EP1785330A1 - Kupplungsanlenkung mit Gelenkanordnung - Google Patents

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Publication number
EP1785330A1
EP1785330A1 EP05024944A EP05024944A EP1785330A1 EP 1785330 A1 EP1785330 A1 EP 1785330A1 EP 05024944 A EP05024944 A EP 05024944A EP 05024944 A EP05024944 A EP 05024944A EP 1785330 A1 EP1785330 A1 EP 1785330A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
energy
energy absorbing
absorbing member
pressure plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05024944A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Dipl.-Ing. Krause
Matthias Kropf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Original Assignee
Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG filed Critical Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Priority to EP05024944A priority Critical patent/EP1785330A1/de
Priority to PCT/EP2006/009607 priority patent/WO2007057072A1/de
Publication of EP1785330A1 publication Critical patent/EP1785330A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G7/00—Details or accessories
    • B61G7/10—Mounting of the couplings on the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/20—Details; Accessories
    • B61G9/24—Linkages between draw-bar and framework

Definitions

  • the present invention relates to a Kupplungsanlenkung with a hinge assembly for articulated connecting a pull rod with a bearing block of a car body, wherein the hinge assembly has a arranged at the cart box side end of the drawbar energy absorbing element with at least one regeneratively formed and enclosed in a housing energy absorbing member, wherein the housing via a pivot is connected to the bearing block of the car body, and wherein the energy-absorbing element is designed such that the power flow of the train of the pull rod on the bearing block transmitted tensile / impact forces is passed completely through the at least one Energyverzehrglied.
  • Such a coupling linkage is known in principle, for example, from rail vehicle technology for automatic clutches and short couplings of rail vehicles. They serve on the one hand to produce a non-positive connection between the drawbar of the joint assembly and the car body.
  • clutch linkages in which an energy dissipation element is integrated also take on pull / shock protection functions, since the energy dissipation element can absorb tensile and compressive forces transmitted from the drawbar to the bearing block up to a defined size, so that the forces are damped over the Lagerbock be forwarded to the vehicle under enthusiasts.
  • the energy dissipation element is usually provided for the absorption of tensile and impact forces, which during the normal driving and coupling operation between the individual car bodies occur.
  • Fig. 1a shows a known from the prior art Kupplungsanlenkung having a hinge assembly of the type mentioned in the form of an elastomer-spring joint.
  • This spring joint has a wagenkasten solutionen end of the pull rod 101 arranged energy dissipation element, in which two annular rubber springs are included as energy dissipation members 111.
  • the two energy absorbing members 111 (rubber springs) are arranged here in a housing 112, which is articulated via a pivot pin 102 with the bearing block 103 of the associated car body (not explicitly shown).
  • the energy dissipation members 111 themselves are pushed onto the drawbar 101 in the longitudinal axis and are fixed there with the aid of respective annular grooves.
  • Fig. 1b the known from the prior art Kupplungsanlenkung shown in FIG. 1 is shown in a loaded state. Specifically, here a state is shown in which pressure forces from the pull rod 101 via the energy absorbing members 111 (spring elements) on the housing 112 of the energy absorbing element and from there via the pivot 102 in the bearing block 103 of the car body are passed.
  • the configuration and arrangement of the energy dissipation element incorporated in the prior art hinge assembly cause the energy dissipation members 111 to deform greatly upon transmission of the compressive forces from the tie rod 101 to the housing 112, primarily loading thrust. From the housing 112, the transmission of forces via the pivot pin 102 in the bearing block 103 and thus in the undercarriage of the car body.
  • the energy absorbing element has a zugstangen solvede front pressure plate and a carriage box-side rear pressure plate, which are at least partially formed respectively in the zugstangen solutionen or wagenkasten paragraphen end face of the housing, wherein between the Pressure plates, the at least one energy dissipation member is biased, and wherein the energy dissipation element is formed so that the power flow of the pull rod on the bearing block transmitted compressive forces from the front pressure plate on the energy absorbing member on the front pressure plate opposite end face of the housing is transmitted, and that of the pull rod on the bearing block transmitted tensile forces from the rear pressure plate on the energy absorbing member on the rear pressure plate opposite end face of the housing is transmitted.
  • the solution according to the invention has a number of significant advantages over the coupling linkage known from the prior art and explained above.
  • a transmission of the tensile and compressive forces is possible with the inventive design of the energy absorbing element, which is fundamentally different from that provided in conventional Kupplungsanlenkitch power transmission.
  • the power flow in the longitudinal direction is passed through the individual energy dissipation elements.
  • the compressive forces are transmitted to the energy absorbing members via the front pressure plate.
  • the forwarding of the forces then takes place in the individual energy absorbing elements in the energy dissipation element, wherein the power flow is fanned out and directed onto the end face of the housing opposite the front pressure plate. From the housing, the transmission of forces then takes place via the pivot pin in the bearing block and thus in the undercarriage of the car body.
  • the at least one regenerative energy dissipation element integrated in the energy dissipation element, and in particular the absorption material (such as an elastomeric material) incorporated in the energy dissipation element by means of the at least one energy dissipation element is more highly endangered than in the prior art Regenerative deformation and thus force absorption can be exploited.
  • the absorption material such as an elastomeric material
  • the provision of a front and a rear pressure plate in addition to the optimized load type integrated in the energy absorbing element energy absorbing elements, in which the energy absorbing elements are primarily charged to pressure, also has the advantage that with the solution according to the invention integrated in the energy dissipation element individual energy absorbing elements can be biased accordingly.
  • the bias voltage of the energy absorbing elements By a suitable choice of the bias voltage of the energy absorbing elements, the response of the integrated in the joint assembly energy absorbing element, and thus the event sequence in the transmission of tensile and impact forces can be precisely adjusted in advance and adapted to the respective applications.
  • the energy absorbing elements integrated in the energy absorbing element now no longer - as is often the case with the known from the prior art Kupplungsanlenkitch - parallel, but in series with respect to the current flowing through the energy dissipation force flow are arranged. Accordingly, in the power transmission, the power flow is successively conducted through each of the energy dissipation members provided in the energy dissipation member. This also contributes to the fullest possible utilization of the absorption material introduced by the at least one energy absorbing element in the energy absorbing element (such as an elastomeric material) with respect to the regenerative deformation of the absorbent material taking place during the power transmission and thus with regard to optimally optimized and predictable energy absorption ,
  • the deformation path of the energy dissipation elements integrated in the energy dissipation element can be limited by the end faces of the housing.
  • the geometric shape of the housing determines which deformation path the pull rod strikes.
  • the front pressure plate and the rear pressure plate are formed so that they each only in a part of the respective end faces of the housing are formed, wherein the at least one energy dissipation member is flush with the respective inner walls of the end faces of the housing.
  • the two pressure plates each cover only half of the end faces of the housing and thus the end faces of arranged in the housing at least one energy absorbing element. The other half of the end faces of the at least energy-absorbing member is then flush with the respective inner walls of the end face of the housing, thus allowing horizontal support of the energy absorbing members and the tie rod.
  • the energy absorbing members are in their package inserted and prestressed state in a packet form, wherein in an analogous manner with respect to the respective end faces of at least an energy absorbing element now applies to the respective end faces of the package.
  • the at least one energy absorbing member and the housing are formed such that there are contact areas in the interior of the housing, in which form the energy absorbing member with side walls of the housing form-fitting connection.
  • the at least one energy absorbing member and the housing are formed such that in the interior of the housing between side walls of the housing and the energy dissipation member deformation regions in which the energy absorbing member not in Contact with the sidewalls of the housing is to provide a clearance for a force applied deformation of the energy absorbing member.
