CH714078B1 - Kupplung für ein Schienenfahrzeug. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Schienenfahrzeug mit zwei Kupplungshälften, die jeweils einen Kupplungskopf (1) und eine mit ihm verbundene Zugeinrichtung (2) aufweisen. Der Kupplungskopf (1) samt Zugeinrichtung (2) ist um eine Achse (7) beim Schienenfahrzeug schwenkbar, wobei beide Kupplungshälften mit je einer Zentriereinrichtung (8) versehen sind, die im ungekuppelten Zustand den Kupplungskopf (1) samt Zugeinrichtung (2) in einer Mittelstellung hält oder ihn nach Lösen der Kupplung automatisch in diese Mittelstellung zurückführt, bei der dieser Kupplungskopf (1) annähernd in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs ausgerichtet ist. Zum Erleichtern des Kupplungsvorgangs sind beide Kupplungshälften mit je einer Zentriereinrichtung (8) bestückt, welche je mindestens eine teleskopartig Kolben/Zylindereinheit (9, 10) mit einem Hauptzylinder umfasst, in dem ein Hauptkolben (18) mit einer Kolbenstange (19) und ein Nebenkolben (20) mit einer Kolbenstange (17) koaxial zueinander längsgeführt sind. Es ist dabei nur eine Druckbeaufschlagung eines Mediums auf den Hauptkolben (18) zur Erzielung der Mittelstellung des Kupplungskopfs (1) in einer gegen den Nebenkolben (20) hin verlaufenden Richtung erforderlich.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Schienenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Kupplungen dieser Art sind beispielweise in der EP 2322403B1geoffenbart. Sie werden bekanntlich bei Personen- oder Güterzügen eingesetzt und ermöglichen die automatische Durchführung des Kupplungsvorgangs auch bei kurvigen Fahrstrecken. Im ungekuppelten Zustand im Allgemeinen oder bei solchen in einer Kurve befindlichen Zugskomponente kann es dazu führen, dass nach dem Kupplungsvorgang der Kupplungskopf in einer ausgeschwenkten Stellung dort verbleibt, so dass, wenn er mit einer anderen Zugkomposition gekuppelt wird, es gegebenenfalls erforderlich ist, ihn vor dem Kuppeln samt Zugeinrichtung zurückzuschwenken.

[0003] Es ist bekannt, dass automatische Kupplungen mit einer Mittenzentrierung versehen sind, bei denen sich die jeweilige Kupplungshälfte im ungekuppelten Zustand selbsttätig in eine Mittelstellung begibt. Diese werden in der Regel durch ein Federsystem in der neutralen Mittelstellung gehalten und im gekuppelten Betrieb gegen die Federkraft ausgelenkt, sodass die Kupplung den Bewegungen der Gegenkupplung folgen kann.

[0004] Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen die Kupplung nach Erreichen eines bestimmten Auslenkwinkels kraftlos werden. Das typische Verhalten solcher Mittenzentrierungen wird in der Regel durch den Einsatz einer Kurvenscheibe erreicht.

[0005] Es sind auch weitere Ausführungen bekannt, bei denen die Mittenzentrierung je nach Bedarf ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Solche Systeme werden in der Regel mittels einem oder mehreren Pneumatikzylindem mittels Druckluft in der Mittelstellung gehalten oder in diese zurück geführt. Bei Bedarf, z.B. wenn der Fangbereich der Kupplung erschöpft ist, kann die Mittenzentrierung ausgeschaltet werden, in dem der Zylinder entlüftet wird. Dann kann die Kupplung manuell auf die Gegenkupplung ausgerichtet werden. Damit kann auch in Gleisbögen oder Ablenkungen gekuppelt werden, bei denen die Kupplungen jeweils ausserhalb des normalen Fangbereiches liegen.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentriereinrichtung einer Kupplung derart zu verbessern, dass mit ihr eine einwandfreie Mittenzentrierung sowie weitere Funktionalitäten im Betrieb bzw. für manuelle Manipulationen ermöglicht werden und sie dabei sehr platzsparend gebaut ist.

