EP4725788A1

EP4725788A1 - Lagerbock zum anlenken einer kupplungsstange an einem wagenkasten eines mehrgliedrigen fahrzeugs und schienenfahrzeug

Info

Publication number: EP4725788A1
Application number: EP25203972.2A
Authority: EP
Inventors: Eckart JÄDE
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2024-10-11
Filing date: 2025-09-23
Publication date: 2026-04-15
Also published as: DE102024129385A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lagerbock zum Anlenken einer Kupplungsstange an einem Wagenkasten eines mehrgliedrigen Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, mit einem Drehlager, das eine Primärseite und eine Sekundärseite umfasst, wobei ein erster Anschluss des Lagerbocks auf der Primärseite zum Verbinden mit der Kupplungsstange ausgeführt ist oder durch diese gebildet wird, ein zweiter Anschluss des Lagerbocks auf der Sekundärseite durch eine Anschlussstruktur gebildet wird, die eingerichtet ist, den Lagerbock am Wagenkasten anzuschließen, und die Primärseite relativ zur Sekundärseite um eine vertikale Drehachse verschwenkbar ist; mit einer Überlastsicherung auf der Primärseite, zwischen der Primärseite und der Sekundärseite oder auf der Sekundärseite, wobei die Überlastsicherung eine Mehrzahl von Abscherelementen aufweist, die eingerichtet sind, in einem Ausgangszustand parallel zueinander gemeinsam eine Druckkraft, die kleiner als eine vorbestimmte Auslösedruckkraft ist, vom ersten Anschluss auf der Primärseite auf den zweiten Anschluss auf der Sekundärseite zu übertragen und bei einer Abscherdruckkraft, die gleich oder größer als die Auslösedruckkraft ist, in einem ausgelösten Zustand abzuscheren, um eine Verschiebung zumindest eines Teils der Primärseite, der den ersten Anschluss ausbildet, relativ zu einem Teil der Sekundärseite, der den zweiten Anschluss ausbildet, in einer Axialrichtung zu ermöglichen;

Der erfindungsgemäße Lagerbock ist dadurch gekennzeichnet, dass dem verschiebbaren Teil der Primärseite in der Axialrichtung gegenüberstehende Axialanschläge vorgesehen sind, gegenüber welchen der verschiebbare Teil der Primärseite im Ausgangszustand der Abscherelemente mit Abstand positioniert ist und an welchen der verschiebbare Teil der Primärseite im ausgelösten Zustand der Abscherelemente zumindest mittelbar anschlägt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerbock zum Anlenken einer Kupplungsstange an einem Wagenkasten eines mehrgliedrigen Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, sowie ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Lagerbock.
Gattungsgemäße Lagerböcke weisen ein Drehlager mit einer Primärseite und einer Sekundärseite auf, wobei die Primärseite zum Verbinden mit der Kupplungsstange ausgeführt ist oder als Verlängerung von dieser gebildet wird und die Sekundärseite durch eine Anschlussstruktur des Lagerbocks gebildet ist, mit welcher der Lagerbock am Wagenkasten angeschlossen werden kann. Die Primärseite ist relativ zur Sekundärseite um eine vertikale Drehachse verschwenkbar, sodass entsprechend die Kupplungsstange um diese vertikale Verdrehachse relativ zum Wagenkasten verschwenkt werden kann.
Gattungsgemäße Lagerböcke weisen ferner eine Überlastsicherung auf, welche in einem Kollisionsfall des Schienenfahrzeugs eine Verschiebung der Kupplungsstange in der Axialrichtung des Lagerbocks, die mit der Axialrichtung der Kupplungsstange zusammenfällt, ermöglicht. Die Kupplungsstange kann somit in Richtung des Wagenkastens verschoben werden, an welchem sie mit dem Lagerbock gelagert ist.
Eine solche Überlastsicherung weist eine Mehrzahl von Abscherelementen auf, die in einem Ausgangszustand eine starre Verbindung zwischen einem ersten Anschluss des Lagerbocks auf der Primärseite, also an der Kupplungsstange, und einem zweiten Anschluss des Lagerbocks auf der Sekundärseite, also an einer Anschlussstruktur, mit welcher der Lagerbock am Wagenkasten angeschlossen wird, herstellen. Dadurch können Druckkräfte und auch Zugkräfte zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss, also zwischen der Anschlussstruktur und der Kupplungsstange übertragen werden. In einem Kollisionsfall, bei dem eine Druckkraft zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss auftritt, die größer als eine vorbestimmte Auslösedruckkraft ist, scheren die Abscherelemente ab und ermöglichen, dass sich zumindest jener Teil der Primärseite, an dem die Kupplungsstange angeschlossen ist oder der durch die Kupplungsstange gebildet wird, gegenüber der Anschlussstruktur des Lagerbocks, das heißt gegenüber dem zweiten Anschluss des Lagerbocks auf der Sekundärseite, verschiebt.
