EP3288814A1 - Anlenkung zum gelenkigen verbinden eines wagenkastenseitigen endbereiches einer kupplungsstange mit einem wagenkasten - Google Patents

Anlenkung zum gelenkigen verbinden eines wagenkastenseitigen endbereiches einer kupplungsstange mit einem wagenkasten

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EP3288814A1
EP3288814A1 EP16720097.1A EP16720097A EP3288814A1 EP 3288814 A1 EP3288814 A1 EP 3288814A1 EP 16720097 A EP16720097 A EP 16720097A EP 3288814 A1 EP3288814 A1 EP 3288814A1
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EP
European Patent Office
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coupling rod
base plate
car body
linkage
bearing
Prior art date
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Granted
Application number
EP16720097.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3288814B1 (de
Inventor
Christoph Nikolaus
Arthur Kontetzki
Kay Uwe Kolshorn
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3288814A1 publication Critical patent/EP3288814A1/de
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Publication of EP3288814B1 publication Critical patent/EP3288814B1/de
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    • B61RAILWAYS
    • B61GCOUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G1/00Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means
    • B61G1/10Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means having links or bars coupling or uncoupling by rotating around a vertical axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61GCOUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G7/00Details or accessories
    • B61G7/10Mounting of the couplings on the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61GCOUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G1/00Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means
    • B61G1/32Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means with horizontal bolt or pin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61GCOUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G1/00Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means
    • B61G1/40Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means with coupling bars having an enlarged or recessed end which slips into the opposite coupling part and is gripped thereby, e.g. arrow-head type; with coupling parts having a tong-like gripping action
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61GCOUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00Draw-gear
    • B61G9/20Details; Accessories
    • B61G9/24Linkages between draw-bar and framework

Definitions

  • the invention relates to an articulation for the articulated connection of a carriage box-side end portion of a coupling rod to a car body of a rail-bound vehicle, wherein a longitudinal axis of the coupling rod coincides in the neutral position with the longitudinal direction of the rail vehicle and wherein the articulation comprises:
  • the spherical bearing is designed as a so-called spherolastic bearing, which accommodates the longitudinal, transverse and vertical forces which occur during the travel of the multi-unit vehicle between the adjacent bodies.
  • the constructive design in particular the energy dissipation elements in the form of the spring units and the connection elements determines the possible deflection angle, whereby this partly limited.
  • the invention therefore an object of the invention to provide a linkage of the type mentioned in such a way that it is securely supported for a different large deflection angle in the individual deflection directions and on the other just acting pressure and angle forces.
  • the solution according to the invention should be characterized by a low number of components and compact design.
  • the solution according to the invention is characterized by the features of claims 1 and 7, which describe two basic embodiments. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
  • a pull-push device arranged in the carriage box-side end region of the coupling rod with a carriage-box-side support element arranged between the base plate and the carriage body, and a coupling-side support element, spring units being arranged between the base plate and the respective carriage-box-side and coupling head-side support elements,
  • the base plate is mounted pivotably in the bearing block transversely to the longitudinal direction in a horizontal plane and the coupling rod is mounted in the passage opening via a ball joint bearing.
  • the base plate is pivotable about an axis vertical to the longitudinal direction, in particular a vertically aligned to the coupling longitudinal axis in the neutral position axis.
  • a solution according to the invention is characterized in that the coupling rod is mounted on the car body via a ball joint bearing, wherein a first element of the ball joint bearing is formed by the bearing block or a connected thereto element and a second element of the ball joint bearing of the base plate and the base plate is connected to the carriage box end portion of the coupling rod.
  • the neutral position corresponds to the position of the coupling rod in the installed position in the unloaded state on a rail vehicle with respect to this.
  • a longitudinal axis of the coupling rod is aligned in the longitudinal direction of the rail-bound vehicle.
  • a deflection takes place under load out of this.
  • Both basic designs are characterized by the integration of a ball and socket joint for articulation to the car body of a rail vehicle, the function of the ball joint bearing was laid in both directly into the connection with the bearing block or the car body, whereby large deflection angle of the coupling rod to the neutral position are possible. While in the first basic version, the functions of the deflection for different angular ranges in the different directions is assigned to different components, this task is reserved in the second basic version in functional concentration solely the ball joint bearing, which realizes the connection to the car body.
  • the outer peripheral region of the passage opening of the base plate or a non-positive or positive-locking element form a ball socket of the ball joint bearing with a dome-like contact surface for a ball joint.
  • the ball joint has a passage opening for receiving the carriage box-side end portion of the coupling rod.
  • a sliding bearing in particular radial plain bearings, wherein the position assignment of coupling rod and base plate is not fixed in the axial direction.
  • the coupling rod is positively or non-positively connected to the ball joint, whereby a fixed position assignment between the coupling rod and the base plate is given.
  • the bearing block can be designed in many forms. This has two receiving openings, the center axis is formed extending in the installed position perpendicular to the longitudinal direction of the coupling rod in the neutral position, wherein the base plate is mounted on at least one respective rotary joint in one of the receiving openings. The function of the rotary joint can be realized via a pivot.
  • the bearing block on two closable via a bearing cap receiving openings the center axis is formed perpendicular to the longitudinal direction of the coupling rod extending in the neutral position.