  • the housing, and in particular the shape of the housing with respect to the energy dissipation elements used in the housing in package form is designed such that the housing ensures sufficient vertical support of the energy absorbing elements, but at the same time sufficient deformation space for the energy absorbing elements available stands.
  • the deformation regions are designed so that even with an axial rotation of the tie rod sufficient space for a force application caused deformation of the energy absorbing elements remains.
  • the coupling linkage according to the invention fulfills the same tasks (deflection angle, etc.) as conventional linkages.
  • the spring bead is pushed onto the carriage box end of the tie rod in the longitudinal direction and fixed by means of the pressure plates.
  • the at least one energy dissipation element integrated in the energy dissipation element is thus formed in the form of an elastomer spring assembly.
  • the spring assembly and the housing are designed so that the package can be inserted as a whole in the housing.
  • the two pressure plates each cover a part of the end faces of the spring assembly. The other part of the end faces is flush with the respective inner walls of the end faces and thus allows horizontal support of the spring assembly and the tie rod.
  • the at least one spring bead has an oval cross-sectional shape. This ensures that the hinge assembly ensures a provision of the drawbar about the X-axis.
  • other solutions are also conceivable here to enable such a provision.
  • the housing is formed from at least two composite housing shells.
  • the energy absorbing elements designed, for example, in the form of spring elements are pushed onto the pull rod in the longitudinal axis and fixed with the aid of a pressure plate which is screwed against the pull rod.
  • the spring elements By screwing the spring elements are pressed together and thus biased.
  • the thus assembled package can then be inserted into the two shell half of the housing.
  • the two shell halves are bolted together and then with in a conventional manner Help of the pivot connected to the bearing block. This can then be screwed to the base of the car body or otherwise secured.
  • the housing has a suitable guide area.
  • This guide region can be formed, for example, by a projection integrally formed with the housing.
  • the at least one energy absorbing member has at least at its respective pressure plate side ends a cross-sectional shape different from a circular shape, in particular an elliptical, oval, ellipse-like or similar cross-sectional shape.
  • an energy dissipation member such as a spring member having such a circular shape different cross-sectional shape, can be effectively prevented from rotating the energy absorbing member relative to the pressure plate when the energy absorbing member is flush against the inner walls of the housing.
  • ellipse-like cross-sectional shape as used herein is to be understood as meaning a shape under which, for example, an ellipse truncated in its longitudinal extent falls, so that the longitudinal sides of the ellipse thus cut are parallel to one another. It is essential that the cross-sectional shape of the energy absorbing member is not exactly circular, i. is centrally symmetric.
  • the at least one energy-absorbing element is different from a circular shape at least at its respective pressure-plate-side ends Has cross-sectional shape
  • an elliptical or elliptical-like cross-sectional shape with a horizontal major axis and a vertical axis is provided for the Energyverzehrglied an elliptical or elliptical-like cross-sectional shape with a horizontal major axis and a vertical axis.
  • the term "ellipse-like cross-sectional shape” is to be understood as a shape under which, for example, an ellipse truncated in its longitudinal extent falls.
  • the cross-sectional shapes of the energy absorbing member may also have a rectangular shape, wherein the respective opposite shorter sides of the rectangle are formed as semicircles.
  • this embodiment should be understood to mean that any cross-sectional shape is conceivable to enable recovery of the energy dissipation element about the X axis effected by means of shaping the energy dissipation member when the energy dissipation member is flush against the inner wall of the housing.
  • the at least one energy-absorbing member has a through-hole, in particular a centrally arranged through-hole through which the carriage-box-side end of the drawbar extends.
  • the through hole formed in the energy absorbing member has a cross-sectional shape different from a circular shape, in particular an elliptical, oval, ellipse-like or the like cross-sectional shape.
  • the carriage box-side end of the pull rod at least in the sections which extend through the through hole formed in the energy dissipation member, has a cross-sectional shape corresponding to the through hole and rests there flush against the inner contour of the through hole.
  • the inner contour of the energy absorbing element and thus also the outer contour of extending through the energy absorbing member end of the tie rod are thus elliptical, oval or elliptical similar, for example, whereby twisting of the energy absorbing element and thus the pull rod can be prevented in a simple but effective manner.
  • the permanent rotation of the tie rod relative to the pressure plate is also prevented.
  • other shapes are also conceivable for the through hole formed in the energy absorbing member and for the respective portions of the carriage box side end of the tie rod extending through the through hole formed in the energy absorbing member. However, this shape should differ from an exact circular shape.
  • the through hole formed in the at least one energy dissipation member has an elliptical or elliptical cross-sectional shape with a horizontal major axis and a vertical one extending semiaxis.
  • Fig. 1a and 1b show a known from the prior art Kupplungsanlenkung in the form of an elastomer-spring joint.
  • the energy dissipation elements 111 integrated in this coupling deflection are designed in such a way that they are primarily loaded with thrust, which, however, entails the disadvantages mentioned at the outset.
  • Fig. 2 is a side perspective view of a preferred embodiment of the coupling linkage according to the invention.
  • Fig. 3 shows the coupling linkage shown in Fig. 2 in a partially sectioned view.
  • the coupling linkage of this preferred embodiment is composed of a joint assembly 50, which is used for articulated connection of a tie rod 1 with a bearing block 3 of a (not explicitly shown car body).
  • an energy absorbing element 10 is formed at the cart box side end of the tie rod 1, as shown in Fig. 3, an energy absorbing element 10 is formed.
  • the energy dissipation element 10 has, in the illustrated preferred embodiment, three regeneratively designed energy dissipation members 11 in the form of one spring bead each.
  • the individual energy absorbing members 11 are thus formed as elastomeric spring elements.
  • these spring elements 11 are pushed in the longitudinal direction on the pull rod 1 and are fixed by means of a carriage box-side pressure plate 14 at the end of the tie rod 1.
  • the pressure plate 14 is screwed against the end face of the pull rod 11. By this screwing the spring elements 11 are compressed between the rear pressure plate 14 and connected to the pull rod 1 front pressure plate 13 and biased accordingly.
  • the total length of the relieved spring elements 11 should be longer than the free length of the drawbar. 1
  • the composite package consisting of the individual energy absorbing elements 11 designed as spring elements, is inserted in a housing 12.
  • Housing 12 has an extension rod side end face 12 'and a carriage side end face 12 ".
  • the front and rear pressure plates 13, 14 are respectively in the tie rod side and carriage side end surfaces 12', 12" of FIG Housing 12 is formed.
  • the two pressure plates 13, 14 each cover about half of the end face of the composite of the individual Energyverzehrgliedern 11 Energyverzehrvones.
  • the other half of the end faces of the package is flush with the respective inner walls of the end faces 12 'and 12 "of the housing and thus allows horizontal support of the energy dissipation element 10 and the pull rod first
  • the housing 12 is connected via a pivot pin 2 to the bearing block 3 of the car body, wherein the energy dissipation element 10 is designed such that the power flow transmitted by the tie rod 1 on the bearing block 3 train / Impact forces is passed through the series connected energy absorbing elements 11.
  • FIGS. 4a and 4b show a partially sectioned view of the coupling according to the invention shown in Fig. 2.
  • 4a shows the force flow during the transmission of compressive forces from the tie rod 1 via the series-arranged, prestressed energy absorbing members 11 on the bearing block 3.
  • Fig. 4b shows in an analogous manner the flow of force during the transmission of tensile forces from the bearing block 3 via the integrated in the energy dissipation element 10 energy absorbing elements 11 are passed to the tie rod 1.
  • compressive forces are transmitted via the front pressure plate 13 to the energy dissipation elements 11 arranged in series in the energy dissipation element 10.
  • the forwarding of the compressive forces then takes place in the elastomer spring assembly, which is composed of the individual energy-absorbing elements 11.