[0007] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss nach den Merkmalen des Anspruchs 1gelöst.

[0008] Erfindungsgemäss umfasst die Zentriereinrichtung mindestens eine teleskopartig steuerbare Kolben/Zylindereinheit mit einem Hauptzylinder, in dem ein Hauptkolben mit einer Kolbenstange und ein Nebenkolben mit einer Kolbenstange koaxial zueinander längsgeführt sind. Es ist damit nur eine Druckbeaufschlagung eines Mediums auf den Hauptkolben zur Erzielung der Mittelstellung des Kupplungskopfs in einer gegen den Nebenkolben hin verlaufenden Richtung erforderlich.

[0009] Mit einer solchen Ausgestaltung der Zentriereinrichtung ergibt sich eine sehr platzsparende Bauweise für die Zentrierung des Kupplungskopfs und es ist dabei aber ein grosser Maximalhub gewährleistet.

[0010] Sehr vorteilhaft ist die mindestens eine teleskopartig steuerbare Kolben/Zylindereinheit ein- bzw. ausschaltbar, damit die Kupplung im gekuppelten Zustand oder zum Manipulieren nahezu kraftlos schwenkbar ist. Und es ist auch dadurch möglich, die Kupplung während der Wartungsarbeiten wegzuschwenken.

[0011] Diese Kolben/Zylindereinheit ist wie oben erläutert so aufgebaut, dass der Hauptzylinder den Hauptkolben zum Betätigen seiner Kolbenstange und den koaxial zu ihm gegenüberstehenden Nebenkolben mit der andern Kolbenstange beinhaltet. Dadurch muss grundsätzlich nur eine Kammer der Kolben/Zylindereinheit mit Druckluft beaufschlagt werden.

[0012] Es ist dabei zweckmässig, die Zentriereinrichtung auch mit zwei seitlich vom Kupplungskopf annähernd symmetrisch bzw. parallel zu dessen Mittelachse angeordneten Kolben/Zylindereinheiten zu versehen. Dadurch kann die von der Zentriereinrichtung ausgeübte Betätigungskraft verdoppelt werden.

[0013] Vorteilhaft ist die Kolbenstange des Hauptzylinders am Fahrzeugkasten gelenkig aufgehängt, während die Kolbenstange des Nebenkolbens an einem Seitenflansch der Zugeinrichtung seitlich versetzt von ihrer Mittelachse angelenkt ist.

[0014] Mit Vorteil ist im Rahmen der Erfindung ist die Zentriereinrichtung mit der mindestens einen Kolben/Zylindereinheit derart ausgebildet und ansteuerbar, dass der Kupplungskopf mit der Zugeinrichtung im ungekuppelten Zustand in eine bestimmte ausgelenkte Position schwenkbar ist.

[0015] Mit dieser teleskopartig ausziehbaren Kolben/Zylindereinheit wird erreicht, dass der als Mehrstellungszylinder aus einer Mittelstellung als Ausgangsposition in eine voll eingezogene oder eine voll ausgezogene Stellung oder eine Zwischenstellung verstellbar ist.

[0016] Auf diese Weise kann der Kupplungsvorgang unabhängig vom Verlauf der Fahrstrecke stets ausgehend von einer und derselben günstigen Position der Kupplungsköpfe durchgeführt werden.

[0017] Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Kupplungshälfte einer Kupplung eines Schienenfahrzeugs mit einer erfindungsgemässen Zentriereinrichtung, in einer Draufsicht von unten dargestellt; Fig. 2 einen Längsschnitt einer Kolben/Zylindereinheit der Zentriereinrichtung gemäss Fig. 1; Fig. 3 eine Kolben/Zylindereinheit im Schnitt in zusammengedrückter Stellung; Fig. 4 die Kolben/Zylindereinheit nach Fig. 3, in der Mittelstellung dargestellt; und Fig. 5 die Kolben/Zylindereinheit nach Fig.3, in voll ausgezogener Stellung dargestellt.