  • the base plate is non-positively or positively connected to the bearing cap and rotatably mounted the bearing cap in the receiving opening.
  • This design provides an easy to implement and functional pivotal connection between the base plate and bearing block.
  • the second basic version has the advantage of a high functional concentration with low number of components and compact design, the pressure forces and tensile forces in the neutral position as well as force at an angle on safe be transferred to the bearing block.
  • the spring unit provided between the coupling-side support element and base plate preferably also comprises a plurality of spring elements arranged in series between the wagon-box-side support element and base plate, wherein the individual spring elements are coupled to one another via intermediate elements to form the units are, which can be used on standardized spring elements to form differently sized spring units.
  • these are formed with a device for preventing the climbing, in particular a climbing protection.
  • the bearing block at his on the coupling side supporting element facing end face contact surface areas which are arranged in the neutral position at a distance to contact surface areas on the coupling side support member and provided for deflection in the horizontal and / or vertical direction provided by the neutral position movement of the coupling rod to this plant and preferably a force and / or form fit.
  • the two contact points between the support element and the bearing block are no longer designed as rigid stops, but elastically, in particular as spring elements (eg leaf springs).
  • spring elements eg leaf springs
  • the possibility of movement of the coupling rod in the longitudinal direction is increased again.
  • a greater proportion of the longitudinal force is generated by the additional compression of the elastomeric elements and not at the point of contact. The leads to lower bending moment in the coupling rod, since the force vectors in sum receive a smaller distance to the center line of the coupling rod.
  • Figure 1 a illustrates in a simplified schematic representation in one
  • FIG. 1 b illustrates by way of example in an axial section the basic structure of a linkage according to the invention according to a first embodiment
  • Figure 2a illustrates in a schematic simplified representation in one
  • FIG. 2b shows an example in an axial section of the basic structure of a linkage according to the invention in a deflected position according to a second basic design
  • FIG. 3 illustrates a schematic simplified representation with reference to FIG.
  • FIG. 4 shows in a diagrammatically simplified representation in a view from above, by way of example, a deflection of the coupling rod at an angle to the longitudinal axis in a horizontal plane with additional pivoting of the base plate.
  • FIG. 1 a illustrates in a schematic simplified representation of the basic structure of a linkage 1 according to the invention for articulated connecting a coupling rod 2 with a schematically only indicated car body 3 according to a first basic design in a first functional position - the so-called neutral position, while the figure 1 b a exemplary design execution in a second functional position - one deflected position, here with deflection in the vertical direction to the longitudinal direction.
  • the linkage In the first functional position, the linkage is free of a deflection from its neutral position.
  • the coupling rod 2 is aligned in this functional state with its longitudinal axis L in the longitudinal direction of the rail vehicle.
  • the X-direction describes the extension in the longitudinal direction, which coincides with in the extension direction of the longitudinal axis L of the coupling rod 2 in the non-deflected state, ie the first functional position.
  • the Y direction describes the direction across this. This corresponds in the installation position of the coupling rod 2 on a rail vehicle of the transverse direction, while the Z direction describes the height direction.
  • the linkage 1 comprises a connectable to a car body base plate 4, in which a passage opening 5 is formed, through which a wagenkasten saler end portion 6 of the coupling rod 2 extends.
  • the linkage further comprises a train on the carriage side end portion 6 of the coupling rod 2 arranged push / push device 7.
  • the pull / push device 7 comprises on both sides of the base plate 4 arranged spring units 8, in particular 8.1, 8.2, which are supported on at least indirectly coupled to the coupling rod 2 support elements, in particular support plates 9 and 10.
  • the term plate is to be understood purely functional. In this is at least one support surface forming functional elements, which preferably have a smaller width in the longitudinal direction than the extension in the vertical or transverse direction.
  • the geometric configuration, in particular contour is preferably chosen rectangular or circular.
  • the spring unit 8.1 is in neutral position in Pressure direction of the coupling rod 2 in the direction (parallel to / along the longitudinal axis or with a directional component parallel to / along the longitudinal axis L) of the longitudinal axis L of the coupling rod connected to the coupling 2 towards the car body considered effective, while the second spring unit 8.2 in the pulling direction the coupling rod 2 is effective in the direction (parallel to / along the longitudinal axis or with a directional component parallel to / along the longitudinal axis L) of the longitudinal axis L of the coupling connected to the coupling rod 2.
  • the carriage box side arranged support plate is here designated 10 and non-rotatably, that is takeaway, connected to the end portion 6 of the coupling rod 2. The connection is positive or positive.
  • the coupling rod 2 is preferably designed in several parts and the support plate 10 is then formed integrally with a portion of this.
  • the support plate 10 viewed in the longitudinal direction between the base plate 4 and the car body is arranged.
  • the support plate 9 is viewed in the longitudinal direction of the coupling rod 2 as viewed from the base plate 4 in the direction of the car body 3 out.
  • the support plate 9 is at least indirectly rotatably connected to the coupling rod 2, that is, depending on the training carried out either integral with this or positively or non-positively or cohesively or a combination of these connected to this.
  • the front spring unit in particular elastomeric spring unit 8.1 is provided.
  • this includes a plurality, preferably two or more in series next to each other in the longitudinal direction and either directly touching or via intermediate elements 29 - as shown in Figure 1 a - against each other supportable elastic elements, in particular spring elements 8.1 a, 8.1 b.