WO 2016/188758 A1 offenbart eine erste Ausführungsform eines gattungsgemäßen Lagerbocks, bei dem die Überlastsicherung Abscherelemente aufweist, die auf der Primärseite im Bereich eines oberen Endes und eines unteren Endes eines Drehzapfens vorgesehen sind, der verdrehbar in der Sekundärseite aufgenommen ist. Auch der Lagerbock gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel mit entsprechenden Abscherelementen in einem solchen Drehzapfen ausgeführt sein.
EP 3 385 143 B1 offenbart einen weiteren gattungsgemäßen Lagerbock, bei dem die Abscherelemente der Überlastsicherung innerhalb der Sekundärseite angeordnet sind, nämlich zwischen einem ersten Teil der Sekundärseite, in dem ein Drehzapfen der Primärseite verdrehbar um die vertikale Drehachse aufgenommen ist, und einem zweiten Teil der Sekundärseite, der den zweiten Anschluss des Lagerbocks aufweist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Lagerbock auch entsprechende Abscherelemente auf der Sekundärseite aufweisen.
Prinzipiell ist es auch möglich, die Abscherelemente zwischen der Primärseite und der Sekundärseite auszuführen.
Nachteilig bei den bekannten Ausführungsformen ist, dass durch asymmetrische Belastungen im Kollisionsfall und aufgrund von Fertigungstoleranzen so gut wie immer die Abscherelemente nicht gleichzeitig abscheren, sodass Scher- und Biegebelastungen auf den sich verschiebenden Teil der Primärseite ausgeübt werden, die zu einem Verkanten dieses Teils führen können.
Um das Ansprechen der Abscherelemente besser zu synchronisieren und die Schersteifigkeit zu erhöhen, wird gemäß EP 2 700 551 A1 vorgeschlagen, eine Stützstruktur für den Drehzapfen vorzusehen, in welcher der Drehzapfen verdrehbar aufgenommen ist und die ferner ein vertikal verlaufendes Stützelement aufweist, welches zwei Lagerschalen, in denen der Drehzapfen drehbar gelagert ist, miteinander verbindet. Die Lagerschalen weisen weitere Aufnahmen für die Endbereiche des Stützelements auf. Nachteilig an dieser Ausführungsform ist, das entsprechende zusätzliche Lagerschalen mit dem Stützelement vorgesehen werden müssen, welche einen entsprechenden Bauraum benötigen und die Herstellungskosten erhöhen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lagerbock zum Anlenken einer Kupplungsstange an einem Wagenkasten eines mehrgliedrigen Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, anzugeben, der ein Verkanten des verschiebbaren Teils der Primärseite im Kollisionsfall weitgehend vermeidet und dabei zuverlässig arbeitet und kostengünstig herstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Lagerbock mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßer Lagerbock zum Anlenken einer Kupplungsstange, insbesondere einer Zugkupplung, an einem Wagenkasten eines mehrgliedrigen Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, umfasst ein Drehlager, das eine Primärseite und eine Sekundärseite aufweist, wobei ein erster Anschluss des Lagerbocks auf der Primärseite vorgesehen ist. Dieser erste Anschluss dient dem Anschluss der Kupplungsstange oder, falls die Primärseite durch die Kupplungsstange gebildet wird, wird der erste Anschluss des Lagerbocks entsprechend durch die Kupplungsstange gebildet.
Ein zweiter Anschluss des Lagerbocks wird auf der Sekundärseite durch eine Anschlussstruktur gebildet, die eingerichtet ist, den Lagerbock am Wagenkasten anzuschließen. Beispielsweise umfasst die Anschlussstruktur einen Flansch, mit welchem die Anschlussstruktur am Wagenkasten montiert werden kann. Der Anschluss am Wagenkasten erfolgt dabei beispielsweise an einem Rahmen des Wagenkastens.
Die Primärseite ist relativ zur Sekundärseite um eine vertikale Drehachse verschwenkbar. Dadurch ist auch die Kupplungsstange relativ zu der Sekundärseite um die vertikale Drehachse verschwenkbar.