  • the force flow profile is split, wherein the forces are directed to the front surface 12 "of the housing 12 opposite the front pressure plate 13.
  • the force flow curve shown in Fig. 4b in the transmission of tensile forces takes place in an analogous manner. Specifically, the tensile forces are transmitted via the rear pressure plate 14 to the power consumption elements 11 connected in series in the energy dissipation element 10 and in turn are spread and transmitted laterally to the housing end face 12 ', which is opposite the rear pressure plate 14. From the housing 12, the transmission of tensile and compressive forces via the (not shown in FIGS. 4a and 4b) pivot 2 in the bearing block 3 and thus in the (also not explicitly shown) subframe of the car body.
  • the individual energy-absorbing elements 11 are primarily loaded with pressure, whereas in the state of the art the technology as the energy absorbing elements 111 inserted rubber parts are primarily charged to thrust.
  • the energy absorbing members 11 are utilized to a greater extent for deformation, which entails advantages in the response of the energy dissipation element 10. Specifically, thus the event sequence in the transmission of tensile or compressive forces can be specified in advance in more detail. Incidentally, this effect is also favored by the fact that the individual energy-absorbing elements 11 in the energy-dissipation element 10 can be prestressed in a defined manner.
  • deformation regions 16 are formed, in which there is no positive connection between the energy absorbing members 11 and the inner wall of the housing 12.
  • These deformation regions 16 designed as free space are designed such that a deformation of the energy absorbing elements 11 is made possible when force is applied. It should be noted that the deformation regions 16 (for example, by a suitable choice of the shape of the housing 12) remains a deformation of the energy absorbing elements 11 even with axial rotation of the tie rod 1.
  • the energy dissipation members 11 are not circular in shape; rather, they have an oval shape. This ensures the provision of the pull rod 1 and the energy consumption element 10 arranged on the carriage box end of the tie rod 1 about the X axis.
  • the coordinate system used in the present description is indicated in FIG. 5.
  • the use of the housing 12 further allows the limitation of the deformation paths of the energy absorbing members 11 in tension and pressurization.
  • the geometric shape of the housing 12 determines which way the pull rod 1 strikes.
  • the housing 12 is formed in two parts and consists of an upper and a lower housing shell 12A, 12B. This favors the insertion of the energy absorbing members 11, which are pushed in the longitudinal direction of the tie rod 1 and fixed by means of the rear pressure plate 14. Since the basic structure of the coupling linkage according to the invention consists essentially of the bearing block 3, the housing 12, the spring elements 11 and the drawbar 1 as in the prior art, the coupling linkage according to the invention can fulfill the same functionality (for example the possible deflection angle).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsanlenkung mit einer Gelenkanordnung (50) zum gelenkigen Verbinden einer Zugstange (1) mit einem Lagerbock (3) eines Wagenkastens. Die Gelenkanordnung (50) weist ein am wagenkastenseitigen Ende der Zugstange (1) angeordnetes Energieverzehrelement (10) mit zumindest einem regenerativ ausgebildeten und in einem Gehäuse (12) eingeschlossenen Energieverzehrglied (11) auf. Dabei ist das Energieverzehrelement (10) derart ausgelegt, dass der Kraftfluss der von der Zugstange (1) auf den Lagerbock (3) übertragenen Zug-/Stoßkräfte vollständig durch das zumindest eine Energieverzehrglied (11) geleitet wird. Mit dem Ziel, das zumindest eine Energieverzehrglieder (11) in optimaler Weise zum Absorbieren der beim Übertragen von Zug-/Stoßkräften anfallenden Energie zu nutzen und damit einen möglichst optimal vorhersagbaren Ereignisablauf der Kraftübertragung zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Energieverzehrglied (11) eine zugstangenseitige vordere Druckplatte (13) und eine wagenkastenseitige hintere Druckplatte (14) aufweist, die zumindest teilweise jeweils in den zugstangenseitigen bzw. wagenkastenseitigen Stirnflächen (12', 12") des Gehäuses (12) ausgebildet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsanlenkung mit einer Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden einer Zugstange mit einem Lagerbock eines Wagenkastens, wobei die Gelenkanordnung ein am wagenkastenseitigen Ende der Zugstange angeordnetes Energieverzehrelement mit zumindest einem regenerativ ausgebildeten und in einem Gehäuse eingeschlossenen Energieverzehrglied aufweist, wobei das Gehäuse über einen Drehzapfen mit dem Lagerbock des Wagenkastens verbunden ist, und wobei das Energieverzehrelement derart ausgelegt ist, dass der Kraftfluss der von der Zugstange auf den Lagerbock übertragenen Zug-/Stoßkräfte vollständig durch das zumindest eine Energieverzehrglied geleitet wird.
  • Eine derartige Kupplungsanlenkung ist dem Prinzip nach beispielsweise aus der Schienenfahrzeugtechnik für automatische Kupplungen und Kurzkupplungen von Schienenfahrzeugen bekannt. Sie dienen zum einen dazu, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Zugstange der Gelenkanordnung und dem Wagenkasten herzustellen. Andererseits übernehmen Kupplungsanlenkungen, in denen ein Energieverzehrelement integriert ist, auch Zug-/Stoßsicherungsfunktionen, da das Energieverzehrelement Zug- und Druckkräfte, die von der Zugstange auf den Lagerbock übertragen werden, bis zu einer definierten Größe aufnehmen kann, so dass die Kräfte abgedämpft über den Lagerbock in das Fahrzeuguntergestellt weitergeleitet werden. Das Energieverzehrelement ist in der Regel zur Absorption von Zug- und Stoßkräften vorgesehen, welche während des normalen Fahr- und Kupplungsbetriebes zwischen den einzelnen Wagenkästen auftreten.
  • Fig. 1a zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Kupplungsanlenkung, die eine Gelenkanordnung der eingangs genannten Art in der Gestalt eines Elastomer-Federgelenkes aufweist. Dieses Federgelenk weist ein am wagenkastenseitigen Ende der Zugstange 101 angeordnetes Energieverzehrelement auf, in welchem zwei ringförmige Gummifedern als Energieverzehrglieder 111 enthalten sind. Die beiden Energieverzehrglieder 111 (Gummifedern) sind hier in einem Gehäuse 112 angeordnet, welches über einen Drehzapfen 102 mit dem Lagerbock 103 des zugehörigen Wagenkastens (nicht explizit dargestellt) angelenkt ist. Die Energieverzehrglieder 111 selber sind in Längsachse auf die Zugstange 101 aufgeschoben und werden dort mit Hilfe von jeweiligen Ringnuten entsprechend fixiert.
  • In Fig. 1b ist die aus dem Stand der Technik bekannte Kupplungsanlenkung gemäß Fig. 1 in einem belasteten Zustand gezeigt. Im einzelnen ist hier ein Zustand gezeigt, bei welchem Druckkräfte von der Zugstange 101 über die Energieverzehrglieder 111 (Federelemente) auf das Gehäuse 112 des Energieverzehrelementes und von dort über den Drehzapfen 102 in den Lagerbock 103 des Wagenkastens geleitet werden. Die Konfiguration und Anordnung des in der bekannten Gelenkanordnung integrierten Energieverzehrelements bewirken, dass sich die Energieverzehrglieder 111 bei der Übertragung der Druckkräfte von der Zugstange 101 auf das Gehäuse 112 stark verformen, wobei sie in erster Linie auf Schub belastet werden. Von dem Gehäuse 112 aus erfolgt die Übertragung der Kräfte über den Drehzapfen 102 in den Lagerbock 103 und damit in das Untergestell des Wagenkastens. Der Verlauf des Kraftflusses bei einer Zugbeanspruchung erfolgt in umgekehrter Weise, wobei die Kräfte vom Lagerbock 103 über das Gehäuse 112 auf die jeweiligen Energieverzehrglieder 111 (Federelemente) und anschließend über die Federelemente 111 auf die Zugstange 101 übertragen werden.
