JP5401473B2 - 車両連結器 - Google Patents

Description

本発明は、連結器本体と、その上に配置される構造部材少なくとも１つを含む車両連結器、そして車両連結器の製造方法に関する。

連結器本体及びそれと作用し合う部品は通常、鋳鋼又はノジュラー鋳鉄から鋳造法にて製造されるか、シート状金属部品から相互溶接される。結果として生ずるロバスト構造は、予期される高い作動力に抗して変形の回避及び最大の摩耗保護の確保のために必要である。だが、上記従来使用の構造には、部品の重量が重く、且つ処理の、特にシート状金属部品の溶接を実施するための操業コストが高いと云う不利点がある。

従って、本発明は、予期される機械負荷に対応する領域の重量及びコスト、低減のため最適に寸法化された車両連結器を提供しようとする課題に基づく。

課題のもう１つの部分は、車両連結器の、対応する製造方法を案出することにある。

上記課題は本発明により、連結器本体に構造部材が塊状合成物質材で接着固定（ｆｏｒｃｅ−ｆｉｔ）されるようにした車両連結器で解決される。このようにして作製される複合の連結器には、個々の部品を接合する手間が最小になることから製造費が非常に低減されると云う利点がある。本発明による車両連結器は更に、その他の場合、例えば車両連結器に付加部品を固着するホルダを取付ける等の場合では、かなりの付加経費をかけなければ得られなかったものを、この複合構造で形成が可能である。

本発明による車両連結器のもう１つの利点は、機械的低負荷部で、金属シート及び壁厚を従来の構造の場合より薄くした加工が可能であることである。既知の製造方法では、たとえ低負荷のみが予期される場合であっても、溶接又は鋳造関連の理由で、ある一定の最小壁厚を要していた。

更に、本発明による車両連結器は特に、溶接シームが弱点となる溶接構造のものと比較して動加重が高い場合に、利点がある。

好ましくは、連結器本体は転向車輪（ｆｉｆｔｈ ｗｈｅｅｌ：第５車輪）連結器の連結プレートを含む。或いはまた、連結器本体はトレーラ連結器又はボルト連結器の連結ジョーから形成することができる。

連結プレート又は連結ジョーを金属で作製すると有利なことが分かった。特に、転向車輪連結器の連結プレートの上側は金属の上側を有すべきである。これは、上側の機械負荷が高いためばかりでなく、外観からも有利である。

構造部材は好ましくは、少なくとも１つの補強リブ及び／又はホルダ及び／又は支承点から形成することができる。補強リブは、転向車輪連結器の組立状態で連結プレートの下側に配置される、曲げ強度を増大するための壁又は補剛構造と理解されるべきである。車両連結器におけるホルダは例えば、ねじ込みインサート部品である。転向車輪連結器において支承点は、連結プレートを支持するため連結プレートの下に配置される支承ブロック上の対向する側方位置に配置される。特に、補強リブと支承点は作動力の力流れ内にある。

有利には、複数の構造部材が接着固定（ｆｏｒｃｅ−ｆｉｔ）塊状合成物質材で相互接続されて、車両連結器に設けられる。それにより、安定化フレーム構造が得られる。

特に有利な実施態様によれば、構造部材は金属及び／又はカーボン繊維及び／又は繊維ガラスから成る。夫々の部分で予期される負荷を考慮して、本発明による車両連結器は、力の流れ内にある構造部材に種々の材料を用いることができる。カーボン繊維部材及び／又は繊維ガラス部材を用いることにより、車両連結器の重量の特に有意な低減を図ることができる。

特に構造部材の特に高い強度を、所謂金属発泡体で達成することができる。金属発泡体は発泡剤とそれに添加した金属粉末から作製される。ここで金属粉末は殆どの場合、アルミニウム又は鋼から成る。発泡剤と金属粉末を一緒にして混合した後、先ず成形工程が行われ、続いて発泡が生ずる。発泡構造は結果として体積密度を極めて低くすると共に、金属発泡体の強度低下は無視できるほど僅かである。

有利には、構造部材は塊状合成物質材と少なくとも１側で接するものとする。これは例えば、構造部材が塊状合成物質材に完全又は部分的に型込めされ、又は塊状合成物質材で発泡封入されるようにして実現される。部分的型込め又は発泡封入構造部材は、組立状態においても少なくとも１側で目に見える。これは、構造部材の加工可能、且つロバストな面が得られると云う利点がある。ここで、特に補強リブの部分では、連結部材、塊状合成物質材及び構造部材から成るサンドウィッチ状構造が得られる。塊状合成物質材に完全に型込め、又は発泡体に完全に封入された構造部材は、外側から触れることができず、特に有効な腐食保護を提供する。