Erfindungsgemäß ist eine Überlastsicherung vorgesehen, wobei die Überlastsicherung eine Mehrzahl von Abscherelementen aufweist, die eingerichtet sind, in einem Ausgangszustand parallel zueinander gemeinsam eine Druckkraft, die kleiner als eine vorbestimmte Auslösedruckkraft ist, vom ersten Anschluss auf der Primärseite auf den zweiten Anschluss der auf Sekundärseite zu übertragen und bei einer Abscherkraft, die gleich oder größer als die Auslösedruckkraft ist, in einem ausgelösten Zustand abzuscheren, um eine Verschiebung zumindest eines Teils der Primärseite, der den ersten Anschluss ausbildet, relativ zu einem Teil der Sekundärseite, der den zweiten Anschluss ausbildet, in einer Axialrichtung, das heißt der Axialrichtung des Lagerbocks und im senkrecht zum Wagenkasten ausgerichteten Zustand der Kupplungsstange in der Axialrichtung der Kupplungsstange, zu ermöglichen.
Wenn demnach die Überlastsicherung auf der Primärseite ausgebildet ist, das heißt die Abscherelemente zwei verschiedene Teile der Primärseite starr aneinander anschließen, so wird beim und nach dem Abscheren der Abscherelemente, also in deren ausgelöstem Zustand, ein Teil der Primärseite gegenüber dem anderen Teil der Primärseite und gegenüber der Sekundärseite in der Axialrichtung verschoben. Wenn hingegen die Überlastsicherung auf der Sekundärseite ausgebildet ist, das heißt die Abscherelemente verbinden einen ersten Teil der Sekundärseite starr mit einem zweiten Teil der Sekundärseite, so wird beim und nach dem Abscheren der Abscherelemente, das heißt in deren ausgelöstem Zustand, die Primärseite zusammen mit einem Teil der Sekundärseite gegenüber jenem Teil der Sekundärseite in der Axialrichtung verschoben, der den zweiten Anschluss des Lagerbocks aufweist. Wenn hingegen die Überlastsicherung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite ausgebildet ist, das heißt die Abscherelemente verbinden die Primärseite starr mit der Sekundärseite, ohne deren Verdrehung zu behindern, das heißt zumindest in der Axialrichtung starr, so wird beim Abscheren der Abscherelemente und im ausgelösten Zustand die Primärseite insgesamt gegenüber der Sekundärseite verschoben.
Erfindungsgemäß sind dem verschiebbaren Teil der Primärseite, wobei dieser bei Anordnung der Überlastsicherung auf der Sekundärseite entsprechend auch einen Teil der Sekundärseite beinhalten kann, in der Axialrichtung gegenüberstehende Axialanschläge vorgesehen, gegenüber welchen der verschiebbare Teil der Primärseite im Ausgangszustand der Abscherelemente mit Abstand positioniert ist und an welchen der verschiebbare Teil der Primärseite im ausgelösten Zustand der Abscherelemente anschlägt. Wenn nur ein Teil der Primärseite oder nur die gesamte Primärseite verschoben wird, so kann dieser/diese insbesondere unmittelbar an den Axialanschlägen anschlagen. Wenn hingegen beispielsweise ein Teil der Sekundärseite mit der Primärseite verschoben wird, weil die Überlastsicherung auf der Sekundärseite angeordnet ist, so kann die Primärseite entsprechend mittelbar an den Axialanschlägen anschlagen, insbesondere über den mitverschobenen Teil der Sekundärseite.
Bevorzugt sind die Axialanschläge derart in oder mit Sollbruchstellen gelagert, dass sie bei einer Kraftbeaufschlagung durch den verschiebbaren Teil der Primärseite mit einer Anschlagskraft, die größer als die Abscherdruckkraft ist, in der Axialrichtung ausweichen und eine weitere Verschiebung des verschiebbaren Teils der Primärseite in der Axialrichtung freigeben. Dadurch wird vermieden, dass die Axialanschläge eine weitere Verschiebung wenigstens des verschiebbaren Teils der Primärseite in der Axialrichtung blockieren, nachdem alle Abscherelemente abgeschert wurden. Es werden demnach in der Axialrichtung zwei mit Abstand zueinander angeordnete Abscherebenen vorgesehen, wobei der Abstand, wie nachfolgend noch erläutert wird, vergleichsweise klein sein kann.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen Axialanschläge dienen somit dazu, zu verhindern, dass sich der verschiebbare Teil der Primärseite, gegebenenfalls zusammen mit einem verschiebbaren Teil der Sekundärseite, beispielsweise in der Anschlussstruktur verklemmt, wenn die Abscherelemente nicht synchron abgeschert werden. Durch den Abstand gegenüber den Axialanschlägen, der vergleichsweise gering ausgeführt ist und insbesondere nur einige Zentimeter beträgt, beispielsweise weniger als 50 cm, weniger 30 cm, oder weniger als 20 cm, oder weniger als 10 cm, schlägt der verschiebbare Teil zunächst in dem Bereich, in dem das oder die Abscherelemente bereits abgeschert sind, an einem zugeordneten wenigstens einen Axialanschlag an, der verhindert, dass eine weitere Verschiebung stattfindet, bis entsprechend auch die anderen Abscherelemente abgeschert sind und somit die auf die Axialanschläge wirkende Druckkraft nicht mehr durch die Abscherelemente reduziert ist. Bei dieser Druckkraft, vorliegend als Anschlagskraft bezeichnet, können dann die Axialanschläge ausweichen, insbesondere ebenfalls durch Abscheren. Bevorzugt weichen demnach die Axialanschläge erst dann aus, insbesondere durch Abscheren, wenn alle Abscherelemente abgeschert wurden.