  • a rear, in particular effective tensile force spring unit 8.2 provided between the base plate 4 and the carriage box side arranged support plate 10 .
  • the leadership of the carriage box-side end portion 6 of the coupling rod 2 through the base plate 4 via a spherical bearing, in particular ball joint bearing 1 first
  • This is formed in the simplest case as a ball joint, comprising a provided in the through hole 5 of the base plate 4 and a ball socket 12 with dome-shaped contact surface 14 forming formation, which cooperates with the peripheral surface of a ball joint 15.
  • the shaping can be formed directly on the base plate 4 or on a receptacle 13 that can be connected to it or inserted into the through-opening 5.
  • the ball joint 15 has a passage opening 25 for receiving or passing through the carriage box-side end region 6 of the coupling rod 2.
  • the center axis is arranged concentrically to the center axis of the through hole 5 in the installed position.
  • the base plate 4 is hinged to the car body.
  • the articulation via a bearing block 16 which is fixedly arranged on the car body 3.
  • the articulation of the base plate 4 on the bearing block 16 via at least one rotary joint 18, which is connected to the bearing block 16, preferably extends into an opening 19 on the bearing block and is coupled to the base plate 4.
  • the axis of rotation is denoted by D.
  • connection of the base plate 4 to the bearing block 16 takes place in the longitudinal direction of the longitudinal axis L viewed stationary, but in the transverse direction to this, that is pivotable in a horizontal plane.
  • the base plate 4 in the simplest case provided at their height provided spaced to the longitudinal axis L provided peripheral surfaces via a pivot 18 in the form of a pivot on the bearing block 16, in particular in a designated receiving opening 19 on the bearing block 16 rotatable about a central axis be supported 19 of the receiving opening.
  • the center axis of the receiving opening 19 coincides here with the axis of rotation D.
  • the bearing block 16 in the illustrated case has two bearing areas, which are arranged perpendicular to the longitudinal direction in the installation position spaced from each other and in which in each case viewed in the vertical direction, the base plate 4 is rotatably supported on both sides.
  • the geometric design of the individual plates, base plate 4, support plates 9 and 10, preferably takes place with a substantially square or rectangular cross-sectional area.
  • the cross-sectional area of the individual spring elements 8.1 a, 8.1 b and 8.2 is formed.
  • the deflection angle in the vertical direction and / or in the horizontal direction from the neutral position, which corresponds to the longitudinal direction L shown in FIG. 1a, is given as a function of the elasticity of the spring elements of the individual spring units 8.1 and 8.2.
  • the maximum deflection is represented by the elasticity of the spring unit 8.2 and the resulting theoretically possible deformation path.
  • the spring unit 8.1 here comprises two spring elements 8.1 a and 8.1 b, which bridge in the unloaded state, a distance between the base plate 4 and the support plate 9 with or free of bias.
  • the spring unit 8.1 is supported on the one hand on the base plate 4 and on the other hand on the support plate 9 from.
  • the spring element 8.1 b at a surface area on the face away from the car body 3 end face 20 of the base plate 4 and the spring element 8.1 a to a car body. 3 directed surface area 30 on the end face 17 on the support plate 9 from.
  • the directed to the car body 3 end face 17 of the support plate 9 is spaced from the base plate 4 and further viewed at a distance a in the installed position in the unloaded state in the longitudinal direction of the coupling rod 2 to the car body 3 directed away end faces 21 arranged on both sides of the longitudinal axis L storage areas of Bearing 16 is formed.
  • a Aufklettertik is realized, that limits the maximum deflection and avoid unwanted buckling in the vertical direction by the forces then brought together in operative connection
  • Surface portions 21 of bearing block 16 and 31 are supported by the end face 17 of the support plate.
  • the surface regions 30 and 31 are arranged offset to one another in the vertical direction, wherein, starting from the longitudinal axis L, the surface regions 31 are arranged at a greater distance therefrom than the surface region 30.
  • At least the individual surface region 21 on the bearing block 16 and preferably also the individual surface region 31 on the support plate 9 are curved in a view from above, so that in the deflection case in pivoting in the horizontal direction no Tilting and thus a point contact is given, but at least one line or surface contact.
  • Figure 1 a in the neutral position is shown in Figure 1 b for an advantageous structural design according to Figure 1 a in the deflected position. Visible here is the interaction of the individual surface areas 21 and 31 with each other.
  • the individual bearing cap 23 closes the opening 19 and has a first, on a surface area on the outer periphery of the bearing block 16 supporting part and a in the opening 19 on the bearing block 16 extending part.
  • the base plate 4 has for connection in the case shown a substantially X-shaped cross-section, other embodiments are conceivable.
  • the design of the through hole 5 and the ball joint bearing 1 1 correspond to that described in Figure 1 a.
  • the pivotal connection between base plate 4 and bearing block 16 is realized via a sleeve 22 arranged between opening 19 and bearing cap 23, which permits a relative movement at least over a partial area between bearing cap 23 and the base plate 4 and bearing block 16 connected thereto.