  • Die Belastungsart der als Energieverzehrglieder 111 in dem Energieverzehrelement vorgesehenen Federelemente, bei der die Gummiteile vorrangig auf Schub belastet werden, hat allerdings zur Folge, dass das im Energieverzehrelement eingebrachte Gummimaterial der Energieverzehrglieder 111 nur teilweise für eine Verformung und somit Kraftabsorption ausgenutzt werden kann.
  • Dies hat zur Folge, dass der bei der Übertragung von Zug-/Stoßkräften über das Energieverzehrelement stattfindende Ereignisablauf der Energieabsorption bzw.
  • Energieübertragung nur bedingt vorhersehbar ist. Insbesondere ist es mit der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung nicht möglich, die beim Übertragen von Zug- und Druckkräften auftretende Verformung der einzelnen Energieverzehrglieder zu steuern oder aber auch zu begrenzen, um das in der Kupplungsanordnung integrierte Energieverzehrelement an einzelne Anwendungen speziell anzupassen. Ferner haben Energieverzehrglieder, die dahingehend ausgelegt sind, vorrangig auf Schub belastet zu werden, den Nachteil, dass der bei der Übertragung der Kräfte auftretende Kraftfluss nicht in definierter und insbesondere vorab festlegbarer Weise gelenkt werden kann. Ferner unterliegen die herkömmlichen Kupplungsanlenkungen, in denen die Energieverzehrglieder vorrangig auf Schub belastet werden, einem relativ hohen Verschleiß. Um eine sichere und zuverlässige Funktionsweise des in der Kupplungsanlenkung vorgesehenen Energieverzehrelementes sicherstellen zu können, sind regelmäßige Wartungen der einzelnen im Energieverzehrelement integrierten Energieverzehrglieder notwendig. Ferner werden in der herkömmlichen Kupplungsanlenkung bei der Kraftübertragung die Energieverzehrelemente insbesondere an ihren Kanten stark beansprucht und deformiert (gequetscht), was zu einer schnelleren Materialermüdung führen kann. Dabei kann grundsätzlich ein nicht zu vernachlässigbares Risiko eines außerplanmäßigen und vorzeitigen Ausfalls der Energieverzehrelemente bestehen.
  • Ausgehend von den im Zusammenhang mit den herkömmlichen Kupplungsanlenkungen diskutierten Problemen liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanlenkung mit einer Gelenkanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass bei der Übertragung von Zug- und Druckkräften von der Zugstange über das Energieverzehrelement in den Lagerbock des Wagenkastens der Ereignisablauf der im Energieverzehrelement stattfindenden Energieabsorption und somit das Dämpfungsverhalten des Energieverzehrelements im Hinblick auf die übertragenen Kräfte zuverlässiger vorhersehbar ist, wobei gleichzeitig die Überlastsicherheit verbessert werden soll.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsanlenkung mit einer Gelenkanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Energieverzehrelement eine zugstangenseitige vordere Druckplatte und eine wagenkastenseitige hintere Druckplatte aufweist, die zumindest teilweise jeweils in der zugstangenseitigen bzw. wagenkastenseitigen Stirnfläche des Gehäuses ausgebildet sind, wobei zwischen den Druckplatten das zumindest eine Energieverzehrglied vorgespannt wird, und wobei das Energieverzehrelement so ausgebildet ist, dass der Kraftfluss der von der Zugstange auf den Lagerbock übertragenen Druckkräfte von der vorderen Druckplatte über das Energieverzehrglied auf die der vorderen Druckplatte gegenüberliegende Stirnfläche des Gehäuses übertragen wird, und dass der von der Zugstange auf den Lagerbock übertragenen Zugkräfte von der hinteren Druckplatte über das Energieverzehrglied auf die der hinteren Druckplatte gegenüberliegende Stirnfläche des Gehäuses übertragen wird.
  • Die erfindungsgemäße Lösung weist eine Reihe wesentlicher Vorteile gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten und vorstehend erläuterten Kupplungsanlenkung auf. Insbesondere ist mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Energieverzehrelementes eine Übertragungsart der Zug- und Druckkräfte möglich, die grundlegend verschieden von der bei herkömmlichen Kupplungsanlenkungen vorgesehenen Kraftübertragung ist. Im einzelnen wird mit der erfindungsgemäßen Lösung erreicht, dass bei der Kraftübertragung über das Energieverzehrelement der Kraftfluss in Längsrichtung (bezüglich der Zugstange) durch die einzelnen Energieverzehrglieder geleitet wird. Im einzelnen werden die Druckkräfte über die vordere Druckplatte auf die Energieverzehrglieder übertragen. Die Weiterleitung der Kräfte erfolgt dann in den im Energieverzehrelement einzelnen Energieverzehrgliedern, wobei der Kraftfluss aufgefächert und auf die der vorderen Druckplatte gegenüberliegende Stirnfläche des Gehäuses geleitet wird. Von dem Gehäuse aus erfolgt anschließend die Übertragung der Kräfte über den Drehzapfen in den Lagerbock und damit in das Untergestell des Wagenkastens.
  • Der Kraftfluss bei der Übertragung von Zugkräften von der Zugstange auf den Lagerbock erfolgt in analoger Weise. Hierbei werden die Kräfte über die hintere Druckplatte des Energieverzehrelementes auf die Energieverzehrglieder und anschließend auf die der hinteren Druckplatte gegenüberliegende Stirnfläche des Gehäuses übertragen. Anders als bei dem im Stand der Technik verwendeten Übertragungsprinzip, bei dem die in dem Energieverzehrelement integrierten Energieverzehrglieder vorrangig auf Schub belastet werden, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung die Belastung der Energieverzehrglieder vorrangig auf Druck. Infolge dieser Belastungsart kann erreicht werden, dass das im Energieverzehrelement integrierte, zumindest eine regenerativ ausgebildete Energieverzehrglied, und insbesondere das mittels des zumindest einen Energieverzehrgliedes im Energieverzehrelement eingebrachte Absorptionsmaterial (wie etwa ein Elastomer-Material) im Vergleich zum Stand der Technik in höherem Maße für eine regenerative Verformung und somit Kraftabsorption ausgenutzt werden kann. Insbesondere ist somit der bei der Übertragung von Zug-/Stoßkräften über das Energieverzehrelement stattfindende Ereignisablauf der Energieabsorption bzw. Energieübertragung besser vorhersehbar.
  • Das Vorsehen einer vorderen und einer hinteren Druckplatte weist neben der optimierten Belastungsart der im Energieverzehrelement integrierten Energieverzehrglieder, bei der die Energieverzehrglieder vorrangig auf Druck belastet werden, ferner den Vorteil auf, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung die im Energieverzehrelement integrierten einzelnen Energieverzehrglieder entsprechend vorgespannt werden können. Durch eine geeignete Wahl der Vorspannung der Energieverzehrglieder kann das Ansprechverhalten des in der Gelenkanordnung integrierten Energieverzehrelementes, und somit der Ereignisablauf bei der Übertragung von Zug- und Stoßkräften vorab genau eingestellt und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden.