Die Axialanschläge sind bevorzugt in der Axialrichtung mit Abstand zu dem Wagenkasten positioniert. Der sich verschiebende Teil schlägt demnach nicht am Wagenkasten an oder zumindest erst nachdem er an den Axialanschlägen angeschlagen ist und diese zu deren Ausweichen, insbesondere Abscheren, betätigt hat und sich danach weiter in Richtung des Wagenkastens verschoben hat.
Bevorzugt umfasst das Drehlager einen Drehzapfen, der um die Drehachse verschwenkbar ist und im Bereich eines oberen Endes und eines unteren Endes verdrehbar in der Sekundärseite gelagert ist, wobei wenigstens ein erstes Abscherelement im Bereich des oberen Endes (in der Primärseite oder in der Sekundärseite oder dazwischen) vorgesehen ist und wenigstens ein zweites Abscherelement im Bereich des unteren Endes (in der Primärseite, in der Sekundärseite oder dazwischen) vorgesehen ist, und dem wenigstens einen ersten Abscherelement wenigstens ein erster Axialanschlag zugeordnet ist, an dem der verschiebbare Teil der Primärseite beim Abscheren des ersten Abscherelements zumindest mittelbar anschlägt, und dem wenigstens einen zweiten Abscherelement wenigstens ein zweiter Axialanschlag zugeordnet ist, an dem der verschiebbare Teil der Primärseite beim Abscheren des zweiten Abscherelements zumindest mittelbar anschlägt.
Bevorzugt sind das obere Ende und das untere Ende des Drehzapfens über ein Mittenstück des Drehzapfens miteinander verbunden, wobei das wenigstens eine erste Abscherelement eine Verbindung zwischen dem oberen Ende und dem Mittenstück herstellt und das wenigstens eine zweite Abscherelement eine Verbindung zwischen dem unteren Ende und dem Mittenstück herstellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Abscherelemente somit gerade noch in der Primärseite positioniert, zu welcher der Drehzapfen gehört, der verdrehbar um die Drehachse in der Sekundärseite gelagert ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine erste Axialanschlag am oberen Ende des Drehzapfens gelagert und der wenigstens eine zweite Axialanschlag ist am unteren Ende des Drehzapfens gelagert. Die Axialanschläge drehen sich somit gemeinsam mit dem Drehzapfen. Das Mittenstück kann dann jenes Bauteil ausbilden, das unmittelbar an den Axialanschlägen anschlägt. Entsprechend ist das Mittenstück im Ausgangszustand der Abscherelemente in der Axialrichtung mit Abstand zu den Axialanschlägen positioniert und im ausgelösten Zustand der Abscherelemente schlägt es an den Axialanschlägen an. Auf die genannten bevorzugten Größen des Abstands wird verwiesen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mittenstück Anschlagselemente, die Anschlagflächen ausbilden, mit denen das Mittenstück an den Axialanschlägen anschlägt, wobei die Axialanschläge in der Axialrichtung betrachtet, in der sich das Mittenstück im ausgelösten Zustand verschiebt, vor dem Mittenstück positioniert sind und sich die Anschlagselemente entgegen dieser Axialrichtung erstrecken. Somit sind die Axialanschläge auf der Kupplungsstangenseite des Mittenstücks angeordnet und die Anschlagselemente hintergreifen die Axialanschläge auf einer vom Mittenstück beziehungsweise der Drehachse abgewandten Seite, um an diesen anzuschlagen, wenn sich das Mittenstück in der Axialrichtung verschiebt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der wenigstens eine erste Axialanschlag neben dem oberen Ende des Drehzapfens in der Anschlussstruktur gelagert, der wenigstens eine zweite Axialanschlag ist neben dem unteren Ende des Drehzapfens in der Anschlussstruktur gelagert, und das Mittenstück ist im Ausgangszustand der Abscherelemente in der Axialrichtung mit Abstand zu den Axialanschlägen positioniert und im ausgelösten Zustand der Abscherelemente schlägt es an den Axialanschlägen an. Somit ist auch in diesem Fall das Mittenstück jenes Bauteil, das an den Axialanschlägen anschlägt.