[0018] Die in Fig. 1gezeigte Kupplungshälfte ist Bestandteil einer automatischen Kupplung für Schienenfahrzeuge, die sowohl auf geraden als auch auf kurvigen Strecken einsetzbar ist. Sie besteht grundsätzlich aus einem Kupplungskopf 1und einer mit ihm verbundenen Zugeinrichtung 2in Gestalt eines Hydraulikzylinders, der als Verbindungsteil zum Fahrzeug angeordnet ist und mit ihm die im Fahrbetrieb auftretenden Zug- oder Druckkräfte in den Fahrzeugkasten 6des Fahrzeuges eingeleitet werden. Üblicherweise sind der Kupplungskopf 1und die Zugeinrichtung 2mittig zwischen zwei Puffern angeordnet, die ihrerseits an einem Frontteil des Fahrzeugkastens 6montiert sind.

[0019] Damit die Kupplung unabhängig von der Geometrie der Fahrstrecke arbeiten kann, ist der Kupplungskopf 1samt Zugeinrichtung 2nach links und rechts um die Mittelachse eines im Fahrzeugkasten 6gelagerten Gelenkbolzens 7schwenkbar gelagert.

[0020] Um aber den Kupplungsvorgang möglichst unabhängig von solchen Schwenkungen auszuführen, ist die Kupplung mit einer Zentriereinrichtung 8versehen, die im ungekuppelten Zustand den Kupplungskopf 1in einer neutralen Mittelstellung hält oder ihn nach Lösen der Kupplung automatisch in die neutrale Mittelstellung zurückführt.

[0021] Diese Zentriereinrichtung 8besteht im Wesentlichen aus zwei identisch ausgebildeten Kolben/Zylindereinheiten 9, 10, die teleskopisch zusammendrückbar oder ausziehbar sind und seitlich vom Kupplungskopf 1samt Zugeinrichtung 2symmetrisch und annähernd oder achsparallel oder in einem geeigneten Winkel zu deren Mittelachse angeordnet sind.

[0022] Die vorzugsweise pneumatisch arbeitenden Kolben/Zylindereinheiten 9, 10sind wahlweise an ihren Enden 11, 12bzw. 13, 14jeweils einerseits am Fahrzeugkasten 6oder einem Support der Kupplung und andererseits an einem Seitenflansch 15der Zugeinrichtung 2angelenkt.

[0023] Wie aus Fig. 2ersichtlich ist, umfasst die Zentriereinrichtung 8erfindungsgemäss mindestens eine teleskopartig steuerbare Kolben/Zylindereinheit 9, 10mit einem Hauptzylinder 16, in dem ein Hauptkolben 18mit einer Kolbenstange 19und ein Nebenkolben 20mit einer Kolbenstange 17koaxial zueinander längsgeführt sind. Eine Druckbeaufschlagung eines Mediums auf den Hauptkolben 18zur Erzielung der Mittelstellung des Kupplungskopfs 1ist nur in einer gegen den Nebenkolben 20hin verlaufenden Richtung erforderlich.

[0024] Zu diesem Zwecke ist ein Druckanschluss 26beim Zylinderkopf 21des Hauptzylinders 16vorgesehen und unabhängig davon, ob sich die Kolben/Zylindereinheit 9, 10nach dem Entkuppeln in der eingefahrenen bzw. gegenüberliegend in der ausgefahrenen Position oder umgekehrt befindet, wird sie beim Einschalten der Druckbeaufschlagung beim Druckanschluss 26in diese Mittelstellungs-Position gemäss Fig. 4gebracht.

[0025] Der Hauptkolben 18wird dabei entweder für das Zusammenstossen aus einer ausgezogenen Position gemäss Fig. 5gegen den Stangenkopf 31und damit gegen die Kolbenstange 19gedrückt, bis er beim Nebenkolben 20bzw. dem Hauptzylinder 16anschlägt, oder er wird für das Auseinanderstossen aus einer zusammengedrückten Position gemäss Fig. 3gegen den Nebenkolben 20gedrückt, bis letzterer ebenfalls beim Hauptzylinder 16anschlägt.