  • Des weiteren ist als vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung zu nennen, dass die im Energieverzehrelement integrierten Energieverzehrglieder nun nicht mehr - wie es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsanlenkungen häufig der Fall ist - parallel, sondern in Reihe hinsichtlich des durch das Energieverzehrelement laufenden Kraftflusses angeordnet sind. Demnach wird bei der Kraftübertragung der Kraftfluss nacheinander durch jedes der im Energieverzehrelement vorgesehenen Energieverzehrglieder geleitet. Dies liefert ebenfalls einen Beitrag zur möglichst vollständigen Ausnutzung des mittels des zumindest einen Energieverzehrgliedes im Energieverzehrelement eingebrachten Absorptionsmaterials (wie etwa eines Elastomer-Material) im Hinblick auf die bei der Kraftübertragung stattfindenden regenerativen Verformung des Absorptionsmaterials und somit im Hinblick auf eine möglichst optimierte und vorhersagbare Energieabsorption.
  • Im Hinblick auf das Gehäuse des in der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung vorgesehenen Energieverzehrelementes zeigt sich der weitere Vorteil, dass der Verformungsweg der im Energieverzehrelement integrierten Energieverzehrglieder durch die Stirnflächen des Gehäuses begrenzt werden kann. Die geometrische Form des Gehäuses bestimmt dabei, nach welchem Verformungsweg die Zugstange anschlägt.
  • Vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Besonders bevorzugt sind die vordere Druckplatte und die hintere Druckplatte so ausgebildet, dass sie jeweils nur in einem Teil der jeweiligen Stirnflächen des Gehäuses ausgebildet sind, wobei das zumindest eine Energieverzehrglied bündig an den jeweiligen Innenwandungen der Stirnflächen des Gehäuses anliegt. Denkbar wäre hierzu beispielsweise, dass die beiden Druckplatten jeweils nur die Hälfte der Stirnflächen des Gehäuses und somit die Stirnflächen des in dem Gehäuse angeordneten zumindest einen Energieverzehrgliedes überdecken. Die andere Hälfte der Stirnflächen des zumindest Energieverzehrgliedes liegt dann bündig an den jeweiligen Innenwandungen der Stirnfläche des Gehäuses an und ermöglicht so eine horizontale Abstützung der Energieverzehrglieder und der Zugstange. In einem Fall, wenn in dem Energieverzehrelement nicht nur ein einzelnes, sondern eine Vielzahl von Energieverzehrgliedern vorgesehen sind, liegen die Energieverzehrglieder in ihrem im Gehäuse eingesetzten und vorgespannten Zustand in einer Paketform vor, wobei in analoger Weise das im Hinblick auf die jeweiligen Stirnflächen des zumindest einen Energieverzehrgliedes Gesagte nun für die jeweiligen Stirnflächen des Pakets gilt.
  • Des weiteren ist in einer vorteilhaften Weiterentwicklung vorgesehen, dass das zumindest eine Energieverzehrglied und das Gehäuse derart ausgebildet sind, dass im Inneren des Gehäuses Kontaktbereiche vorliegen, in welchen das Energieverzehrglied mit Seitenwänden des Gehäuses eine formschlüssige Verbindung bilden. Über diese Kontaktbereiche kann in vorteilhafter Weise eine seitliche Abstützung der in Paketform im Gehäuse des Energieverzehrelementes angeordneten Energieverzehrglieder gegenüber dem Gehäuse erreicht werden. Dadurch werden also die im Energieverzehrelement vorgesehenen Energieverzehrglieder vertikal abgestützt, was wiederum eine vertikale Abstützung der Zugstange bewirkt.
  • Bei einer vorteilhaften Realisierung der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform es ferner vorgesehen, dass das zumindest eine Energieverzehrglied und das Gehäuse derart ausgebildet sind, dass im Inneren des Gehäuses zwischen Seitenwänden des Gehäuses und dem Energieverzehrglied Verformungsbereiche vorliegen, in denen das Energieverzehrglied nicht in Kontakt mit den Seitenwänden des Gehäuses steht, um einen Freiraum für eine bei Kraftbeaufschlagung bewirkte Verformung des Energieverzehrgliedes bereitzustellen. Wichtig hierbei ist es, dass das Gehäuse, und insbesondere die Formgebung des Gehäuses im Hinblick auf die in dem Gehäuse in Paketform eingesetzten Energieverzehrglieder derart ausgeführt ist, dass das Gehäuse eine ausreichende vertikale Abstützung der Energieverzehrglieder gewährleistet, gleichzeitig aber genügend Verformungsraum für die Energieverzehrglieder zur Verfügung steht.
  • Insbesondere ist es bei einer vorteilhaften Realisierung der zuletzt genannten Ausführungsform vorgesehen, dass die Verformungsbereiche so ausgelegt sind, dass auch bei einer axialer Verdrehung der Zugstange genügend Freiraum für eine bei Kraftbeaufschlagung bewirkte Verformung der Energieverzehrglieder bestehen bleibt. Mit diesem zusätzlichen Merkmal wird erreicht, dass die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung selbst bei axialer Verdrehung der Zugstange erhalten bleibt. Insbesondere erfüllt die erfindungsgemäße Kupplungsanlenkung die gleichen Aufgaben (Auslenkwinkel, etc.), wie herkömmliche Anlenkungen.
  • In einer vorteilhaften, wenn auch teilweise aus dem Stand der Technik bekannten Weiterentwicklung ist als regenerativ ausgebildetes Energieverzehrglied ein Elastomerkörper mit zumindest einem Federwulst vorgesehen, wobei der Federwulst auf das wagenkastenseitige Ende der Zugstange in Längsrichtung aufgeschoben und mit Hilfe der Druckplatten fixiert ist. Das in dem Energieverzehrelement integrierte zumindest eine Energieverzehrglied wird somit in der Gestalt eines Elastomer-Federpaketes gebildet. Das Federpaket und das Gehäuse sind dabei so ausgeführt, dass das Paket als Ganzes in das Gehäuse eingelegt werden kann. Die beiden Druckplatten überdecken dabei jeweils einen Teil der Stirnflächen des Federpaketes. Der andere Teil der Stirnflächen liegt bündig an den jeweiligen Innenwandungen der Stirnflächen an und ermöglicht so eine horizontale Abstützung von dem Federpaket und der Zugstange.
  • Alternativ oder zusätzlich zu der zuvor genannten Lösung ist in einer vorteilhaften Weiterentwicklung betreffend das als Elastomerkörper ausgebildete Energieverzehrglied vorgesehen, dass der zumindest eine Federwulst eine ovale Querschnittsformgebung aufweist. Damit wird erreicht, dass die Gelenkanordnung eine Rückstellung der Zugstange um die X-Achse gewährleistet. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Lösungen denkbar, um eine derartige Rückstellung zu ermöglichen.
  • Im Hinblick auf den Zusammenbau der Gelenkanordnung der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung ist vorgesehen, dass das Gehäuse aus zumindest zwei zusammensetzbaren Gehäuseschalen ausgebildet ist. Beim Zusammenbau werden dabei die beispielsweise in der Gestalt von Federelementen ausgebildeten Energieverzehrglieder in Längsachse auf die Zugstange aufgeschoben und mit Hilfe einer Druckplatte, die gegen die Zugstange geschraubt wird, fixiert. Durch die Verschraubung werden die Federelemente zusammengedrückt und so vorgespannt. Das derart zusammengesetzte Paket kann dann in die beiden Schalenhälfte des Gehäuses eingelegt werden. Die beiden Schalenhälften werden miteinander verschraubt und dann auf herkömmliche Weise mit Hilfe des Drehzapfens mit dem Lagerbock verbunden. Dieser kann dann am Untergestell des Wagenkastens angeschraubt oder andersartig befestigt werden.