  • the embodiment according to Figures 1 a and 1 b is characterized in that a deflection relative to the mounting position perpendicular, in particular vertically or at least vertically with directional component, in particular vertical to the longitudinal direction of the rail vehicle via the ball joint bearing 1 1 is realized, wherein the deflection in the Horizontal plane, in particular with a directional component of the position of the longitudinal axis in neutral position transverse to this still on the pivot 18, ie the pivoting of the base plate 4 can be increased by a perpendicular to the longitudinal axis.
  • the design is suitable for compensating both tensile and compressive forces.
  • the on the operatively engageable surface areas 21 and 31 on bearing block 16 and support plate 9 allows direct support of the forces and discharge into the car body 3 free of unwanted dipping the coupling rod and releasing them from the bearing block 16 by force redirection directly through the support plate 9 the bearing block 16.
  • Figure 1 b shows a functional position with deflection in the vertical direction when pressurized. Visible is the resulting deformation of the spring units 8.1 and 8.2., A support of the forces to the impact of the take over in this view above the longitudinal axis arranged surface area 31 of the support plate 9 on the bearing block 16.
  • Figure 2a shows a particularly compact design of a linkage 1 according to a second basic design in neutral position, in which the storage of the coupling rod 2, in particular the carriage box-side end portion 6 directly via ball joint bearing 1 1 on the car body he follows.
  • the bearing block 16 is formed such that it forms a first element 26 of a ball joint bearing 1 1, while the base plate 4 connected to the coupling rod 2, in particular connected to the carriage box end portion 6 of the coupling rod 2 base plate 4, a second element 27 of the Ball joint bearing 1 1 trains.
  • the first element 26 of the ball joint bearing 25 is formed by a receptacle 28 connected to or formed by the bearing block 16, here a receiving element, while the second element of a cooperating with the receiving device 28, the through hole 5 for receiving the Coupling rod 2 forming base plate 4 is formed.
  • the first element 26, in this case the bearing block 16, preferably forms the ball socket 12 with a spherically curved surface, while the base plate 4 or an element connected thereto performs the function of the ball joint 15.
  • the rest of the design and arrangement of the elastic support provided for spring units 8.1, 8.2 and the support plates 9, 10 takes place in analogy to that described in Figures 1 a and 1 b. It is crucial that here the function of the ball joint bearing 1 1 is taken directly from the components base plate 4 and bearing block 16.
  • FIG. 2b shows the embodiment according to FIG. 2a during deflection from the neutral position.
  • the contact surfaces 21 on the bearing block 16 and / or 21 on the support plate 9 are formed such that when interacting the support plate 9 with the bearing block 16 enters a positive and / or non-positive connection to a climbing up the connected to the coupling rod 2 To avoid coupling.
  • the surface regions 21 and 31 are for this purpose preferably formed such that a stop is given in the vertical direction.
  • the coupling rod 2 is made of several parts.
  • the carriage box-side end region 6 is formed by a partial element 2.1, on which preferably the support plate 10 is already integrally formed. It is also conceivable a for-, or non-positive connection between sub-element 2.1 and support plate 10.
  • the sub-element 2.1 is non-positively or positively connected to a further sub-element 2.2.
  • the support plate 9 is integrally formed with the sub-element 2.2 or connected to this mit casserolefest by form or adhesion or material bond.
  • the sub-elements 2.1, 2.2 and possibly further sub-elements form the coupling rod. 2
  • FIG. 3 illustrates, in a schematically simplified representation, by way of example the elastic construction of a bearing block 16 in the case of a climb in FIG.
  • Operative connection can be brought surface area 31 on the support element 9.
  • the surface area 31 on the support element 9 is formed by a separate element in the form of a spring element 32. As shown in Figure 3, two such spring elements 32a are provided, which in the vertical direction
  • the spring elements 32a are formed as leaf springs. By compressing the spring elements 32a in the longitudinal direction, the possibility of movement of the coupling rod 2 in the longitudinal direction is additionally increased. Thus, a greater proportion of the longitudinal force is generated by the additional compression of the elastomeric elements and not on
  • FIG. 3 illustrates a possibility with the spring elements 32a. Also conceivable is the arrangement of spring elements 32b shown only schematically, alone or in addition, on the end face 21 of the bearing block 16.
  • FIG. 4 illustrates, in a highly schematic and greatly simplified and exaggerated depiction in a view from above on the bearing block 16, the enlargement of the deflection angle in the width direction, ie in the horizontal plane, achievable with the embodiment according to the invention with base plate 4 pivotable about the axis of rotation D.
  • the deflection of the coupling rod 2 by means of the spherical bearing 1 1 in the view of the horizontal plane, ie, a plane which is described by the longitudinal axis L and a perpendicular to this, in the width direction described, with respect to the longitudinal axis L is designated by alpha.