[0026] Vorteilhaft sind diese steuerbaren Kolben/Zylindereinheiten 9, 10ein- bzw. ausschaltbar, damit die Kupplung im gekuppelten Zustand oder zum Manipulieren nahezu kraftlos geschwenkt werden kann.

[0027] Der Hauptzylinder 16ist am von der Kolbenstange 17abgekehrten Ende mit einem abnehmbaren Zylinderkopf 21abgeschlossen, der eine Durchlassbohrung 22zum gasdichten Führen der Kolbenstange 19aufweist und deshalb mit einer Dichtung 23, einem Führungsband 24und einem Abstreifer 25versehen ist.

[0028] Der Hauptkolben 18weist Führungsbänder 29und Dichtungen 30für die in ihm koaxial bewegbare Kolbenstange 19auf. Letztere ist mit einem als Mitnehmer ausgebildeten scheibenförmigen Stangenkopf 31versehen. Sein Durchmesser ist so bemessen, dass er in dem gebildeten Hohlraum 17' in der Kolbenstange 17verschiebbar ist. Im Hauptzylinder 16befinden sich ferner eine Entlüftungsbohrung 32, ein Führungsband 33und ein Abstreifer 34. Im Nebenkolben 20ist auch ein Dichtring 35eingebaut. Diese Kolbenstange 17und der Nebenkolben 20könnten auch einstückig gefertigt sein.

[0029] Im Zylinderkopf 21ist auch dieser Druckanschluss 26zum Beaufschlagen des Hauptkolbens 18mit Druckluft versehen und ausserdem kann eine nicht näher gezeigte aussenliegende verschiebbare Führungsstange als Verdrehsicherung des Zylinders 16vorgesehen sein.

[0030] Im Rahmen der Erfindung ist im Hauptzylinder 16dieser Hauptkolben 18dicht längsgeführt, durch den die eine Kolbenstange 19dicht zumindest in Druckrichtung frei verschiebbar ist. Diese zu dem Hauptkolben 18koaxial gegenüberstehende zweite Kolbenstange 17mit dem mit dieser verbundenen Nebenkolben 20ist dicht im Hauptzylinder 16längsgeführt.

[0031] In der zusammengedrückten Stellung gemäss Fig. 3ist die Kolbenstange 17mit dem Nebenkolben 20in den Hauptzylinder 16und die Kolbenstange 19in einen in der gegenüberliegenden Kolbenstange 17vorgesehenen Hohlraum 17' hineingestossen.

[0032] In der ausgezogenen Stellung gemäss Fig. 5hat die Kolbenstange 19den Hauptkolben 18in den Hohlraum 16' des Hauptzylinders 16hineingezogen und der Nebenkolben 20mit der Kolbenstange 17liegt am Hauptzylinder 16auf.

[0033] Bei einer weiteren erfindungsgemässen Ausbildung ist diese Zentriereinrichtung 8mit der mindestens einen Kolben/Zylindereinheit 9, 10derart ansteuerbar, dass die jeweilige Kupplungshälfte im ungekuppelten Zustand in eine bestimmte ausgelenkte Position aktiv schwenkbar ist.

[0034] Die als Mehrstellungszylinder ausgebildete Kolben/Zylindereinheit 9, 10ist daher so ausgebildet, dass sie aus der Mittelstellung als Ausgangsposition gemäss Fig. 4in die voll ausgefahrene Stellung gemäss Fig. 5bzw. in die voll eingefahrene Stellung gemäss Fig. 3oder in gewünschte Zwischenstellungen gesteuert verstellbar ist. Je nachdem, welche Kolben/Zylindereinheit 9, 10diese letztere Stellung einnimmt, erfährt der Seitenflansch 15eine unterschiedliche Ein- oder Ausschwenkung, die er auf die Zugeinrichtung 2samt Kupplungskopf 1überträgt.