  • Um eine Führung in der horizontalen Ebene, insbesondere in der Kupplungsebene des im Gehäuse des Energieverzehrelementes angeordneten zumindest einen Energieverzehrgliedes zu gewährleisten, und um somit eine entsprechende Führung der Zugstange sicherzustellen, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass das Gehäuse einen geeigneten Führungsbereich aufweist. Dieser Führungsbereich kann beispielsweise durch einen integral mit dem Gehäuse ausgebildeten Vorsprung gebildet werden. Wie bereits erwähnt, erfolgt hingegen die Abstützung des Energieverzehrgliedes und der Zugstange über das Gehäuse selber. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Ausführungen denkbar.
  • In einer bevorzugten Weise weist bei den zuvor genannten Ausführungsformen das zumindest eine Energieverzehrglied zumindest an seinen jeweiligen druckplattenseitigen Enden eine von einer Kreisform verschiedene Querschnittsformgebung, insbesondere eine elliptische, ovale, ellipsenähnliche oder dergleichen Querschnittsformgebung, auf. Mit einem Energieverzehrglied, wie beispielsweise mit einem Federelement, das eine derartige von einer Kreisform verschiedene Querschnittsformgebung aufweist, kann in wirkungsvoller Weise ein Verdrehen des Energieverzehrgliedes relativ zur Druckplatte verhindert werden, wenn das Energieverzehrglied an den Innenwandungen des Gehäuses bündig anliegt. Indem auf diese Weise ein Verdrehen des Energieverzehrgliedes relativ zur Druckplatte verhindert wird, ist auch ein Verdrehen des Energieverzehrelements der Gelenkanordnung und somit ein Verdrehen der Zugstange, die an ihrem wagenkastenseitigen Ende mit dem Energieverzehrelement verbunden ist, ausgeschlossen. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Lösungen denkbar.
  • Unter dem hierin verwendeten Begriff "ellipsenähnliche Querschnittsformgebung" ist eine Formgebung zu verstehen, unter die beispielsweise auch eine in ihrer Längsausdehnung beschnittene Ellipse fällt, so dass die Längsseiten der derart beschnittenen Ellipse parallel zueinander verlaufen. Wesentlich ist, dass die Querschnittsformgebung des Energieverzehrgliedes nicht genau kreisförmig, d.h. zentralsymmetrisch ist.
  • In einer besonders bevorzugten Realisierung der zuletzt genannten Ausführungsform, bei welcher das zumindest eine Energieverzehrglied zumindest an seinen jeweiligen druckplattenseitigen Enden eine von einer Kreisform verschiedene Querschnittsformgebung aufweist, ist für das Energieverzehrglied eine elliptische oder ellipsenähnliche Querschnittsformgebung mit einer horizontal verlaufenden Hauptachse und einer vertikal verlaufenden Halbachse vorgesehen. Wie bereits zuvor angedeutet, ist unter dem Begriff "ellipsenähnliche Querschnittsformgebung" eine Formgebung zu verstehen, unter die beispielsweise eine in ihrer Längsausdehnung beschnittene Ellipse fällt. Anders ausgedrückt können die Querschnittsformgebungen des Energieverzehrgliedes auch eine rechteckartige Form aufweisen, wobei die jeweiligen gegenüberliegenden kürzeren Seiten des Rechtecks als Halbkreise ausgebildet sind. Allerdings sei diese Ausführungsform so zu verstehen, dass jedwede Querschnittsformgebung denkbar ist, um eine mit Hilfe der Formgebung des Energieverzehrgliedes bewirkte Rückstellung des Energieverzehrelements um die X-Achse zu ermöglichen, wenn das Energieverzehrglied an der Innenwandung des Gehäuses bündig anliegt.
  • Um noch effektiver ein Verdrehen der Zugstange bzw. des Energieverzehrelements der Gelenkanordnung zu verhindern, ist in einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung es vorgesehen, dass das zumindest eine Energieverzehrglied ein Durchgangsloch, insbesondere ein zentrisch angeordnetes Durchgangsloch aufweist, durch welches sich das wagenkastenseitige Ende der Zugstange erstreckt, wobei das in dem Energieverzehrglied gebildete Durchgangsloch eine von einer Kreisform verschiedene Querschnittsformgebung, insbesondere eine elliptische, ovale, ellipsenähnliche oder dergleichen Querschnittsformgebung aufweist. Ferner ist vorgesehen, dass das wagenkastenseitige Ende der Zugstange zumindest in den Abschnitten, die sich durch das in dem Energieverzehrglied gebildete Durchgangsloch erstrecken, eine dem Durchgangsloch entsprechende Querschnittsformgebung aufweist und dort bündig an der Innenkontur des Durchgangsloches anliegt. Die Innenkontur des Energieverzehrgliedes und damit auch die Außenkontur des sich durch das Energieverzehrglied erstreckenden Ende der Zugstange sind somit beispielsweise elliptisch, oval oder ellipsenähnlich ausgeführt, wodurch ein Verdrehen des Energieverzehrelements und somit der Zugstange auf einfache aber effektive Weise verhindert werden kann. Damit wird das dauerhafte Verdrehen der Zugstange relativ zur Druckplatte ebenfalls verhindert. Selbstverständlich sind für das in dem Energieverzehrglied gebildete Durchgangsloch und für die jeweiligen Abschnitte des wagenkastenseitigen Endes der Zugstange, die sich durch das in dem Energieverzehrglied gebildete Durchgangsloch erstrecken, auch andere Formgebungen denkbar. Allerdings sollte sich diese Formgebung von einer exakten Kreisform unterscheiden.
  • In einer besonders bevorzugten Realisierung der zuletzt genannten Ausführungsform, mit der ein dauerhaftes Verdrehen der Zugstange relativ zur Druckplatte wirkungsvoll verhindert werden kann, ist vorgesehen, dass das in dem zumindest einen Energieverzehrglied gebildete Durchgangsloch eine elliptische oder ellipsenähnliche Querschnittsformgebung mit einer horizontal verlaufenden Hauptachse und einer vertikal verlaufenden Halbachse aufweist. Hierbei handelt es sich um eine mögliche Realisierung, wobei mit Hilfe der Kontur des Durchgangsloch die gesamte Gelenkanordnung verdrehsicher ausgebildet werden kann. Auch hier sind selbstverständlich noch andere Lösungen denkbar.
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1a a
    eine Schnittansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsanlenkung;
    Fig. 1b
    eine Schnittansicht der in Fig. 1a gezeigten Kupplungsanlenkung in einem kraftbeaufschlagten Zustand;
    Fig. 2
    eine perspektivische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung;
    Fig. 3
    eine Ansicht der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung im Teilschnitt;
    Fig. 4a
    eine perspektivische Draufsicht der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung bei Druckbeanspruchung im Teilschnitt;
    Fig. 4b
    eine perspektivische Draufsicht der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung bei Zugbeanspruchung im Teilschnitt; und
    Fig. 5
    einen vertikalen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplungsanlenkung gemäß Fig. 2.
  • Fig. 1a und 1b zeigen eine aus dem Stand der Technik bekannte Kupplungsanlenkung in der Gestalt eines Elastomer-Federgelenkes. Wie bereits zuvor beschrieben, sind die in dieser Kupplungsanlenkung integrierten Energieverzehrglieder 111 derart ausgelegt, dass sie vorrangig auf Schub belastet werden, was allerdings die eingangs genannten Nachteile nach sich zieht.
