DE68901954T2

DE68901954T2 - Gelenkkupplung zwischen zwei schienenfahrzeugen.

Info

Publication number: DE68901954T2
Application number: DE8989108730T
Authority: DE
Inventors: Michel Cros
Original assignee: GEC Alsthom SA
Current assignee: Alstom Holdings SA
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2009-05-17
Also published as: FR2631917B1; EP0343482B1; KR890017124A; ES2033046T3; CA1314436C; FR2631917A1; KR0166957B1; JPH0220474A; DE68901954D1; US4942824A; EP0343482A1; JP2812712B2; ATE77797T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungsgelenk zum Aneinanderkuppeln von zwei Eisenbahnwagen, das auf einem Zwischenfahrgestell mit elastischen Tragelementen ruht.
Die üblichen von Zwischenfahrgestellen getragenen Kupplungsgelenke weisen eine mit einem der Wagen verbundene Bodenplatte auf, die auf dem Zwischenfahrgestell über Federn getragen wird und ihrerseits über Elastomerelemente einen Gelenkkopf trägt, auf dessen oberer Oberfläche sich eine kugelförmige Tragefläche abstützt, die mit dem anderen Fahrzeug verbunden ist. Gelenke dieser Art weisen kugelige Oberflächen auf, die einen hohen Herstellungsaufwand erfordern. Sie sind teuer und relativ schwer.
Das Dokument CA-A-1218900 beschreibt ein Kupplungsgelenk für Wagen mit Zwischenfahrgestell, bei dem die Enden der Kästen der beiden Wagen gelenkig auf der Achse eines zylindrisch-konischen Verbindungsstücks montiert sind, das mit Hilfe eines ringförmigen Elastomerelements mit einer Fahrgestellschale verbunden ist. Dieses Gelenk läßt nicht zu, daß eines seiner Elemente mit der senkrechten Achse einen Winkel bildet, um das Krängen eines Wagens relativ zum anderen beim Einlaufen und Verlassen von schrägliegenden Gleislängen und beim Überfahren von Senken oder Buckeln zu ermöglichen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gelenks, das nicht teuer und relativ leicht ist und im übrigen die geforderten Funktionen bewirkt, selbst im Fall von Hochgeschwindigkeitszügen. Das Gelenk soll einerseits die Drehung der Teile untereinander gestatten, um die Fahrt über Kurvengleise zu ermöglichen, und andererseits soll es erlauben, daß eines seiner Elemente einen Winkel mit der senkrechten Achse bildet, um das Krängen eines Fahrzeugs relativ zum anderen zu ermöglichen. Das Gelenk muß neben den im Normalbetrieb auftretenden Zug- und Bremsbeanspruchungen auch den durch außergewöhnliche Stöße hervorgerufenen Beanspruchungen in bestimmten Grenzen standhalten. Das Anheben des Zwischenfahrgestells bei Wiedereingleisungsarbeiten durch Stützanschlag unter den Wagen muß möglich sein. Das Ankuppeln und Abkuppeln muß schnell durchführbar sein.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Kupplungsgelenk zwischen von zwei Eisenbahnwagen, das auf einem in der Mitte zwischen zwei Wagen befindlichen Fahrgestell ruht, mit einem ringförmigen Teil, das mit einem der Wagen verbunden ist und in seinem unteren Abschnitt kegelstumpfförmig, in seinem oberen Abschnitt zylindrisch ausgebildet ist sowie eine zylindrische Bohrung in seinem Zentrum besitzt, wobei ein mit dem anderen Wagen verbundenes Tragteil das ringförmige Teil mit einer Bodenplatte umgibt, die in niedrigerer Höhe als das ringförmige Teil angeordnet ist, wobei eine zylindrische Achse auf der Bodenplatte befestigt ist und in die zylindrische Bohrung des ringförmigen Teils eingreift, wobei diese Achse einen kleineren Durchmesser als die Bohrung besitzt und ein ringförmiges Gelenkelement Metallplatten zwischen Lagen aus elastischem Material geschichtet aufweist, die die Gelenkfunktion zwischen der Bodenplatte und dem ringförmigen Teil wahrnehmen, wobei das Gelenkelement auf der Bodenplatte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkelement eine kegelstumpfförmige Platte aufweist, die eine Stützoberfläche für den kegelstumpfförmigen Abschnitt des ringförmigen Teils bildet, wobei die zylindrische Achse in einer waagrechten, kreisförmigen Schulter endet, die einer waagrechten kreisförmigen Schulter gegenübersteht, welche um das obere Ende der zylindrischen Bohrung des ringförmigen Teils verläuft, und wobei das Tragteil in seinem oberen Abschnitt einen inneren zylindrischen Abschnitt aufweist, der der zylindrischen Außenoberfläche des oberen Abschnitts des ringförmigen Teils gegenübersteht.
Das Kupplungsgelenk besitzt weiter vorzugsweise mindestens eines der nachfolgenden Merkmale:
- Die Metallplatten und die elastischen Materiallagen des ringförmigen Gelenkelements besitzen die Form von Kugelsegmenten.
- Die elastischen Materiallagen können Aussparungen (Waben) solcher Art aufweisen, daß eine unterschiedliche Steifigkeit des Gelenkelements in radialen Richtungen (longitudinal und transversal) erzielt wird.
- Das ringförmige Teil ist unter einer flachen Unterseite außerhalb des ringförmigen Gelenkelements mit Sicherheitsstiften ausgestattet, die in gegenüberliegende Gabeln eingreifen, welche am ringförmigen Gelenkelement ausgebildet sind.
- Das ringförmige Gelenkelement sitzt auf der Bodenplatte über ein Tragteil auf, das mit der Bodenplatte über ein Verriegelungselement verbunden ist.
