DE10153460A1

DE10153460A1 - Kupplungsvorrichtung für die auf einem gemeinsamen Fahrwerk abgestützten Enden zweier gelenkig miteinander verbundenen, benachbarten Fahrzeugeinheiten eines schienengebundenen Gliederfahrzeuges

Info

Publication number: DE10153460A1
Application number: DE2001153460
Authority: DE
Inventors: Christian Radewagen; Huber Rathner
Original assignee: Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung (1) für die auf einem Kuppelglieder (2, 5) aufweist, die jeweils an einem der Gliederfahrzeuge gemeinsamen Fahrwerk abgestützten Enden zweier gelenkig miteinander verbundenen, benachbarten Fahrzeugeinheiten eines schienengebundenen Gliederfahrzeuges mit einer Gelenkkupplung, welche gegeneinander beweglich festgelegt sind und die die vorgesehenen horinzontalen und/oder vertikalen und/oder kardanischen und/oder torsionalen Auslenkbewegungen der Fahrzeugeinheiten gegeneinander bereitstellt. Um die durch eine Kupplungsvorrichtung (1) der vorgenannten Art miteinander gelenkig zu einem Fahrzeugverband verbunden und gemeinsam auf einem Fahrwerk abgestützten Fahrzeugeinheiten gegen unzulässige Druckkräfte in der Wagenkasten- und Untergestellstruktur, hervorgerufen durch Überstöße in Längsrichtung, und damit besser vor Beschädigungen zu schützen, wird erfindungsgemäß mindestens eines der Kuppelglieder (2, 5) der Gelenkkupplung in Fahrzeuglängsrichtung gegen die zugeordnete Fahrzeugeinheit über eine Überstoßsicherung (10) abgestützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für die auf einem gemeinsamen Fahrwerk abgestützten Enden zweier gelenkig miteinander verbundenen, benachbarten Fahrzeugeinheiten eines schienengebundenen Gliederfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kupplungsvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-AS 16 05 188, der DE 196 38 763 A1, der DE 41 21 080 A1 oder der EP 0 771 710 A2 bekannt.

Aus der DE-AS 16 05 188 ist ein Kupplungsvorrichtung bekannt, bestehend aus einem an der einen Fahrzeugeinheit befestigten, ein oberes und ein unteres Gabelstück aufweisenden Gabelkopf, einer an der anderen Fahrzeugeinheit befestigten, zwischen die beiden Gabelstücke des Gabelkopfes eingeschobenen Verbindungslasche und einem miteinander fluchtende Öffnungen in den Gabelstücken des Gabelkopfes und in der Verbindungslasche vertikal durchsetzenden Kupplungsbolzen, wobei der Gabelkopf unterhalb des unteren Gabelstückes einen zu dem Kupplungsbolzen konzentrischen Lagerkranz bildet, der in einer auf dem gemeinsamen Drehgestell angeordneten Drehpfanne aufliegt. In der Verbindungslasche ist ein sphärisches Lager angeordnet, so dass ein gegenseitiges vertikales und kardanisches Verdrehen beider Fahrzeugeinheiten gegeneinander ermöglicht ist.

Aus der DE 41 21 080 A1 und der DE 196 38 763 A1 sind Kupplungsvorrichtungen ähnlicher Bauart bekannt, bei der die Bolzenachse des sphärischen Gelenkes jedoch um 90° gedreht horizontal in Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist. Die Kupplungsvorrichtung der DE 41 21 080 A1 besteht aus einem an der einen Fahrzeugeinheit befestigten, zwei seitliche Gabelwangen aufweisenden Gabelkopf, einer an der anderen Fahrzeugeinheit befestigten, zwischen die beiden Gabelwangen eingeschobene Verbindungslasche und einem Kupplungsbolzen mit in der Verbindungslasche angeordnetem, sphärischem Lager. Der Gabelkopf und die Verbindungslasche sind an den ihnen zugeordneten Fahrzeugeinheiten in Längsrichtung starr befestigt, wodurch die senkrechte Drehachse der Drehpfanne gegenüber der Mittelsenkrechten des sphärischen Lagers fluchten, da das Oberteil der Drehpfanne gleichfalls mit dem Gabelkopf starr verbunden ist. Das sphärische Lager ist mit dem Kupplungsbolzen fest in der Verbindungslasche angeordnet. Die horizontalen Drehbewegungen zwischen den Wagenkästen werden von der Drehpfanne aufgenommen, die vertikalen und kardanischen Bewegungen vom sphärischen Gelenk.