  • Fig. 2 ist eine perspektivische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung. Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 dargestellte Kupplungsanlenkung in einer teilgeschnittenen Ansicht. Die Kupplungsanlenkung dieser bevorzugten Ausführungsform setzt sich aus einer Gelenkanordnung 50 zusammen, die zum gelenkigen Verbinden einer Zugstange 1 mit einem Lagerbock 3 eines (nicht explizit dargestellten Wagenkastens) dient. Am wagenkastenseitigen Ende der Zugstange 1 ist, wie es in Fig. 3 gezeigt, ein Energieverzehrelement 10 ausgebildet. Das Energieverzehrelement 10 weist in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform drei regenerativ ausgebildete Energieverzehrglieder 11 in der Gestalt von jeweils einem Federwulst auf. Die einzelnen Energieverzehrglieder 11 sind somit als Elastomer-Federelemente ausgebildet. Im einzelnen sind diese Federelemente 11 in Längsrichtung auf die Zugstange 1 aufgeschoben und werden mit Hilfe einer wagenkastenseitigen Druckplatte 14 am Ende der Zugstange 1 fixiert. Die Druckplatte 14 ist gegen die Stirnseite der Zugstange 11 geschraubt. Durch diese Verschraubung werden die Federelemente 11 zwischen der hinteren Druckplatte 14 und einer mit der Zugstange 1 verbundenen vorderen Druckplatte 13 zusammengedrückt und entsprechend vorgespannt. Dabei sollte die Gesamtlänge der entlasteten Federelemente 11 länger sein als die freie Länge der Zugstange 1.
  • Das so zusammengesetzte Paket, bestehend aus den einzelnen als Federelemente ausgebildeten Energieverzehrgliedern 11, ist in einem Gehäuse 12 eingelegt. Das Gehäuse 12 weist eine zugstangenseitige Stirnfläche 12' sowie eine wagenkastenseitige Stirnfläche 12" auf. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, sind die vordere und hintere Druckplatte 13, 14 jeweils in der zugstangenseitigen bzw. wagenkastenseitigen Stirnfläche 12', 12" des Gehäuses 12 ausgebildet. Dabei überdecken die beiden Druckplatten 13, 14 jeweils in etwa die Hälfte der Stirnfläche des aus den einzelnen Energieverzehrgliedern 11 zusammengesetzten Energieverzehrpaketes. Die andere Hälfte der Stirnflächen des Paketes liegt bündig an den jeweiligen Innenwandungen der Stirnflächen 12' und 12" des Gehäuses an und ermöglicht so eine horizontale Abstützung von dem Energieverzehrelement 10 und der Zugstange 1.
  • In Fig. 3 ist ferner zu erkennen, dass das Gehäuse 12 über einen Drehzapfen 2 mit dem Lagerbock 3 des Wagenkastens verbunden ist, wobei das Energieverzehrelement 10 derart ausgelegt ist, dass der Kraftfluss der von der Zugstange 1 auf den Lagerbock 3 übertragenen Zug-/Stoßkräfte durch die in Reihe geschalteten Energieverzehrglieder 11 geleitet wird.
  • Die Wirkungsweise des in der Gelenkanordnung 50 integrierten Energieverzehrelementes 10 ist in den Fig. 4a und 4b dargestellt. Beide Figuren zeigen eine teilgeschnittene Ansicht der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung. Fig. 4a zeigt den Kraftfluss bei der Übertragung von Druckkräften von der Zugstange 1 über die in Reihe angeordneten, vorgespannten Energieverzehrglieder 11 auf den Lagerbock 3. Fig. 4b zeigt in analoger Weise den Kraftflussverlauf bei der Übertragung von Zugkräften, die von dem Lagerbock 3 über die im Energieverzehrelement 10 integrierten Energieverzehrglieder 11 auf die Zugstange 1 geleitet werden.
  • Wie in Fig. 4a gezeigt, werden Druckkräfte über die vordere Druckplatte 13 auf die im Energieverzehrelement 10 in Reihe angeordneten Energieverzehrglieder 11 übertragen. Die Weiterleitung der Druckkräfte erfolgt dann in dem Elastomer-Federpaket, das sich aus den einzelnen Energieverzehrgliedern 11 zusammensetzt. Im einzelnen wird der Kraftflussverlauf aufgeteilt, wobei die Kräfte auf die der vorderen Druckplatte 13 gegenüberliegenden Stirnfläche 12" des Gehäuses 12 geleitet werden.
  • Der in Fig. 4b dargestellte Kraftflussverlauf bei der Übertragung von Zugkräften erfolgt in analoger Weise. Im einzelnen werden die Zugkräfte über die hintere Druckplatte 14 auf die im Energieverzehrelement 10 in Reihe geschalteten Energieverzehrglieder 11 übertragen und wiederum seitlich an der Gehäuse-Stirnfläche 12', die der hinteren Druckplatte 14 gegenüberliegt, aufgespreizt und übertragen. Von dem Gehäuse 12 aus erfolgt die Übertragung der Zug- und Druckkräfte über den (in Fig. 4a und 4b nicht explizit gezeigten) Drehzapfen 2 in den Lagerbock 3 und damit in das (ebenfalls nicht explizit gezeigte) Untergestell des Wagenkastens.
  • Im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik und in den Fig. 1a und 1b gezeigten Energieverzehrglied 111 werden bei der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 50 die einzelnen Energieverzehrglieder 11 vorrangig auf Druck belastet, wohingegen beim Stand der Technik die als Energieverzehrglieder 111 eingelegten Gummiteile vorrangig auf Schub belastet werden.
  • Somit werden bei der erfindungsgemäßen Lösung die Energieverzehrglieder 11 in höherem Maße für eine Verformung ausgenutzt, was Vorteile bei dem Ansprechverhalten des Energieverzehrelementes 10 nach sich zieht. Im einzelnen kann damit der Ereignisablauf bei der Übertragung von Zug- oder Druckkräften genauer vorab festgelegt werden. Dieser Effekt wird im übrigen auch durch die Tatsache begünstigt, dass die einzelnen Energieverzehrglieder 11 im Energieverzehrelement 10 in einer definierten Weise vorgespannt werden können.
  • Fig. 5 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplungsanlenkung gemäß Fig. 2. Wie dargestellt besteht zwischen der Innenwandung des Gehäuses 12 und den Energieverzehrgliedern 11, die in dem Gehäuse 12 eingeschlossen sind, lediglich durch das Einlegen der als Elastomer-Federpaket ausgebildeten Energieverzehrglieder 11 eine formschlüssige Verbindung. Diese formschlüssige Verbindung wird in Kontaktbereichen 15 erzielt. Die Funktion und Aufgabe der Kontaktbereiche 15 ist insbesondere darin zu sehen, die Energieverzehrglieder 11 in dem Gehäuse 12 spielfrei zu verspannen und eine ausreichende vertikale Abstützung der Energieverzehrglieder 11 zu gewährleisten.
  • Ebenfalls ist in Fig. 5 gezeigt, dass zwischen den Energieverzehrgliedern 11 und der Innenwandung des Gehäuse 12 Verformungsbereiche 16 gebildet sind, in denen keine formschlüssige Verbindung zwischen den Energieverzehrgliedern 11 und der Innenwandung des Gehäuses 12 vorliegt. Diese als Freiraum ausgebildeten Verformungsbereiche 16 sind so ausgelegt, dass eine Verformung der Energieverzehrglieder 11 bei Kraftbeaufschlagung ermöglicht wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Verformungsbereiche 16 (beispielsweise durch eine geeignete Wahl der Formgebung des Gehäuses 12) eine Verformung der Energieverzehrglieder 11 auch bei axialer Verdrehung der Zugstange 1 bestehen bleibt.
  • Ebenfalls ist der Fig. 5 zu entnehmen, dass die Energieverzehrglieder 11 (Federelemente) nicht kreisrund ausgebildet sind; vielmehr besitzen sie eine ovale Form. Dies gewährleistet die Rückstellung der Zugstange 1 bzw. des am wagenkastenseitigen Ende der Zugstange 1 angeordneten Energieverzehrelementes 10 um die X-Achse. Dabei ist das bei der vorliegenden Beschreibung verwendete Koordinatensystem in der Fig. 5 angedeutet.