Auch bei dieser Ausführungsform können die Axialanschläge in der Verschieberichtung des Mittenstücks gesehen vor dem Mittenstück angeordnet sein, wenn nämlich dieses entsprechende Anschlagselemente aufweist, die die Anschlagflächen ausbilden, mit denen das Mittenstück an den Axialanschlägen anschlägt und die Anschlagselemente die Axialanschläge auf der vom Mittenstück beziehungsweise der Drehachse abgewandten Seite umgreifen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Axialanschläge jedoch auch in der Verschieberichtung des Mittenstücks hinter dem Mittenstück positioniert sein.
Auch in diesem Fall können Anschlagselemente am Mittenstück vorgesehen sein, um eine Distanz zwischen dem Mittenstück und den Axialanschlägen so weit zu überbrücken, dass der Verschiebeweg des Mittenstücks bis zum Anschlag an den Anschlagselementen begrenzt ist, beispielsweise auf eine der zuvor genannten Distanzen von weniger als 50 cm, weniger als 30cm, weniger als 20 cm oder weniger als 10 cm.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug weist eine Kupplungsstange und einen Wagenkasten auf, wobei die Kupplungsstange verschwenkbar um die Drehachse mit einem Lagerbock gemäß der vorliegenden Erfindung am Wagenkasten gelagert ist.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:

Figur 1: eine erste schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lagerbocks, mit dem eine Kupplungsstange einer Zugkupplung am Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs angeschlossen ist;
Figur 2: eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerbocks mit gegenüber der Figur 1 versetzten Positionen der Axialanschläge;
Figur 3: eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit weiteren beispielhaften Positionen der Axialanschläge;
Figur 4: eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit nochmals veränderten Positionen der Axialanschläge.

In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagerbocks exemplarisch gezeigt, mit welchem eine Kupplungsstange 1 am Wagenkasten 2 eines mehrgliedrigen, insbesondere spurgebundenen Fahrzeugs, zum Beispiel Schienenfahrzeugs, angeschlossen ist. Somit handelt es sich bei der Kupplungsstange 1 um eine Kupplungsstange 1 einer Zugkupplung.
Die Kupplungsstange 1 und der Lagerbock weisen eine gemeinsame Längsachse auf, die sich, wie durch die strichpunktierte Linie gezeigt, in der Axialrichtung 8 erstreckt, deren Richtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgehend von der Kupplungsstange 1 in Richtung zum Wagenkasten 2 definiert ist.
Die Kupplungsstange 1 ist um eine vertikale Drehachse 10 verschwenkbar. Hierfür umfasst der Lagerbock ein Drehlager 3 mit einer Primärseite 4, die unter anderem durch die Kupplungsstange 1 gebildet wird oder an dieser angeschlossen ist, und mit einer Sekundärseite 5, die durch eine Anschlussstruktur 6 gebildet wird, mit welcher der Lagerbock am Wagenkasten 2 angeschlossen ist. Entsprechend ist die Sekundärseite 5 zusammen mit dem Wagenkasten 2 stationär im Schienenfahrzeug und die Primärseite 4 gegenüber der Sekundärseite 5 um die Drehachse 10 verschwenkbar.
Die Kupplungsstange 1 ist beispielsweise über eine Dämpfungsstruktur an der Primärseite 4 angeschlossen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst diese Dämpfungsstruktur ringförmige Elastomerelemente 14, die zwischen starr an der Kupplungsstange 1 angeschlossenen Endplatten 15 positioniert sind und ein Mittenstück 11.3 eines Drehzapfens 11 des Drehlagers 3 in der Axialrichtung 8 beidseitig zwischen sich einschließen. Dies ist jedoch nur beispielhaft und die Kupplungsstange 1 könnte auch anders an der Primärseite 4 angeschlossen sein oder die Primärseite 4 ausbilden.