  • the pivotability of the base plate about the axis of rotation D is described relative to the neutral position by the pivot angle beta.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Anlenkung (1) zum gelenkigen Verbinden eines wagenkastenseitigen Endbereiches einer Kupplungsstange (2) mit einem Wagenkasten (3) Die Erfindung betrifft eine Anlenkung zum gelenkigen Verbinden eines wagenkastenseitigen Endbereiches einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten eines schienengebundenen Fahrzeuges, wobei eine Längsachse der Kupplungsstange in der Neutralstellung mit der Längsrichtung des Schienenfahrzeuges zusammenfällt und wobei die Anlenkung Folgendes aufweist: eine, über einen ortsfest mit dem Wagenkasten verbindbaren Lagerbock (16) gekoppelte Grundplatte (4), in welcher eine Durchführungsöffnung (5) ausgebildet ist, durch welche sich ein wagenkastenseitiger Endbereich (6) der Kupplungsstange erstreckend geführt ist und eine im wagenkastenseitigen Endbereich der Kupplungsstange angeordnete Zug-/Stoßeinrichtung (7) mit einem zwischen Grundplatte und Wagenkasten angeordneten wagenkastenseitigen Abstützelement (10) und einem kupplungsseitigen Abstützelement, wobei zwischen Grundplatte und den jeweiligen wagenkastenseitigen und kupplungskopfseitigen Abstützelementen (9, 10) jeweils Federeinheiten (8.1, 8.2) angeordnet sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte im Lagerbock quer zur Längsrichtung in einer horizontalen Ebene verschwenkbar gelagert ist und die Kupplungsstange in der Durchgangsöffnung über ein sphärisches Lager (11), insbesondere Kugelgelenklager gelagert ist.

Description

Anlenkung zum gelenkigen Verbinden eines wagenkastenseitigen Endbereiches einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten
Die Erfindung betrifft eine Anlenkung zum gelenkigen Verbinden eines wagenkastenseitigen Endbereiches einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten eines schienengebundenen Fahrzeuges, wobei eine Längsachse der Kupplungsstange in der Neutrallage mit der Längsrichtung des Schienenfahrzeuges zusammenfällt und wobei die Anlenkung Folgendes aufweist:
- eine, über einen ortsfest mit dem Wagenkasten verbindbaren Lagerbock gekoppelte Grundplatte, in welcher eine Durchführungsöffnung ausgebildet ist, durch welche sich ein wagenkastenseitiger Endbereich der Kupplungsstange erstreckend geführt ist und
- eine im wagenkastenseitigen Endbereich der Kupplungsstange angeordnete Zug-/Stoßeinrichtung mit einem zwischen Grundplatte und Wagenkasten angeordneten wagenkastenseitigen Abstützelement und einem kupplungsseitigen Abstützelement, wobei zwischen Grundplatte und den jeweiligen wagenkastenseitigen und kupplungskopfseitigen Abstützelementen jeweils Federeinheiten angeordnet sind. Derartige Anlenkungen sind in unterschiedlichsten Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Stellvertretend wird dabei auf nachfolgende
Druckschriften verwiesen:
EP 1 925 523 A
DE 102 46 428 B4
GB 1215810A
EP 2243680 B1
Eine gattungsgemäße Anlenkung ist beispielsweise in EP 2243680 B1 beschrieben. Die in diesen Druckschriften offenbarten Anlenkungen, in welchen Energieverzehreinrichtungen integriert sind, übernehmen eine Zug- /Stoßsicherungsfunktion, da die Energieverzehreinrichtung die von der Kupplungsstange auf den Lagerbock übertragenen Zug- und Stoßkräfte bis zu einer definierten Größe aufnehmen (absorbieren) kann, so dass die Kräfte abgedämpft über den Lagerbock in das Fahrzeuguntergestell weitergeleitet werden. Die Energieverzehreinrichtung ist in der Regel zur Absorption von
Zug- und Stoßkräften vorgesehen, welche während des normalen Fahr- und Kupplungsbetriebes beispielsweise zwischen den einzelnen Wagenkästen eines mehrgliedrigen Fahrzeugverbundes auftreten. In der Regel ist dabei
das Sphärolager als ein sogenanntes Sphärolastiklager ausgebildet, welches die bei der Fahrt des mehrgliedrigen Fahrzeuges zwischen den benachbarten Wagenkästen auftretenden Längs-, Quer- und Vertikalkräfte aufnimmt.
Die konstruktive Auslegung, insbesondere der Energieverzehrelemente in Form der Federeinheiten sowie der Anschlusselemente bestimmt dabei die möglichen Auslenkwinkel, wodurch diese zum Teil stark begrenzt.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlenkung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass diese zum einen für unterschiedliche große Auslenkwinkel in den einzelnen Auslenkrichtungen und zum anderen gerade wirkende Druck- und mit Winkel auftretenden Kräften sicher abstützt. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch eine geringe Bauteilanzahl und kompakte Bauweise auszeichnen. Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 charakterisiert, welche zwei Grundausführungen beschreiben. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Anlenkung zum gelenkigen Verbinden eines wagenkastenseitigen Endbereiches einer Kupplungsstange mit einem Wagenkasten eines schienengebundenen Fahrzeuges, wobei eine Längsachse der Kupplungsstange in der Neutrallage mit der Längsrichtung des Schienenfahrzeuges zusammenfällt und wobei die Anlenkung Folgendes aufweist:
- eine, über einen ortsfest mit dem Wagenkasten verbindbaren Lagerbock gekoppelte Grundplatte, in welcher eine Durchführungsöffnung ausgebildet ist, durch welche sich ein wagenkastenseitiger Endbereich der Kupplungsstange erstreckend geführt ist und
- eine im wagenkastenseitigen Endbereich der Kupplungsstange angeordnete Zug-/Stoßeinrichtung mit einem zwischen Grundplatte und Wagenkasten angeordneten wagenkastenseitigen Abstützelement und einem kupplungsseitigen Abstützelement, wobei zwischen Grundplatte und den jeweiligen wagenkastenseitigen und kupplungskopfseitigen Abstützelementen jeweils Federeinheiten angeordnet sind,
ist gemäß einer ersten Grundausführung dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte im Lagerbock quer zur Längsrichtung in einer horizontalen Ebene verschwenkbar gelagert ist und die Kupplungsstange in der Durchgangsöffnung über ein Kugelgelenklager gelagert ist.
