit einem unterhalb der Gelenkanordnung (1 ) anordenbaren Fahrwerk, insbesondere Drehgestell und einem gegenüberliegenden zweiten Endbereich (52), über den das Mitnehmerelement (50) mit der ersten Grundplatte verbunden ist, wobei das Mitnehmerelement im ersten Endbereich durch eine senkrecht zur Längsachse ausgerichtete Mitnehmerachse (M) charakterisiert ist, die insbesondere beim Zusammenwirken des Mitnehmerelementes (50) mit dem Fahr- oder Drehgestell mit einer Mittenachse einer an dieser vorgesehenen Aufnahmeeinrichtung zusammenfällt, wobei das Mitnehmerelement (50) mit einem zweiten Endbereich (52) fest mit der ersten Grundplatte verbunden oder integral mit dieser ausgebildet ist, erster und zweiter Endbereich (51 , 52) in Längsrichtung der Gelenkanordnung betrachtet versetzt angeordnet sind und das Mitnehmerelement (50) zwischen ersten und zweiten Endbereich (51 , 52) gekröpft unter Ausbildung eines Abstandes des Mitnehmerelementes (50) zum Außenumfang der Gelenkanordnung (1 ) bis zum Verbindungsbereich an der ersten Grundplatte (2), insbesondere eines einen Freiraum (53) bildenden Abstandes zwischen Mitnehmerelement (50) und Außenumfang der Gelenkanordnung (1 ) ausgebildet ist. Gelenkanordnung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Freiraum (53) zum Außenumfang der Gelenkanordnung (1 ) beschreibende Abstand zwischen dem Mitnehmerelement (50) und dem Außenumfang der Gelenkanordnung (1 ) in Längsrichtung betrachtet derart gewählt und ausgebildet ist, dass das mit dem ersten Gelenkarm (10) verbundene Mitnehmerelement (50) geeignet ist, um bei Relativbewegung der miteinander gelenkig verbundenen Gelenkarme (10, 20) gegenüber der mit dem zweiten Gelenkarm (20) verbundenen Grundplatte (4) bei Überschreitung einer vordefinierten Betriebslast in Längsrichtung betrachtet sich mit seinem ersten Endbereich (51 ) bis in den Bereich der durch die Grundplatte (4) beschreibbaren Vertikalebene und darüber hinaus zu bewegen. Gelenkanordnung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (50) derart ausgebildet und ausgelegt ist, dass die den ersten Endbereich (51 ) zum Zusammenwirken mit einem Fahr- oder Drehgestell beschreibbare Mitnehmerachse in einer durch die Lagerachse (Z) des Gelenklagers (30) und einer Senkrechten zu dieser und zur Längsrichtung beschreibbaren Ebene liegt, insbesondere deren Verlängerung die Lagerachse (Z) schneidet. Gelenkanordnung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement derart ausgebildet und ausgelegt ist, dass die den ersten Endbereich (51 ) zum Zusammenwirken mit einem Fahr- oder Drehgestell beschreibbare Mitnehmerachse versetzt zu einer durch die Lagerachse (Z) des Gelenklagers (30) und einer Senkrechten zu dieser und zur Längsrichtung beschreibbaren Ebene liegt, insbesondere deren Verlängerung versetzt zur Lagerachse (Z) verläuft. Gelenkanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in der Gelenkanordnung (1 ) integrierte Energieverzehrvorrichtung vorgesehen ist, umfassend ein einem der Gelenkarme, insbesondere dem zweiten Gelenkarm (20) zugeordnetes destruktives Energieverzehrelement in Form eines Verformungsrohres (8) mit einem gelenkseitigen Endbereich (16) und einem wagenkastenseitigen Endbereich (19); das Verformungsrohr (8) mit seinem gelenkseitigen Endbereich (16) einseitig und wenigstens mittelbar an der zweiten Grundplatte (4), sich in Richtung vom Gelenklager (30) weg erstreckend gelagert ist und der zweite Gelenkarm (20) in seinem wagenkastenseitigem Endbereich (21 ) einen ersten Lagerabschnitt (24) zur zumindest mittelbaren Lagerung an der zweiten Grundplatte (4) und einen Führungsabschnitt (28) aufweist, welcher zumindest teilweise in das Verformungsrohr (8) hineinragt und an der Innenoberfläche (9) des Verformungsrohres (8) anliegt. Gelenkanordnung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsrohr (8) mit seinem gelenkseitigen Endbereich (16) einseitig und wenigstens mittelbar an der zweiten Grundplatte (4), sich in Richtung vom Gelenklager (30) weg erstreckend frei kragend gelagert ist oder aber zwischen zweiten Gelenkarm (20) und einer über Verbindungselemente mit der zweiten Grundplatte in Längsrichtung der Gelenkanordnung betrachtet beabstandet angeordneten Stirnplatte eingespannt ist. Gelenkanordnung (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsrohr (8) an seinem gelenkseitigen Endabschnitt einen mit dem Lagerabschnitt (24) des Gelenkarmes (20) fest verbundenen Abschnitt aufweist, welcher einen im Vergleich zu einem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich (19) des Verformungsrohres (8) liegenden Abschnitt größeren Querschnitt aufweist, wobei der zweite Gelenkarm (20) im Bereich seines Lagerabschnittes (24) zwischen der zweiten Grundplatte (4) und diesem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich (19) liegenden Abschnitt des Verformungsrohres (8) verspannt ist und im Bereich des Führungsabschnittes an der Innenoberfläche (9) dieses weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich (19) liegenden Abschnittes (18) des Verformungsrohres (8) anliegt. Gelenkanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerabschnitt (24) und der Führungsabschnitt (28) des wagenkastenseitigen Endbereiches (21 ) des zweiten Gelenkarms (20) integral ausgeführt sind und der Übergangsbereich (29) zwischen Lagerabschnitt (24) und Führungsabschnitt (28) am Gelenkarm (20) konisch unter Ausbildung zumindest einer Kegelfläche zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang (9) des Verformungsrohres (8) ausgebildet ist oder ein Kegelring zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang (9) des Verformungsrohres (8) vorgesehen ist, welcher sich an den Lagerabschnitt (24) anschließend mit dem Führungsabschnitt (28) verbunden ist. Gelenkanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerabschnitt (24) und der Führungsabschnitt (28) des wagenkastenseitigen Endbereiches (21 ) des zweiten Gelenkarms (20) von miteinander gekoppelten und koaxial zueinander angeordneten separaten Bauteilen - einem mit dem Gelenkkopf (25) integral ausgeführten Lagerbauteil und einem Führungsbauteil - ausgebildet sind und ein Kegelring zum Zusammenwirken mit dem Innenumfang (9) des Verformungsrohres (8) vorgesehen ist, welcher integral mit dem Lagerbauteil oder dem Führungsbauteil ausgebildet oder kraft- und/oder formschlüssig mit dem Lagerbauteil oder dem Führungsbauteil verbunden ist. Gelenkanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gelenkarm (20) zwischen der zweiten Grundplatte (4) und dem weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich liegenden Abschnitt des Verformungsrohres (8) über den Kegelring bzw. die Kegelfläche spielfrei verspannt ist. Gelenkanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gelenkarm (20) derart zwischen der zweiten Grundplatte (4) und dem Verformungsrohr (8) verspannt ist und das Verformungsrohr (8) derart ausgelegt ist, dass bei Überschreiten einer vorab festlegbaren Betriebslast sich der zweite Gelenkarm (20) in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich (19) des Verformungsrohres (8) bewegt und dabei den weiter in Richtung zum wagenkastenseitigen Endbereich (19) liegenden Abschnitt (18) des Verformungsrohres (8) unter Querschnittserweiterung plastisch verformt. Gelenkanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundplatte einen Anschlag (40) für einen Flächenbereich bei Relativbewegung im Crashfall gegenüber der zweiten Grundplatte ausbildet oder aufweist, welcher entweder a) an dem in dieser gelagerten zweiten Gelenkarm (20) oder b) dem Gelenklager (30) oder c) dem mit dem in der zweiten Grundplatte (4) gelagerten Gelenkarm (20) gelenkig verbundenen erstem Gelenkarm (10) in einem Bereich zwischen Gelenkkopf (15) und Grundplatte vorgesehen ist. Gelenkanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Lageraugen (34, 35.1 , 35.2) aufweisenden Gelenkköpfen (15, 25) der Gelenkarme (10, 20)
Zentriereinrichtungen zum koaxialen Ausrichten der Gelenkarme bei der Montage vorgesehen sind. Verfahren zum Verbinden zweier benachbarter Wagenkästen (26, 27) eines Schienenfahrzeuges (3) mit einer Gelenkanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit den folgenden Merkmalen:
- Bereitstellen einer ersten Baueinheit aus erster Grundplatte (2) und Mitnehmerelement (50) und Montage an einem ersten Wagenkasten (26); - Bereitstellen einer zweiten Baueinheit aus zweiter Grundplatte (4) und zweiten Gelenkarm (20) und Herstellen einer gelenkigen Verbindung mit einem ersten Gelenkarm (10) unter koaxialer Ausrichtung von erstem und zweiten Gelenkarm (10, 20) zueinander;
- Montage der zweiten Baueinheit am zweiten Wagenkasten und Relativbewegung gegenüber der montierten ersten Grundplatte (2) unter Herstellung der Verbindung zwischen erstem Gelenkarm (10) und erster Grundplatte (2). Verfahren zum Verbinden zweier benachbarter Wagenkästen (26, 27) eines Schienenfahrzeuges (3) mit einer Gelenkanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit den folgenden Merkmalen:
- Bereitstellen einer ersten Baueinheit aus erster Grundplatte und Mitnehmerelement und erstem Gelenkarm
- Bereitstellen einer zweiten Baueinheit aus zweiter Grundplatte und zweiten Gelenkarm und ggf. Energieverzehreinrichtung
- Montage der ersten und zweiten Baueinheit an einem ersten und zweiten Wagenkasten;
- Herstellen einer gelenkigen Verbindung zwischen erstem und zweiten Gelenkarm durch vertikale Relativbewegung der Baueinheiten zueinander zum Verbringen der Lageraugen in eine zueinander fluchtende Lage und Einführen des Gelenkbolzens.
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