Das Mittenstück 11.3 des Drehzapfens 11 ist über ein erstes Abscherelement 7.1 an einem oberen Ende 11.1 des Drehzapfens 11 angeschlossen und über ein zweites Abscherelement 7.2 an einem unteren Ende 11.2 des Drehzapfens 11 angeschlossen. Somit ist die Kupplungsstange 1 im in der Figur 1 gezeigten Ausgangszustand der Abscherelemente 7.1, 7.2 nur im Ausmaß der Elastizität der Elastomerelemente 14 gegenüber dem Mittenstück 11.3 und dem oberen Ende 11.1 und unteren Ende 11.2 des Drehzapfens 11 in der Axialrichtung 8 verschiebbar. Wenn hingegen in einem Kollisionsfall eine erhebliche Druckkraft auf die Kupplungsstange 1 und von dieser in Richtung auf den Wagenkasten 2 ausgeübt wird, wobei die Druckkraft größer als eine Auslösedruckkraft der Überlastsicherung mit den Abscherelementen 7.1, 7.2 ist, so scheren die ersten und zweiten Abscherelemente 7.1, 7.2 ab und das Mittenstück 11.3 kann sich in der Axialrichtung 8 zusammen mit der Kupplungsstange 1, den Elastomerelementen 14 und den Endplatten 15 relativ zum oberen Ende 11.1 und unteren Ende 11.2 des Drehzapfens 11 bewegen. In dieser Bewegungsrichtung, also in der hier eingezeichneten Axialrichtung 8, stehen dem Mittenstück 11.3 jedoch ein erster Axialanschlag 9.1 im Bereich des oberen Endes 11.1 des Drehzapfens 11 und ein zweiter Axialanschlag 9.1 im Bereich des unteren Endes 11.2 des Drehzapfens 11 gegenüber. Wenn zunächst nur eines der beiden Abscherelemente 7.1, 7.2, zum Beispiel zunächst das erste Abscherelement 7.1 abschert, so verschiebt sich das Mittenstück 11.3 dort, bis es an dem zugeordneten Axialanschlag 9.1, 9.2, zum Beispiel am ersten Axialanschlag 9.1 anschlägt. Dadurch wird verhindert, dass sich das Mittenstück 11.3 dort weiter in der Axialrichtung 8 über den entsprechenden Axialanschlag, hier den ersten Axialanschlag 9.1, hinaus verschiebt, bevor das andere Abscherelement, hier zum Beispiel das zweite Abscherelement 7.2, abschert. Erst wenn das andere Abscherelement, hier zum Beispiel das zweite Abscherelement 7.2, abschert, so kann das Mittenstück 11.3 auch an dem anderen Axialanschlag, hier dem zweiten Axialanschlag 9.2, anschlagen und bei einer entsprechend großen Druckkraft beide Axialanschläge 9.1, 9.2 abscheren, sodass sich die Kupplungsstange 1 weiter in der Axialrichtung 8 in Richtung des Wagenkastens 2 bewegen kann.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der erste Anschluss 16, mit dem der Lagerbock auf der Primärseite 4 mit der Kupplungsstange 1 verbunden ist, zum Beispiel durch die Schnittstelle zwischen den Elastomerelementen 14, und dem Mittenstück 11.3 gebildet. Dies ist jedoch nur exemplarisch und es könnte auf der Primärseite 4 auch ein anderer Anschluss als erster Anschluss 16 definiert sein, beispielsweise die Schnittstelle zwischen der Kupplungsstange 1 und der Endplatte 15 oder am nicht gezeigten freien Ende der Kupplungsstange 1.
Der zweite Anschluss 17 des Lagerbocks wird beispielsweise am stirnseitigen Ende der Anschlussstruktur 6 gebildet, mit welchem diese am Wagenkasten 2 angeschlossen, insbesondere angeschraubt oder angeschweißt ist.
In den Figuren 2 bis 4 werden Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die hinsichtlich der Positionen des ersten Axialanschlags 9.1 und des zweiten Axialanschlags 9.2 verschieden zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 und verschieden zueinander sind. Während beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 die Axialanschläge 9.1, 9.2 am oberen Ende 11.1 und am unteren Ende 11.2 des Drehzapfens 11 abscherbar fixiert sind, sodass sich diese zusammen mit dem Drehzapfen 11 drehen, sind diese bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 2 und 4 abscherbar in der Anschlussstruktur 6 fixiert. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 sind die Axialanschläge 9.1, 9.2 in der Axialrichtung 8 gesehen hinter dem Mittenstück 11.3 positioniert, und beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 4 sind die Axialanschläge 9.1, 9.2 in der Axialrichtung 8 gesehen vor dem Mittenstück 11.3 positioniert. Um trotzdem ein entsprechendes axiales Anschlagen des Mittenstücks 11.3 beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 4 in der Axialrichtung 8 an den Axialanschlägen 9.1, 9.2 zu ermöglichen, umfasst das Mittenstück 11.3 ein erstes Anschlagselement 12, das sich bis auf die von der Drehachse 10 abgewandte Seite des ersten Axialanschlags 9.1 erstreckt und dort eine Anschlagsfläche ausbildet, und ein zweites Anschlagselement 13, das sich entsprechend bis auf die von der Drehachse 10 abgewandte Seite des zweiten Axialanschlags 9.2 erstreckt und dort eine Anschlagfläche ausbildet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 sind entsprechende Anschlagselemente 12, 13 vorgesehen, wobei hier jedoch die Axialanschläge 9.1, 9.2 in der Axialrichtung 8 gesehen vor dem Mittenstück 11.3 am oberen Ende 11.1 und unteren Ende 11.2 des Drehzapfens 11 abscherbar angeschlossen sind.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 umfasst das Mittenstück 11.3 ebenfalls ein erstes Anschlagselement 12, das dem ersten Axialanschlag 9.1 zugeordnet ist und eine Anschlagsfläche für diesen ausbildet, und ein zweites Anschlagselement 13, das den zweiten Axialanschlag 9.2 zugeordnet ist und eine Anschlagsfläche für diesen ausbildet, jedoch dienen dort die Anschlagselemente 12, 13 nur der Überbrückung des Abstands zwischen dem sich entlang der Drehachse 10 erstreckenden Teils des Mittenstücks 11.3, beispielsweise des plattenförmigen Teils, der zwischen den Elastomerelementen 14 positioniert ist, siehe die Figur 1, und den Axialanschlägen 9.1, 9.2 soweit, dass im Ausganszustand der Abscherelemente 7.1, 7.2, also im nicht ausgelösten Zustand, ein vergleichsweise kleiner Abstand verbleibt, beispielsweise von weniger als 50 cm, weniger als 30 cm, weniger als 20 cm oder weniger als 10 cm.