  • Die Verwendung des Gehäuses 12 ermöglicht des weiteren die Begrenzung der Verformungswege der Energieverzehrglieder 11 bei Zug- und Druckbeaufschlagung. Die geometrische Form des Gehäuses 12 bestimmt dabei, nach welchem Weg die Zugstange 1 anschlägt.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse 12 zweiteilig ausgebildet und besteht aus einer oberen und einer unteren Gehäuseschale 12A, 12B. Dies begünstigt das Einsetzen der Energieverzehrglieder 11, die in Längsrichtung auf die Zugstange 1 aufgeschoben und mit Hilfe der hinteren Druckplatte 14 fixiert werden. Da der Grundaufbau der erfindungsgemäßen Kupplungsanlenkung wie beim Stand der Technik im wesentlichen aus dem Lagerbock 3, dem Gehäuse 12, den Federelementen 11 und der Zugstange 1 besteht, kann die erfindungsgemäße Kupplungsanlenkung die gleiche Funktionalität (beispielsweise der mögliche Auslenkwinkel) erfüllen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausführung der Erfindung nicht auf das in den Figuren beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern auch in einer Vielzahl von Varianten möglich ist.

Claims (13)

  1. Kupplungsanlenkung mit einer Gelenkanordnung (50) zum gelenkigen Verbinden einer Zugstange (1) mit einem Lagerbock (3) eines Wagenkastens, wobei die Gelenkanordnung (50) ein am wagenkastenseitigen Ende der Zugstange (1) angeordnetes Energieverzehrelement (10) mit zumindest einem regenerativ ausgebildeten und in einem Gehäuse (12) eingeschlossenen Energieverzehrglied (11) aufweist, wobei das Gehäuse (12) über einen Drehzapfen (2) mit dem Lagerbock (3) des Wagenkastens verbunden ist, und wobei das Energieverzehrelement (10) derart ausgelegt ist, dass der Kraftfluss der von der Zugstange (1) auf den Lagerbock (3) übertragenen Zug-/Stoßkräfte vollständig durch das zumindest eine Energieverzehrglied (11) geleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Energieverzehrelement (10) eine zugstangenseitige vordere Druckplatte (13) und eine wagenkastenseitige hintere Druckplatte (14) aufweist, die zumindest teilweise jeweils in der zugstangenseitigen bzw. wagenkastenseitigen Stirnfläche (12', 12") des Gehäuses (12) ausgebildet sind, wobei zwischen den Druckplatten (13, 14) das zumindest eine Energieverzehrglied (11) vorgespannt wird, und wobei das Energieverzehrelement (10) so ausgebildet ist, dass der Kraftfluss der von der Zugstange (1) auf den Lagerbock (3) übertragenen Druckkräfte von der vorderen Druckplatte (13) über das Energieverzehrglied (11) auf die der vorderen Druckplatte (13) gegenüberliegende Stirnfläche (12") des Gehäuses (12) übertragen wird, und dass der Kraftfluss der von der Zugstange (1) auf den Lagerbock (3) übertragenen Zugkräfte von der hinteren Druckplatte (14) über das Energieverzehrglied (11) auf die der hinteren Druckplatte (14) gegenüberliegende Stirnfläche des Gehäuses (12) übertragen wird.
  2. Kupplungsanlenkung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die vordere Druckplatte (13) und die hintere Druckplatte (14) so ausgebildet sind, dass sie jeweils nur in einem Teil der jeweiligen Stirnflächen (12', 12") des Gehäuses (12) ausgebildet sind, wobei das zumindest eine Energieverzehrglied (11) bündig an den jeweiligen Innenwandungen der Stirnflächen (12', 12") des Gehäuses (12) anliegt.
  3. Kupplungsanlenkung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Energieverzehrglied (11) und das Gehäuse (12) derart ausgebildet sind, dass im Inneren des Gehäuses (12) Kontaktbereiche (15) vorliegen, in welchen das Energieverzehrglied (11) mit Seitenwänden des Gehäuses (12) eine formschlüssige Verbindung bildet.
  4. Kupplungsanlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das das zumindest Energieverzehrglied (11) und das Gehäuse (12) derart ausgebildet sind, dass im Inneren des Gehäuses (12) zwischen den Seitenwänden des Gehäuses (12) und dem Energieverzehrglied (11) Verformungsbereiche (16) vorliegen, in denen das Energieverzehrglied (11) nicht in Kontakt mit den Seitenwänden des Gehäuses (12) steht, um einen Freiraum für eine bei Kraftbeaufschlagung bewirkte Verformung des Energieverzehrgliedes bereitzustellen.
  5. Kupplungsanlenkung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verformungsbereiche (16) so ausgelegt sind, dass auch bei einer axialer Verdrehung der Zugstange (1) genügend Freiraum für eine bei Kraftbeaufschlagung bewirkte Verformung des Energieverzehrgliedes (11) bestehen bleibt.
  6. Kupplungsanlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als regenerativ ausgebildetes Energieverzehrglied (11) ein Elastomerkörper mit zumindest einem Federwulst vorgesehen ist, wobei der Federwulst auf das wagenkastenseitige Ende der Zugstange (1) in Längsrichtung aufgeschoben und mit Hilfe der Druckplatten (13, 14) fixiert ist.
  7. Kupplungsanlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als regenerativ ausgebildetes Energieverzehrglied (11) ein Elastomerkörper mit zumindest einem Federwulst vorgesehen ist, wobei der zumindest eine Federwulst eine ovale Querschnittsformgebung aufweist.
  8. Kupplungsanlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gehäuse (12) aus zumindest zwei zusammensetzbaren Gehäuseschalen (12A, 12B) ausgebildet ist.
  9. Kupplungsanlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gehäuse (12) einen Führungsbereich zum Führen des Energieverzehrgliedes (11) in der horizontalen Ebene aufweist.
  10. Kupplungsanlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Energieverzehrglied (11) zumindest an seinen jeweiligen druckplattenseitigen Enden eine von einer Kreisform verschiedene Querschnittsformgebung, insbesondere eine elliptische, ovale, ellipsenähnliche oder dergleichen Querschnittsformgebung aufweist.
  11. Kupplungsanlenkung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Energieverzehrglied (11) an seinen jeweiligen druckplattenseitigen Enden jeweils eine elliptische oder ellipsenähnliche Querschnittsformgebung mit einer horizontal verlaufenden Hauptachse und einer vertikal verlaufenden Halbachse aufweist.
  12. Kupplungsanlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Energieverzehrglied (11) ein Durchgangsloch, insbesondere ein zentrisch angeordnetes Durchgangsloch aufweist, durch welches sich das wagenkastenseitige Ende der Zugstange (1) erstreckt, wobei das in dem Energieverzehrglied (11) gebildete Durchgangsloch eine von einer Kreisform verschiedene Querschnittsformgebung, insbesondere eine elliptische, ovale, ellipsenähnliche oder dergleichen Querschnittsformgebung aufweist; und dass das wagenkastenseitige Ende der Zugstange (1) zumindest in den Abschnitten, die sich durch das in dem Energieverzehrglied (11) gebildete Durchgangsloch erstrecken, eine dem Durchgangsloch entsprechende Querschnittsformgebung aufweist und dort bündig an der Innenkontur des Durchgangsloches anliegt.
  13. Kupplungsanlenkung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das in dem zumindest einen Energieverzehrglied (11) gebildete Durchgangsloch eine elliptische oder ellipsenähnliche Querschnittsformgebung mit einer horizontal verlaufenden Hauptachse und einer vertikal verlaufenden Halbachse aufweist.
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