Mit anderen Worten, die Grundplatte ist um eine Achse vertikal zur Längsrichtung, insbesondere eine vertikal zur Kupplungslängsachse in Neutrallage ausgerichtete Achse verschwenkbar.
Gemäß einer zweiten Grundausführung ist eine erfindungsgemäße Lösung dadurch charakterisiert, dass die Kupplungsstange über ein Kugelgelenklager am Wagenkasten gelagert ist, wobei ein erstes Element des Kugelgelenklagers vom Lagerbock oder einem mit diesem verbundenen Element und ein zweites Element des Kugelgelenklagers von der Grundplatte gebildet ist und die Grundplatte mit dem wagenkastenseitigen Endbereich der Kupplungsstange verbunden ist.
Die Neutrallage entspricht der Lage der Kupplungsstange in Einbaulage im unbelasteten Zustand an einem schienengebundenen Fahrzeug gegenüber diesem. In dieser ist eine Längsachse der Kupplungsstange in Längsrichtung des schienengebundenen Fahrzeuges ausgerichtet. Eine Auslenkung erfolgt unter Belastung aus dieser heraus. Beide Grundausführungen sind durch die Integration eines Kugelgelenklagers zur Anlenkung an den Wagenkasten eines schienengebundenen Fahrzeuges charakterisiert, wobei die Funktion des Kugelgelenklagers bei beiden unmittelbar in die Verbindung mit dem Lagerbock oder dem Wagenkasten verlegt wurde, wodurch große Auslenkwinkel der Kupplungsstange um die Neutrallage möglich sind. Während in der ersten Grundausführung die Funktionen der Auslenkung für unterschiedliche Winkelbereiche in den unterschiedlichen Richtungen unterschiedlichen Bauelementen zugeordnet ist, ist in der zweiten Grundausführung in Funktionskonzentration diese Aufgabe allein dem Kugelgelenklager vorbehalten, welches die Verbindung zum Wagenkasten realisiert.
In einer Ausbildung gemäß der ersten Grundausführung bilden der Außenumfangsbereich der Durchgangsöffnung der Grundplatte oder ein mit diesem kraft- oder formschlüssiges Element eine Kugelpfanne des Kugelgelenklagers mit einer kalottenartigen Anlagefläche für ein Kugelgelenk. Das Kugelgelenk weist eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme des wagenkastenseitigen Endbereiches der Kupplungsstange auf. Die drehbare Anlenkung der Grundplatte an den Lagerbock erlaubt unabhängig vom möglichen Auslenkwinkel über das Kugelgelenklager einen vergrößerten Verdrehbereich in der Horizontalebene. Die Einzelkomponenten können somit im Hinblick auf die in den jeweiligen Richtungen erforderlichen Auslenkwinkel optimiert werden. In dieser Ausbildung kann zwischen dem Kugelgelenk und der Kupplungsstange ein Gleitlager, insbesondere Radialgleitlager vorgesehen sein, wobei die Lagezuordnung von Kupplungsstange und Grundplatte in axialer Richtung nicht fest fixiert ist. In einer anderen Variante dieser Ausbildung dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsstange mit dem Kugelgelenk form- oder kraftschlüssig verbunden ist, wodurch eine feste Lagezuordnung zwischen Kupplungsstange und Grundplatte gegeben ist. Der Lagerbock kann vielgestaltig ausgebildet sein. Dieser weist zwei Aufnahmeöffnungen auf, deren Mittenachse in Einbaulage senkrecht zur Längsrichtung der Kupplungsstange in Neutralstellung verlaufend ausgebildet ist, wobei die Grundplatte über wenigstens jeweils ein Drehgelenk in einer der Aufnahmeöffnungen gelagert ist. Die Funktion des Drehgelenkes kann über einen Drehzapfen realisiert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung weist der Lagerbock zwei über einen Lagerdeckel verschließbare Aufnahmeöffnungen auf, deren Mittenachse senkrecht zur Längsrichtung der Kupplungsstange in Neutralstellung verlaufend ausgebildet ist. Die Grundplatte ist mit dem Lagerdeckel kraft- oder formschlüssig verbunden und der Lagerdeckel in der Aufnahmeöffnung verdrehbar gelagert. Diese Ausführung stellt eine einfach zu realisierende und funktionsfähige drehgelenkige Verbindung zwischen Grundplatte und Lagerbock dar. Die zweite Grundausführung bietet den Vorteil einer hohen Funktionskonzentration bei geringer Bauteilanzahl und kompakter Bauweise, wobei die Druckkräfte und Zugkräfte in der Neutralstellung als auch bei Krafteinleitung in einem Winkel sicher auf den Lagerbock übertragen werden. In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung ist in beiden Grundausführungen vorgesehen, dass die zwischen kupplungsseitigem Abstützelement und Grundplatte vorgesehene Federeinheit, vorzugsweise auch zwischen wagenkastenseitigem Abstützelement und Grundplatte eine Mehrzahl von in Reihe zueinander angeordneten Federelementen umfasst, wobei die einzelnen Federelementen über Zwischenelemente miteinander unter Ausbildung der Einheiten gekoppelt sind, wodurch auf standardisierte Federelemente zur Ausbildung unterschiedlich dimensionierter Federeinheiten zurückgegriffen werden kann. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung beider Grundausführungen sind diese mit einer Einrichtung zur Verhinderung des Aufkletterns, insbesondere einem Aufkletterschutz ausgebildet. Dazu weist der Lagerbock an seiner zum kupplungsseitigen Abstützelement weisenden Stirnfläche Anlageflächenbereiche auf, die in der Neutrallage in einem Abstand zu Anlageflächenbereichen am kupplungsseitigen Abstützelement angeordnet sind und bei Auslenkung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung aus der Neutrallage vorgesehen Bewegung der Kupplungsstange an diesen zur Anlage gelangen und vorzugsweise einen Kraft- und/oder Formschluss eingehen.