Bezugszeichenliste

1: Kupplungsstange
2: Wagenkasten
3: Drehlager
4: Primärseite
5: Sekundärseite
6: Anschlussstruktur
7.1: erstes Abscherelement
7.2: zweites Abscherelement
8: Axialrichtung
9.1: erster Axialanschlag
9.2: zweiter Axialanschlag
10: Drehachse
11: Drehzapfen
11.1: oberes Ende
11.2: unteres Ende
11.3: Mittenstück
12: erstes Anschlagselement
13: zweites Anschlagselement
14: Elastomerelement
15: Endplatte
16: erster Anschluss
17: zweiter Anschluss

Claims

Lagerbock zum Anlenken einer Kupplungsstange (1) an einem Wagenkasten (2) eines mehrgliedrigen Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs,
mit einem Drehlager (3), das eine Primärseite (4) und eine Sekundärseite (5) umfasst, wobei ein erster Anschluss (16) des Lagerbocks auf der Primärseite (4) zum Verbinden mit der Kupplungsstange (1) ausgeführt ist oder durch diese gebildet wird, ein zweiter Anschluss (17) des Lagerbocks auf der Sekundärseite (5) durch eine Anschlussstruktur (6) gebildet wird, die eingerichtet ist, den Lagerbock am Wagenkasten (2) anzuschließen, und die Primärseite (4) relativ zur Sekundärseite (5) um eine vertikale Drehachse (10) verschwenkbar ist;

mit einer Überlastsicherung auf der Primärseite (4), zwischen der Primärseite (4) und der Sekundärseite (5) oder auf der Sekundärseite (5), wobei die Überlastsicherung eine Mehrzahl von Abscherelementen (7.1, 7.2) aufweist, die eingerichtet sind, in einem Ausgangszustand parallel zueinander gemeinsam eine Druckkraft, die kleiner als eine vorbestimmte Auslösedruckkraft ist, vom ersten Anschluss auf der Primärseite (4) auf den zweiten Anschluss auf der Sekundärseite (5) zu übertragen und bei einer Abscherdruckkraft, die gleich oder größer als die Auslösedruckkraft ist, in einem ausgelösten Zustand abzuscheren, um eine Verschiebung zumindest eines Teils der Primärseite (4), der den ersten Anschluss ausbildet, relativ zu einem Teil der Sekundärseite (5), der den zweiten Anschluss ausbildet, in einer Axialrichtung (8) zu ermöglichen;

dadurch gekennzeichnet, dass

dem verschiebbaren Teil der Primärseite (4) in der Axialrichtung (8) gegenüberstehende Axialanschläge (9.1, 9.2) vorgesehen sind, gegenüber welchen der verschiebbare Teil der Primärseite (4) im Ausgangszustand der Abscherelemente (7.1, 7.2) mit Abstand positioniert ist und an welchen der verschiebbare Teil der Primärseite (4) im ausgelösten Zustand der Abscherelemente (7.1, 7.2) zumindest mittelbar anschlägt.
Lagerbock gemäß einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialanschläge (9.1, 9.2) derart in oder mit Sollbruchstellen gelagert sind, dass sie bei einer Kraftbeaufschlagung durch den verschiebbaren Teil der Primärseite (4) mit einer Anschlagskraft, die größer als die Abscherdruckkraft ist, in der Axialrichtung (8) ausweichen und eine weitere Verschiebung des verschiebbaren Teils der Primärseite (4) in der Axialrichtung (8) freigeben.