[0035] Bei einem gesteuerten teleskopartigen Zusammenstossen kann durch Einschalten einerseits eines auf den Nebenkolben 20mit der Kolbenstange 17wirkenden Druckanschlusses 16" und andererseits eines auf den Stangenkopf 31im Hohlraum 17' der Kolbenstange 17wirkenden Druckanschlusses 19' für die Zuführung eines Mediums herbeigeführt werden, wie dies in Fig. 5angedeutet ist. Es wird dabei die Kolbenstange 17in den Hauptzylinder 16bis zum Hauptkolben 18gestossen und der Stangenkopf 31mit der mit ihm verbundenen Kolbenstange 19in den Hohlraum 17' der Kolbenstange 17hineinbewegt.

[0036] Für das teleskopartige Auseinanderstossen ist ein auf den Stangenkopf 31der Kolbenstange 19wirkender Druckanschluss 17" eines Mediums in die Kolbenstange 17ausserhalb des Hauptzylinders 16einzuschalten, so dass der Stangenkopf 31mit der Kolbenstange 19und auch der Hauptzylinder 16aus der Kolbenstange 17ausfährt.

[0037] Im Prinzip könnte für dieses Verstellen in bestimmte ausgelenkte Positionen bei Vorhandensein von zwei Kolben/Zylindereinheiten 9, 10, wie in Fig. 1dargestellt ist, nur die eine in diese bestimmte ausgelenkte Position angesteuert werden, während die andere Kolben/Zylindereinheit 9, 10ausgeschaltet und sich frei anpassen würde.

[0038] Zum automatischen Schalten der Kolben/Zylindereinheit 9, 10in die jeweils funktionsgerechte Arbeitsstellung sind sie mit einer vorzugsweise programmierbaren Steuerung 36ausgestattet. Die Steuerung 36dient auch zum Ein- und Ausschalten der Zentriereinrichtung 8, wobei diese so gesteuert wird, dass sie während des Fahrbetriebs eine kraftlose Auslenkung der Kupplung im gekuppelten Zustand ermöglicht.

[0039] Die erfindungsgemässe Zentriereinrichtung zeichnet sich durch eine einfache und platzsparende Konstruktion und zudem eine zuverlässige sowie einfache Wirkungsweise aus, weil es dafür grundsätzlich nur erforderlich ist, eine einzige Kammer der Kolben/Zylindereinheit 9, 10mit Druckluft zu beaufschlagen.

[0040] Bei einer selektiven Ansteuerung von zwei Luftkammern kann die Kupplung automatisch in eine ausgelenkte Stellung, links oder rechts, ausgeschwenkt werden.

[0041] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Zentriereinrichtung ist, dass sie bei Bedarf ein- oder ausgeschaltet werden kann.

[0042] Die Zentriereinrichtung 8ist auch mit nur einer der Kolben/Zylindereinheiten 9oder 10funktionsfähig. Die Variante mit zwei gegenläufig arbeitenden Zylindern hat jedoch den Vorteil, dass sich dadurch die von der Zentriereinrichtung 8erzeugte Betätigungskraft verdoppeln lässt und von beiden Seiten eine Kraft für die Zentrierung erzeugt wird.

Claims (11)