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: Insbesondere kann durch das Vorsehen der jeweiligen Anlageflächenbereiche am Lagerbock einerseits und an der Kupplungsstange, insbesondere Abstützplatte andererseits, welche nach Ausschöpfung des maximalen Längsverschiebungshubs der in der Gelenkanordnung integrierten Zug- /Stoßeinrichtung miteinander eine Wirkverbindung eingehen, welche in besonders vorteilhafter Ausbildung von einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung gebildet werden, ein Stabilisierungseffekt insbesondere in vertikaler Richtung bewirkt werden, wodurch die Entgleisungssicherung des Wagenkastens erhöht wird. Da die den jeweiligen Anschlägen zugeordneten Anlageflächen jeweils oberhalb und unterhalb der horizontalen Kupplungsebene angeordnet sind, wird nach Ausschöpfung des maximalen Längsverschiebungshubs der Federeinheiten ein Rückstellmoment auf die Kupplungsstange aufgebracht, welches einer gegebenenfalls vorgesehenen vertikalen Auslenkung der Kupplungsstange aus der Neutralstellung entgegenwirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind zur Reduktion der entstehenden Rückstellmomente und der damit verbundenen auf die Kupplungsstange wirkenden Biegemomente die im Berührungsfall beiden Kontaktpunkte zwischen Abstützelement und Lagerbock nicht mehr als starre Anschläge ausgeführt, sondern elastisch, insbesondere als Federelemente (z.B. Blattfedern). Durch das Komprimieren der Federelemente in Längsrichtung wird die Bewegungsmöglichkeit der Kupplungsstange in Längsrichtung noch einmal vergrößert. So wird ein größerer Anteil der Längskraft über die zusätzliche Komprimierung der Elastomerelemente erzeugt und nicht am Kontaktpunkt. Das führt zu geringeren Biegemonnenten in der Kupplungsstange, da die Kraftvektoren in Summe einen kleineren Abstand zur Mittellinie der Kupplungsstange erhalten.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
Figur 1 a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung in einem
Axialschnitt den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Anlenkung gemäß einer ersten Grundausführung in der Neutrallage; Figur 1 b verdeutlicht beispielhaft in einem Axialschnitt den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Anlenkung gemäß einer ersten
Grundausführung in ausgelenkte Position;
Figur 2a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung in einem
Axialschnitt den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Anlenkung gemäß einer zweiten Grundausführung in der Neutrallage; Figur 2b verdeutlicht beispielhaft in einem Axialschnitt den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Anlenkung gemäß einer zweiten Grundausführung in ausgelenkte Position
Figur 3 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand einer
Ausführung gemäß Figur 1 a beispielhaft eine einer elastischen Ausbildung der Kontaktbereiche zwischen Lagerbock und
Abstützelement;
Figur 4 zeigt in schematisiert vereinfachter Darstellung in einer Ansicht von oben beispielhaft eine Auslenkung der Kupplungsstange in einem Winkel zur Längsachse in einer Horizontalebene unter zusätzlichem Verschwenken der Grundplatte.
Die Figur 1 a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Anlenkung 1 zum gelenkigen Verbinden einer Kupplungsstange 2 mit einem schematisiert nur angedeutetem Wagenkasten 3 gemäß einer ersten Grundausführung in einer ersten Funktionsstellung - der sogenannten Neutrallage, während die Figur 1 b eine bespielhafte konstruktive Ausführung in einer zweiten Funktionsstellung - einer ausgelenkten Lage, hier mit Auslenkung in vertikaler Richtung zur Längsrichtung wiedergibt.