Lagerbock gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (3) einen Drehzapfen (11) aufweist, der um die Drehachse (10) verschwenkbar ist und im Bereich eines oberen Endes (11.1) und eines unteren Endes (11.2) verdrehbar in der Sekundärseite (5) gelagert ist, wobei wenigstens ein erstes Abscherelement (7.1) im Bereich des oberen Endes (11.1) vorgesehen ist und wenigstens ein zweites Abscherelement (7.2) im Bereich des unteren Endes (11.2) vorgesehen ist, und dem wenigstens einen ersten Abscherelement (7.1) wenigstens ein erster Axialanschlag (9.1) zugeordnet ist, an dem der verschiebbare Teil der Primärseite (4) beim Abscheren des ersten Abscherelements (7.1) zumindest mittelbar anschlägt, und dem wenigstens einen zweiten Abscherelement (7.2) wenigstens ein zweiter Axialanschlag (9.2) zugeordnet ist, an dem der verschiebbare Teil der Primärseite (4) beim Abscheren des zweiten Abscherelements (7.2) zumindest mittelbar anschlägt.
Lagerbock gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende (11.1) und das untere Ende (11.2) des Drehzapfens (11) über ein Mittenstück (11.3) des Drehzapfens (11) miteinander verbunden sind, wobei das wenigstens eine erste Abscherelement (7.1) eine Verbindung zwischen dem oberen Ende (11.1) und dem Mittenstück (11.3) herstellt und das wenigstens eine zweite Abscherelement (7.2) eine Verbindung zwischen dem unteren Ende (11.2) und dem Mittenstück (11.3) herstellt.
Lagerbock gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Axialanschlag (9.1) am oberen Ende (11.1) des Drehzapfens (11) gelagert ist, der wenigstens eine zweite Axialanschlag (9.2) am unteren Ende (11.2) des Drehzapfens (11) gelagert ist, und das Mittenstück (11.3) im Ausgangszustand der Abscherelemente (7.1, 7.2) in der Axialrichtung (8) mit Abstand zu den Axialanschlägen (9.1, 9.2) positioniert ist und im ausgelösten Zustand der Abscherelemente (7.1, 7.2) an den Axialanschlägen (9.1, 9.2) anschlägt.
Lagerbock gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittenstück (11.3) Anschlagselemente (12, 13) aufweist, die Anschlagflächen ausbilden, mit denen das Mittenstück (11.3) an den Axialanschlägen (9.1, 9.2) anschlägt, wobei die Axialanschläge (9.1, 9.2) in der Axialrichtung (8) betrachtet, in der sich das Mittenstück (11.3) im ausgelösten Zustand verschiebt, vor dem Mittenstück (11.3) positioniert sind und sich die Anschlagselemente (12, 13) entgegen dieser Axialrichtung (8) erstrecken.
Lagerbock gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Axialanschlag (9.1) neben dem oberen Ende (11.1) des Drehzapfens (11) in der Anschlussstruktur (6) gelagert ist, der wenigstens eine zweite Axialanschlag (9.2) neben dem unteren Ende (11.2) des Drehzapfens (11) in der Anschlussstruktur (6) gelagert ist, und das Mittenstück (11.3) im Ausgangszustand der Abscherelemente (7.1, 7.2) in der Axialrichtung (8) mit Abstand zu den Axialanschlägen (9.1, 9.2) positioniert ist und im ausgelösten Zustand der Abscherelemente (7.1, 7.2) an den Axialanschlägen (9.1, 9.2) anschlägt.
Lagerbock gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialanschläge (9.1, 9.2) in der Axialrichtung (8) betrachtet, in der sich das Mittenstück (11.3) im ausgelösten Zustand verschiebt, hinter dem Mittenstück (11.3) positioniert sind.
Lagerbock gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialanschläge (9.1, 9.2) in der Axialrichtung (8) betrachtet, in der sich das Mittenstück (11.3) im ausgelösten Zustand verschiebt, vor dem Mittenstück (11.3) positioniert sind.
Lagerbock gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittenstück (11.3) Anschlagselemente (12, 13) aufweist, die Anschlagflächen ausbilden, mit denen das Mittenstück (11.3) an den Axialanschlägen (9.1, 9.2) anschlägt und sich die Anschlagselemente (12, 13) in der Axialrichtung (8) oder entgegen der Axialrichtung (8) erstrecken, in der sich das Mittenstück (11.3) im ausgelösten Zustand verschiebt.
Schienenfahrzeug mit einer Kupplungsstange (1) und einem Wagenkasten (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsstange (1) verschwenkbar um die Drehachse (10) mit einem Lagerbock gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 am Wagenkasten (2) gelagert ist.