- Der Winkel der kegelstumpfförmigen Außenflächen des ringförmigen Teils und des ringförmigen Gelenkelements zur Senkrechten ebenso wie das Spiel zwischen der zylindrischen Bohrung des ringförmigen Teils und der zylindrischen Achse des Tragteils sind so gewählt, daß sie ein Aneinanderkuppeln des ringförmigen Teils und des Tragteils auch dann ermöglichen, wenn das ringförmige Teil stark exzentrisch gegenüber dem Tragteil liegt.
Nachfolgend werden Kupplungsgelenke gemäß der Erfindung beispielshalber und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 stellt ein Gelenk im symmetrischen Längsschnitt dar, wobei die mit dem ringförmigen Teil und dem ringförmigen Gelenkelement des Tragteils in Berührung kommenden Oberflächen eine Kegelstumpfform haben;
Figur 2 stellt eine Variante des ringförmigen Gelenkelements in Form eines Kugelsektors dar;
Figur 3 stellt eine perspektivische Ansicht des Endes einer Wagenkarosserie und des entsprechenden Zwischenfahrgestells dar, zusammen mit dem Tragteil für das Gelenk und der Karosserie des nachfolgenden Wagens dar;
Figur 4 stellt eine perspektivische Ansicht des Endes der Karosserie des nachfolgenden Wagens mit dem ringförmigen Teil des Gelenks dar.
Gemäß Figur 1 weist das Gelenk ein ringförmiges Zentralteil 1 auf, das mit der Karosserie eines der Wagen verbunden ist und eine kegelstumpfförmige Stützoberfläche 2 aus elastischem Verbundmaterial 13 auf dem ringförmigen Gelenkelement besitzt. Sein oberer Abschnitt weist eine zylindrische Außenoberfläche 3 auf, die der zylindrischen Außenoberfläche 20 der Bodenplatte 9 unter Belassung eines Zwischenabstands gegenübersteht, wobei die Platte mit der Karosserie des benachbarten Fahrzeugs fest verbunden ist.
Das ringförmige Teil wird von einer axialen Bohrung 4 durchdrungen, wobei diese im Zentrum eine Aussparung 5 aufweist. Im Zentrum des oberen Abschnitts weist die Bohrung eine kreisförmige Schulter 6 auf, die mit Elastomerelementen 7 versehen ist, welche einen kreisförmigen Kranz 8 aus Stahl mit polierter oberer Oberfläche trägt.
Die mit der Karosserie des benachbarten Wagens verbundene Bodenplatte 9, die aus mehreren miteinander verschweißten Elementen besteht, weist einen zylindrischen senkrechten Rand 10 auf, an dem durch Bolzen, wie etwa der Bolzen 11, ein ringförmiges Element 12 mit dreieckigem Querschnitt befestigt ist, das das zusammengesetzte ringförmige Gelenkelement 13 trägt. Dieses Element 13 besteht aus Metallplatten 14, die zwischen Lagen 15 aus elastischem Material eingelegt sind. Eine kegelstumpfförmige Platte 16 bildet die Tragoberfläche des Umfangs des unteren Abschnitts des ringförmigen Teils 1. Dieses Gelenkelement kann aus einem Stück oder auch aus zwei oder drei Teilen bestehen.
Auf der Mitte der Bodenplatte 9 ist in einem Gewinde 19 eine senkrechte Achse 17 eingeschraubt, die in die Bohrung 4 des ringförmigen Teils 1 eingreift und relativ zur Bohrung reichlich Spiel beläßt. Das Spiel reicht aus, um zu verhindern, daß die Peripherie der Achse bei den normalen Längsverschiebungen während der Zug- und Bremsperioden nicht mit der Bohrung in Berührung kommt, sondern nur bei außerordentlich heftigen Stößen. Der obere Abschnitt der Achse bildet einen ringförmigen Hut 18, der eine flache untere obere Oberfläche 18A besitzt, der dem kreisförmigen Kranz 8 aus poliertem hartem Material des ringförmigen Elements 1 gegenübersteht.
Sicherheitsstifte 21, die mit dem ringförmigen Zentralteil 1 fest verbunden sind, greifen in Gabeln 22 ein, die am ringförmigen Element 16 ausgebildet sind, derart, daß jede Gleitbewegung zwischen dem Zentralteil und dem ringförmigen Element verhindert wird, insbesondere beim Durchfahren von engen Kurven, wobei jedoch die relative Drehbewegung zwischen den Teilen möglich bleibt.
Bei der in Figur 2 dargestellten Variante besitzen die Lagen 34 aus elastischem Material sowie die Metallplatten 35 des ringförmigen Gelenkelements die Form eines Kugelsektors, was auch für die Stützfläche des Tragteils 31 gilt. Die Berührungsfläche 32 mit dem (nicht dargestellten) zentralen ringförmigen Teil ist kegelstumpfförmig.
Figur 3 zeigt das Ende der Karosserie eines der Wagen mit dem entsprechenden Zwischenfahrgestell und dem Tragteil des Gelenks. Das Ende 40 der Karosserie wird vom Zwischenfahrgestell 41 getragen, das auf Rädern 42, 43 läuft, wobei nur eine der Achsen 46 sichtbar ist. Die Achsen sind durch Längsträger 44, 45 miteinander verbunden, die durch Querstreben, wie etwa die Strebe 47, zusammengehalten werden und die pneumatischen Aufhängungen 58, 59 tragen. Das Tragteil 48 des Gelenks wird von abgeschrägten Armen 49 gehalten, die mit der Endfläche der Karosserie verbunden sind.
Figur 4 zeigt das Ende 50 der Karosserie des benachbarten Wagens. Das ringförmige Teil 51 mit endseitig zylindrischem Umfang 53 wird von den mit der Endseite der Karosserie verbundenen Trägern 54, 55 und den schrägen Armen 56, 57 gehalten. Während des Ankuppelns fügt sich das ringförmige Teil in das Tragteil 48 der benachbarten Karosserie ein (Figur 3).