構造部材に加えて、車両連結器も塊状合成物質材で完全に囲繞されるようにすることができる。車両連結器が転向車輪連結器であれば、例えばセミトレーラ又は支承ブロックとの接点において、潤滑剤を殆ど又は全く要しない連結プレートを製造できる実現性がある。

塊状合成物質材が繊維強化されていれば、特に高い強度が得られる。

塊状合成物質材に好適な材料は、熱可塑性プラスチック及び熱硬化性プラスチックである。熱可塑性樹脂は熱で変形し、冷却時にその形状を保持する。最良の既知の熱可塑性樹脂はポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル及びポリアミドである。熱硬化性プラスチックはデュロマーとも呼ばれ、硬化後それ以上変形し得ないプラスチックである。熱硬化性プラスチックは、化学的原子価結合を介して３次元的に架橋される、硬いガラス状高分子材料である。架橋は前駆物質と分岐部との混合中に生じ、低温で触媒により化学的に活性化されるか、高温で熱的に活性化される。

特に、プラスチック発泡体を塊状合成物質材として用いることができる。また、金属発泡体を塊状合成物質材として用いることも特に好適である。金属発泡体の発泡材は合成物質材料から成るので、金属発泡体もより広い意味で塊状合成物質材と理解される。

上記課題はまた、構造部材が連結器本体上にその後配置に応じて位置合わせされ、該連結器本体に塊状合成物質材で接着固定される方法によって解決される。ここで、連結器本体と構造部材とを成形型に型込めすることが有利であることが分かった。塊状合成物質材の硬化の後、連結器本体と構造部材から形成される車両連結器を成形型から取り出すことができる。

有利には、連結器本体は、構造部材が設置される連結プレートを含む。

好ましくは、本発明による連結プレートは組立状態において上側として設けられるその側に設置され、構造部材少なくとも１つが組立状態において下側として設けられるその側に設置される。この位置合わせにおいて、これ等構造部材はそれ等の指定位置で特に快適な仕方で固定することができる。

特に有利な方法工程では、構造部材は塊状合成物質材で完全又は部分的に鋳込めされる。

より良い理解のため本発明は以下、７つの図全体により例示される。図面において：
図１は第１の実施態様による水平切断連結プレートの一部の上面図を示す。
図２は図１の断面Ａ−Ａに沿う断面図を示す。
図３は図１の断面Ｂ−Ｂに沿う断面図を示す。
図４は第２の実施態様による水平切断連結プレートの一部の上面図を示す。
図５は図４の断面Ａ−Ａに沿う断面図を示す。
図６は図４の断面Ｂ−Ｂに沿う断面図を示す。
図７は第３の実施態様による連結プレートの断面図を示す。

図１は、第１の実施態様による転向車輪連結器の連結器本体１としての、水平に切断された連結プレート４の上面図を示す。連結プレート４はその後側１１に、セミトレーラのキングピン（図示せず）が転向車輪連結器において通常のように挿入可能となっている挿入開口９を有している。挿入開口９は両側で、連結ホーン１０と隣接している。図１の例示では、駆動方向に見た右側のホーン１０のみが示されている。

駆動動作において、図示しないセミトレーラの下側は連結プレート４の支承部１２（図２参照）上に支持される。従って、この支承部１２では相当の力が連結プレート４に伝達される。全連結プレート４の材料厚さを厚くし、重量もそれに応じて重くなるようにすることを避けるため、構造部材２が補強リブ５の形で連結プレート４の下側（図２参照）に配置される。

補強リブ５は略水平に延びる台板１４を含み、この台板上に垂直に位置する壁部１５ａ、１５ｂが形成されている。図１〜３に図示の第１の実施態様によれば、補強リブ５は、台板１４と壁部１５ａ、１５ｂ間に比較的鋭角の渡りのある鍛造又は金属打抜き部品である。

図２に特に良く示されているように、補強リブ５は連結プレート４の下に塊状合成物質材３で接着されている。ここで、連結プレート４はその縁部１６まで、塊状合成物質材で充填されている。また、連結プレート４と補強リブ５間に配置されているのは、塊状合成物質材３から成るシート状スペーサ水平層１３である。更に、図示の第１実施態様の補強リブ５は、塊状合成物質材３で完全に囲繞されている。