Die EP 0 612 646 A2 zeigt eine Kupplungsvorrichtung, das ein Wälzlager aufweist, welche von einem über das Ende eines Fahrzeugeinheit hinausragenden Stützträger gehalten ist und mit einem über das Ende einer anderen Fahrzeugeinheit hinausragenden Stützträger über ein hemisphärisch ausgebildetes Elastomergelenk gelenkig zusammenwirkt und horizontale und vertikale sowie kardanische Auslenkbewegungen der Fahrzeugeinheiten gegeneinander zulässt.

Allen Kupplungsvorrichtungen gemeinsam ist, dass den beiden zu kuppelnden Fahrzeugeinheiten jeweils zugeordneten Kuppelglieder der Kupplungsvorrichtung in Längsrichtung starr an der zugeordneten Fahrzeugeinheit befestigt sind.

Aus der DE 19 47 819 A1, der DE 15 30 223 A1 oder der DE 32 28 941 A1 sind Vorrichtungen zur Aufnahme übergroßer Stöße bekannt, die bei Mittelpufferkupplungen für Schienenfahrzeuge Verwendung finden, mit denen zwei unabhängig voneinander verfahrbaren Fahrzeugeinheiten bedarfsweise zur Bildung oder Trennung eines Fahrzeugverbandes automatisch zu kuppeln bzw. entkuppeln sind. Eine dem Kupplungskopf nachgeschaltete, üblicherweise in die Kuppelstange integrierte Überstoßsicherung nimmt nach Erschöpfen der Aufnahmefähigkeit der elastischen Energieverzehrelemente weiterhin auftretenden Stoßenergie, z. B. nach einem Auffahrunfall auf. Derartige Überstoßsicherungen nach dem vorgenannten Stand der Technik sind als destruktiv arbeitende Überstoßsicherungen ausgebildet, die durch eine Paarung inneres Druckrohr und äußeres Verformungsrohr oder äußeres Druckrohr und inneres Verformungsrohr gebildet ist, die bei Krafteinwirkung vorbestimmter Größe unter bleibender Verformung des Verformungsrohres teleskopartig ineinanderschiebbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fahrzeugeinheiten, die durch eine Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art miteinander gelenkig zu einem Fahrzeugverband verbunden und gemeinsam auf einem Fahrwerk abgestützt sind, gegen unzulässige Druckkräfte in der Wagenkasten- und Untergestellstruktur, hervorgerufen durch Überstöße in Längsrichtung, und damit besser vor Beschädigungen zu schützen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Kupplungsvorrichtung mit Gabelarm, Laschenarm, sphärischem Gelenk und Überstoßsicherung im Teilschnitt und
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Kuppelglied Gabelarm mit einer Überstoßsicherung in Draufsicht im Teilschnitt im vergrößerten Maßstab.
Die Kupplungsvorrichtung 1 weist ein dem ersten Gliederfahrzeug zugeordnetes erstes Kuppelglied 2 auf, das als zweiarmige Gabel ausgebildet ist, deren Gabelarme 2a und 2b einander gegenüberliegende, fluchtende Öffnungen 3 und einen diese durchdringenden Bolzen 4 aufweisen. Das dem zweiten Gliederfahrzeug zugeordnete zweite Kuppelglied 5 ist als Laschenarm 5a mit Laschenauge 6 ausgebildet.
Der Laschenarm 5a greift in die durch die Gabelarme 2a gebildete Gabel ein, wobei das Laschenauge 6 vom Bolzen 4 durchdrungen ist. Zwischen Laschenauge 6 und Bolzen 4 ist ein sphärisches Gelenk 7 angeordnet. Das Gelenk 7 ist vorzugsweise als Elastomergelenk ausgebildet. Dabei ist zwischen dem sphärischen Gelenkkörper 7a und dem diesen mindestens bereichsweise umfassenden Außenring 8 eine Elastomerschicht 9 eingebracht.
Durch vorstehend beschriebene Anordnung sind beide Gliederfahrzeuge spielfrei in einer Gelenkkupplung miteinander verbunden. Die Kupplungsvorrichtung 1 bzw. das Gelenk 7 lassen horizontale, vertikale und auch kardanische Bewegungen sowie Torsionsbewegungen der Gliederfahrzeuge im Rahmen der vorgesehenen Winkelausdrehungen gegeneinander zu. Die im Fahrbetrieb auf die Gliederfahrzeuge und die Kupplungsvorrichtung 1 einwirkenden Zug und Druckkräfte werden vom stoßbeaufschlagten Kuppelglied 2 oder 5 durch das Gelenk 7 bzw. durch die Elastomerschicht 9 elastisch/reversibel aufgenommen und gedämpft auf das Kuppelglied 5 oder 2 der benachbarten Fahrzeugeinheit weitergeleitet.