Claims

1. Kupplungsgelenk zwischen zwei Eisenbahnwagen, das auf einem in der Mitte zwischen zwei Wagen befindlichen Fahrgestell ruht, mit einem ringförmigen Teil (1), das mit einem der Wagen verbunden ist und in seinem unteren Abschnitt kegelstumpfförmig, in seinem oberen Abschnitt zylindrisch ausgebildet ist sowie eine zylindrische Bohrung (4) in seinem Zentrum besitzt, wobei ein mit dem anderen Wagen verbundenes Tragteil das ringförmige Teil mit einer Bodenplatte (9) umgibt, die in niedrigerer Höhe als das ringförmige Teil angeordnet ist, wobei eine zylindrische Achse (17) auf der Bodenplatte befestigt ist und in die zylindrische Bohrung des ringförmigen Teils eingreift, wobei diese Achse einen kleineren Durchmesser als die Bohrung besitzt und ein ringförmiges Gelenkelement Metallplatten zwischen Lagen aus elastischem Material geschichtet aufweist, die die Gelenkfunktion zwischen der Bodenplatte und dem ringförmigen Teil wahrnehmen, wobei das Gelenkelement auf der Bodenplatte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkelement eine kegelstumpfförmige Platte (16) aufweist, die eine Stützoberfläche für den kegelstumpfförmigen Abschnitt des ringförmigen Teils bildet, wobei die zylindrische Achse in einer waagrechten, kreisförmigen Schulter (18) endet, die einer waagrechten kreisförmigen Schulter (6) gegenübersteht, welche um das obere Ende der zylindrischen Bohrung des ringförmigen Teils verläuft, und wobei das Tragteil in seinem oberen Abschnitt einen inneren zylindrischen Abschnitt (20) aufweist, der der zylindrischen Außenoberfläche (3) des oberen Abschnitts des ringförmigen Teils gegenübersteht.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (35, Figur 2) und die Materiallagen (34) des ringförmigen Gelenkelements (33) die Form von Kugelsegmenten besitzen.

3. Gelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus elastischem Material innere Waben aufweisen, die so angeordnet sind, daß das Gelenkelement in radialer Richtung unterschiedliche Längs- und Quersteifigkeit besitzt.

4. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil unter einer flachen Unterseite außerhalb des ringförmigen Gelenkelements mit Sicherheitsstiften (21) ausgestattet ist, die in gegenüberliegende Gabeln (22) eingreifen, welche am ringförmigen Gelenkelement (22) ausgebildet sind.

5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Gelenkelement (13) auf der Bodenplatte (9) über ein Tragteil (12) aufsitzt, das mit der Bodenplatte über ein Verriegelungselement (11) verbunden ist.

6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der kegelstumpfförmigen Außenflächen des ringförmigen Teils (1) und des ringförmigen Gelenkelements (13) zur Senkrechten ebenso wie das Spiel zwischen der zylindrischen Bohrung (4) des ringförmigen Teils und der zylindrischen Achse (17) des Tragteils so gewählt sind, daß sie ein Aneinanderkuppeln des ringförmigen Teils und des Tragteils auch dann ermöglichen, wenn das ringförmige Teil stark exzentrisch gegenüber dem Tragteil liegt.