1. Kupplung für ein Schienenfahrzeug, mit zwei Kupplungshälften, die jeweils einen Kupplungskopf (1) und eine mit diesem verbundene Zugeinrichtung (2) aufweisen, wobei der Kupplungskopf (1) samt Zugeinrichtung (2) um eine Achse (7) beim Schienenfahrzeug anlenktbar ist, wobei beide Kupplungshälften mit je einer Zentriereinrichtung (8) versehen sind, die im ungekuppelten Zustand den Kupplungskopf (1) samt Zugeinrichtung (2) in einer Mittelstellung hält oder ihn nach Lösen der Kupplung automatisch in diese Mittelstellung zurückführt, bei der dieser Kupplungskopf (1) annähernd derart ausgerichtet ist, dass in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs verluft dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (8) mindestens eine teleskopartig verstellbare Kolben/Zylindereinheit (9, 10) mit einem Hauptzylinder (16) umfasst, in dem ein Hauptkolben (18) mit einer Kolbenstange (19) und ein Nebenkolben (20) mit einer Kolbenstange (17) koaxial zueinander längsgeführt sind, wobei eine Druckbeaufschlagung eines Mediums auf den Hauptkolben (18) zur Erzielung der Mittelstellung des Kupplungskopfs (1) nur in einer gegen den Nebenkolben (20) hin verlaufenden Richtung erfolgt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderkopf (21) des Hauptzylinders (16) ein Druckanschluss (26) zum Beaufschlagen des Hauptkolbens (18) in der Zylinderkammer (16') mit vorzugsweise Druckluft als Medium vorgesehen ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Hauptzylinder (16) vorstehenden Enden der Kolbenstangen (17, 19) einerseits an einem Seitenflansch (15) der Zugeinrichtung (2) und andererseits am Fahrzeugkasten bzw. Support der Kupplung (6) je seitlich versetzt von ihrer Mittelachse anlenkbar sind.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kolbenstange (19) durch den im Hauptzylinder (16) dicht längsgeführten Hauptkolben (18) erstreckt und darin dicht frei verschiebbar ist, indes die koaxial gegenüberstehende Kolbenstange (17) mit dem Nebenkolben (20) verbunden ist, wobei der Kolbenstange (19) ein Stangenkopf (31) innerhalb des Hauptzylinders (16) zugeordnet ist, durch den die Kolbenstange (19) vom Hauptkolben (18) in diese gegen den Nebenkolben (20) hin verlaufenden Richtung mitnehmbar ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der eingezogenen Stellung der Kolben/Zylindereinheit (9, 10) die Kolbenstangen (17) in den Hauptzylinder (16) und dabei die eine Kolbenstange (19) in einen in der gegenüberliegenden Kolbenstange (17) vorgesehenen Hohlraum (17') oder umgekehrt hineingestossen sind.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben/Zylindereinheit (9, 10) mit einer vorzugsweise programmierbaren Steuerung (36) zum automatischen Schalten des Zylinders in die jeweils funktionsgerechte Arbeitsstellung versehen ist.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (36) auch zum Ein- und Ausschalten der Zentriereinrichtung (8) dient, wobei diese während des Fahrbetriebs eine kraftlose Auslenkung der Kupplung im gekuppelten Zustand ermöglicht.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (8) mit der mindestens einen Kolben/Zylindereinheit (9, 10) derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass der Kupplungskopf (1) mit der Zugeinrichtung (2) im ungekuppelten Zustand in eine bestimmte ausgelenkte Position schwenkbar ist.

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das teleskopartige Auseinanderstossen der Kolben/Zylindereinheit (9, 10) ein auf den Stangenkopf (31) der Kolbenstange (19) des Hauptkolbens (18) wirkender, ausserhalb des Hauptzylinders (16) befindlicher Druckanschluss (17") für das Medium vorgesehen ist, der mit dem Hohlraum (17') der Kolbenstange (17) des Nebenkolbens (20) und der Zylinderkammer (16') verbunden ist.

10. Kupplung nach Anspruch 8oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für das teleskopartige Zusammenstossen der Kolben/Zylindereinheit (9, 10) ein Druckanschluss (16'') für ein Medium auf den Nebenkolben (20) mit der Kolbenstange (17) gegen den Hauptkolben (18) wirkend sowie ein auf einen Stangenkopf (31) im Hohlraum (17') der Kolbenstange (17) des Nebenkolbens (20) jeweils wirkender Druckanschluss (19') führt.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zentriereinrichtung (8) aus zwei seitlich vom Kupplungskopf (1) annähernd symmetrisch zu dessen Mittelachse angeordneten Kolben/Zylindereinheiten (9, 10) zusammensetzt.