Mindestens ein Kuppelglied 2, 5 der Gelenkkupplung ist gegen die jeweils zugeordnete Fahrzeugeinheit in Fahrzeuglängsrichtung über eine Überstoßsicherung 10 abgestützt. Im Ausführungsbeispiel sind beide Kuppelglieder 2, 5 der Gelenkkupplung gegen ihre jeweils zugeordnete Fahrzeugeinheit in Fahrzeuglängsrichtung über eine zwischengeschaltete Überstoßsicherung 10 abgestützt.
Als Überstoßsicherung 10 sind Bauarten geeignet, bei denen unter bleibender Verformung einzelner Bauelement Stoßenergie aufgenommen werden kann (destruktiv arbeitende Überstoßsicherungen) oder Bauarten, bei denen durch widerstandsbehaftetes Verdrängen von ausreichend zähen Flüssigkeiten in Kammern von Verdrängungskörpern (Zylindern) Stoßenergie aufgenommen und zerstörungsfrei abgebaut werden kann (regenerative Überstoßsicherung, z. B. eine Elastomerpatrone bekannter Bauart). Nach deren Ansprechen ist bei einer vorgenannten, regenerative Überstoßsicherung der Ausgangszustand und damit deren weitere Verwendung wirtschaftlich wiederherstellbar.
Die Überstoßsicherung 10 im Ausführungsbeispiel ist destruktiv arbeitend ausgebildet und ist durch eine Paarung inneres Druckrohr 11 und äußeres Verformungsrohr 12 gebildet, die bei Krafteinwirkung vorbestimmter Größe unter bleibender Verformung des Verformungsrohres 12 teleskopartig ineinanderschiebbar sind. Gleichwirkend wären nicht dargestellte Anordnungen mit einem äußeren Druckrohr und einem inneren Verformungsrohr oder Kombinationen von Druck- und Verformungsrohren (z. B. DE 15 30 223 A1 oder DE 19 12 049 A1).
Die im normalen Fahrbetrieb auftretenden Kräfte werden, wie bereits erwähnt, elastisch/reversibel durch das Gelenk 7 bzw. durch die Elastomerschicht 9 aufgenommen und bedämpft. Nach Überschreiten der im normalen Fahrbetrieb auftretenden Kräfte und nach Überschreiten der Ansprechkraft der Überstoßsicherung 10 (z. B. bei einem starken Stoß bei Auffahrunfällen) spricht die Überstoßsicherung 10 an und baut im Ausführungsbeispiel durch plastisches Verformen des Verformungsrohres 12 Stoßenergie ab und schützt damit die Gelenkkupplung und die Fahrzeugeinheiten, insbesondere deren Untergestelle besser vor Beschädigungen.
Der die Gabelarme 2a, 2b durchdringende Bolzen 4 und die Öffnungen 3 der Gabelarme 2a, 2b sind vertikal fluchtend angeordnet. Durch diese senkrechte Anordnung werden größere horizontale Ausdrehwinkel der Fahrzeugeinheiten gegeneinander ermöglicht.
Vorteilhaft werden die Überstoßsicherungen 10 und die mit Ihnen verbundenen Kuppelglieder 2, 5 mittels einer Führung 13 in Längsrichtung geführt längsverschiebbar ausgebildet, d. h. sie sind auch vertikal und horizontal abgestützt. Durch diese Bauart ist auch die Aufname von vertikalen und horizontalen Kräften im Bereich der Überstoßsicherung 10 möglich, womit ein Ausweichen oder Aufklettern einer Fahrzeugeinheit gegenüber der verbundenen, benachbarten Fahrzeugeinheit erschwert ist.
Die gemeinsame Abstützung der beiden Enden der benachbarten, gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugeinheiten kann über ein gemeinsames Drehgestell oder ein Einzelachsfahrwerk (beide Bauarten mit Radsätzen oder Losrädern möglich) erfolgen, wobei die Kupplungsvorrichtung sowohl für zentrische, d. h. bezüglich der senkrechten Mittenquerebenen durch das Fahrwerk symmetrische Abstützung der Enden benachbarter Fahrzeugeinheiten auf das Fahrwerk (sogenannte Jakobs-Anordnung) als auch für Gliederfahrzeuge mit aufgesattelten Fahrzeugenden geeignet sind. Bei letzteren ist das gemeinsame Fahrwerk unter dem Ende einer ersten Fahrzeugeinheit angeordnet, wohingegen die benachbarte Fahrzeugeinheit mit ihrem Ende - nach Bauart eines Straßen-Sattelzuges mit Zugmaschine und Sattelauflieger - auf das Fahrzeugende der ersten Fahrzeugeinheit aufgesattelt ist. Bezugszeichenaufstellung 1 Kupplungsvorrichtung
2 erstes Kuppelglied
2a erster Gabelarm
2b zweiter Gabelarm
3 Öffnung
4 Bolzen
5 zweites Kuppelglied
5a Laschenarm
6 Laschenauge
7 sphärisches Gelenk
7a Gelenkkörper
8 Aussenring
9 Elastomerschicht
10 Überstoßsicherung
11 inneres Druckrohr
12 äußeres Druckrohr
13 Führung