更に、構造部材２は、連結プレート４の下方に固定されたホルダ６を含む。図２に示すホルダ６は内部ねじ付きインサート部品であり、塊状合成物質材３内に挿入された状態、つまりこれにより部分的に囲まれている。

図３は転向車輪連結器のクロージャ部の断面図を示し、連結プレート４の組立状態における切断線が車両の軸線に対応する。この状態で、連結プレート４の上側と補強リブ５の間に、キングピンの挿入又は固定に供する自由設置空間が設けられている。この領域でまた、補強リブ５は塊状合成物質材３で完全に囲まれている。

図４は補強リブ５が型押しシート金属部品として製造される、本発明のもう１つの実施態様を示す。型押しシート金属部品は、図５及び６の断面図に特に良く示されているように、曲げ線が比較的丸い。補強リブ５として用いられる型押しシート金属部品はまた、塊状合成物質材３に完全に接着されている。

図７は、溝型補強リブ５が連結プレート４の下側８にスペーサ水平層１３のみを介して接着される第３の実施態様を示す。補強リブ５が金属から成るものであれば、補強リブ５の下側における更なる製造工程で従来の金属加工方法を用いることができる。

１ 連結器本体
２ 構造部材
３ 塊状合成物質材
４ 連結プレート
５ 補強リブ
６ ホルダ
７ 連結プレートの上側
８ 連結プレートの下側
９ 挿入開口
１０ 連結ホーン
１１ 後側
１２ 支承部
１３ スペーサ水平層
１４ 台板
１５ａ，ｂ 壁部
１６ 連結プレートの縁部

Claims (18)

1. 連結器本体（１）と、その上に配置される構造部材（２）少なくとも１つを含む車両連結器であって、
   連結器本体（１）に構造部材（２）が塊状合成物質材（３）により完全に鋳込めされることで接着固定されて成ることを特徴とする車両連結器。
2. 連結器本体（１）が連結プレート（４）を含んで成ることを特徴とする請求項１に記載の車両連結器。
3. 連結器本体（１）が連結ジョーを含んで成ることを特徴とする請求項１に記載の車両連結器。
4. 連結プレート（４）又は連結ジョーが金属から成ることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両連結器。
5. 構造部材（２）が少なくとも１つの補強リブ（５）及び又はホルダ（６）及び又は支承点から形成されて成ることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の車両連結器。
6. 複数の構造部材（２）が塊状合成物質材（３）で相互接続されて、設けられて成ることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の車両連結器。
7. 構造部材（２）が金属及び又はカーボン繊維及び又は繊維ガラスから成ることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の車両連結器。
8. 構造部材（２）が金属発泡体から成ることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の車両連結器。
9. 構造部材（２）が少なくとも１側で塊状合成物質材に接して成ることを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の車両連結器。
10. 連結器本体（１）が塊状合成物質材（３）で完全に囲繞されて成ることを特徴とする請求項１〜９の何れか１つに記載の車両連結器。
11. 塊状合成物質材（３）が繊維強化されて成ることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１つに記載の車両連結器。
12. 塊状合成物質材（３）が熱可塑性又は熱硬化性プラスチックであることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の車両連結器。
13. 塊状合成物質材（３）がプラスチック発泡体であることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１つに記載の車両連結器。
14. 塊状合成物質材（３）が金属発泡体であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１つに記載の車両連結器。
15. 連結器本体（１）と、その上に配置される構造部材（２）少なくとも１つを含む、請求項１〜１４の何れか１つに記載の車両連結器を製造するための方法であって、
    構造部材（２）が連結器本体（１）上にその後の配置に応じて位置合わせされ、構造部材（２）が該連結器本体（１）に塊状合成物質材（３）により完全に鋳込めされることで接着固定されて成ることを特徴とする方法。
16. 連結器本体（１）は、構造部材（２）が置かれる連結プレート（４）を含んで成ることを特徴とする請求１５に記載の方法。
17. 連結プレート（４）が組立状態における上側（７）として設けられたその１側に置かれ、少なくとも１つの構造部材が組立状態における下側（８）として設けられたその側に置かれて成ることを特徴とする請求１５又は請求項１６に記載の方法。
18. 連結器本体（１）と少なくとも１つの構造部材が成形型に設置されることを特徴とする請求１５〜１７の何れか１つに記載の方法。

Images