Claims

1. Kupplungsvorrichtung für die auf einem gemeinsamen Fahrwerk abgestützten Enden zweier gelenkig miteinander verbundenen, benachbarten Fahrzeugeinheiten eines schienengebundenen Gliederfahrzeuges mit einer Gelenkkupplung, welche gegeneinander bewegliche Kuppelglieder aufweist, die jeweils an einem der Gliederfahrzeuge festgelegt sind und die die vorgesehenen horizontalen und/oder vertikalen und/oder kardanischen und/oder torsionalen Auslenkbewegungen der Fahrzeugeinheiten gegeneinander bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kuppelglieder (2, 5) der Gelenkkupplung in Fahrzeuglängsrichtung gegen die zugeordnete Fahrzeugeinheit über eine Überstoßsicherung (10) abgestützt ist.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kuppelglieder (2, 5) der Gelenkkupplung gegen ihre jeweils zugeordnete Fahrzeugeinheit über eine Überstoßsicherung (10) abgestützt sind.

3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem ersten Gliederfahrzeug zugeordnete Kuppelglied (2) der Gelenkkupplung als zweiarmige Gabel ausgebildet ist, deren Gabelarme (2a, 2b) fluchtende Öffnungen (3) und einen diese durchdringenden Bolzen (4) aufweisen und dass das dem zweiten Gliederfahrzeug zugeordnete Kuppelglied (2b) als Laschenarm (5a) mit Laschenauge (6) ausgebildet ist, der in die Gabel eingreift und dessen Laschenauge (6) vom Bolzen (4) durchdrungen ist.

4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Laschenauge (6) und Bolzen (4) ein sphärisches Gelenk (7) angeordnet ist.

5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das sphärische Gelenk (7) als Elastomergelenk ausgebildet ist.

6. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstoßsicherung (10) als destruktiv (mit bleibender Verformung) arbeitende Überstoßsicherung (10) ausgebildet ist.

7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstoßsicherung (10) durch eine Paarung inneres Druckrohr (11) und äußeres Verformungsrohr (12) oder äußeres Druckrohr und inneres Verformungsrohr gebildet ist, die bei Krafteinwirkung vorbestimmter Größe unter bleibender Verformung des Verformungsrohres (12) teleskopartig ineinanderschiebbar sind.

8. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstoßsicherung (10) als regenerativ (Wiederherstellung der Ausgangslage) arbeitende Überstoßsicherung (10) ausgebildet ist.

9. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstoßsicherung (10) als Elastomerpatrone ausgebildet ist.

10. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die Gabelarme (2a, 2b) durchdringende Bolzen (4) und die Öffnungen (3) der Gabelarme (2a, 2b) vertikal fluchtend ausgerichtet sind.

11. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstoßsicherungen (10) und damit auch die Kuppelglieder (2a, 2b) mittels Führungen (13) in Längsrichtung geführt längsverschiebbar ausgebildet sind.