In der ersten Funktionsstellung ist die Anlenkung frei von einer Auslenkung aus ihrer neutralen Lage. Die Kupplungsstange 2 ist in diesem Funktionszustand mit ihrer Längsachse L in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges ausgerichtet. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist beispielhaft ein Koordinatensystem angelegt. Die X-Richtung beschreibt dabei die Erstreckung in Längsrichtung, welche mit in der Erstreckungsrichtung der Längsachse L der Kupplungsstange 2 im nicht ausgelenkten Zustand, d.h. der ersten Funktionsstellung, zusammenfällt. Die Y-Richtung beschreibt die Richtung quer zu dieser. Dies entspricht in Einbaulage der Kupplungsstange 2 an einem Schienenfahrzeug der Querrichtung, während die Z-Richtung die Höhenrichtung beschreibt. Die Anlenkung 1 umfasst eine mit einem Wagenkasten verbindbare Grundplatte 4, in welcher eine Durchführungsöffnung 5 ausgebildet ist, durch welche sich ein wagenkastenseitiger Endbereich 6 der Kupplungsstange 2 erstreckt. Die Anlenkung umfasst ferner eine am wagenkastenseitigen Endbereich 6 der Kupplungsstange 2 angeordneten Zug-/Stoßeinrichtung 7. Der dem wagenkastenseitigen Endbereich 6 der Kupplungsstange 2 gegenüberliegende Endbereich der Kupplungsstange 2, welcher hier nicht dargestellt ist, ist beispielsweise mit einem Kupplungskopf einer hier nicht dargestellten M ittel pufferkupplung gekoppelt und wird als kupplungsseitiger Endbereich bezeichnet. Die Zug-/Stoßeinrichtung 7 umfasst dabei beidseits der Grundplatte 4 angeordnete Federeinheiten 8, insbesondere 8.1 , 8.2, die sich an mit der Kupplungsstange 2 wenigstens mittelbar gekoppelten Abstützelementen, insbesondere Abstützplatten, 9 und 10 abstützen. Der Begriff Platte ist dabei rein funktional zu verstehen. Bei diesem handelt es sich um zumindest eine Abstützfläche bildende Funktionselemente, die vorzugsweise in Längsrichtung eine geringere Breite aufweisen als die Erstreckung in Höhen- oder Querrichtung. Die geometrische Ausgestaltung, insbesondere Kontur ist vorzugsweise rechteckig oder kreisrund gewählt. Die Federeinheit 8.1 ist dabei in Neutrallage in Druckrichtung der Kupplungsstange 2 in Richtung (parallel zur/entlang der Längsachse oder mit einer Richtungskomponente parallel zur/entlang der Längsachse L) der Längsachse L von der mit der Kupplungsstange 2 verbundenen Kupplung in Richtung zum Wagenkasten betrachtet wirksam, während die zweite Federeinheit 8.2 in Zugrichtung der Kupplungsstange 2 in Richtung (parallel zur/entlang der Längsachse oder mit einer Richtungskomponente parallel zur/entlang der Längsachse L) der Längsachse L von der mit der Kupplungsstange 2 verbundenen Kupplung wirksam ist. Die wagenkastenseitig angeordnete Abstützplatte ist hier mit 10 bezeichnet und drehfest, das heißt mitnahmefest, mit dem Endbereich 6 der Kupplungsstange 2 verbunden. Die Verbindung ist kraft- oder formschlüssig ausgeführt. Denkbar ist auch eine integrale Ausbildung, wobei in diesem Fall die Kupplungsstange 2 vorzugsweise mehrteilig ausgeführt ist und die Abstützplatte 10 dann einteilig mit einem Teilbereich dieser ausgebildet ist. In Einbaulage ist die Abstützplatte 10 in Längsrichtung betrachtet zwischen Grundplatte 4 und Wagenkasten angeordnet. Die Abstützplatte 9 ist in Längsrichtung der Kupplungsstange 2 betrachtet der Grundplatte 4 in Richtung zum Wagenkasten 3 hin betrachtet vorgeordnet. Die Abstützplatte 9 ist mit der Kupplungsstange 2 wenigstens mittelbar drehfest verbunden, d.h. je nach Ausbildung entweder integral mit dieser ausgeführt oder aber formschlüssig oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig oder eine Kombination aus diesen mit dieser verbunden. Zwischen der Grundplatte 4 und dem in Längsrichtung vor der Grundplatte 4 angeordneten Stützelement in Form einer Abstützplatte 9 ist die vordere Federeinheit, insbesondere Elastomerfedereinheit 8.1 vorgesehen. Im dargestellten Fall umfasst diese eine Mehrzahl, vorzugsweise zwei oder mehrere in Reihe nebeneinander in Längsrichtung angeordnete und entweder direkt einander berührende oder über Zwischenelemente 29 - wie in Figur 1 a dargestellt - gegeneinander abstützbare elastische Elemente, insbesondere Federelemente 8.1 a, 8.1 b.
Zwischen der Grundplatte 4 und der wagenkastenseitig angeordneten Abstützplatte 10 ist eine hintere, insbesondere bei Zugkraft wirksame Federeinheit 8.2 vorgesehen. Diese umfasst im dargestellten Fall beispielsweise nur ein Elastomerfederelement.
Die Führung des wagenkastenseitigen Endbereichs 6 der Kupplungsstange 2 durch die Grundplatte 4 erfolgt über ein sphärisches Lager, insbesondere Kugelgelenklager 1 1 . Dieses ist im einfachsten Fall als Kugelgelenk ausgebildet, umfassend eine in der Durchgangsöffnung 5 der Grundplatte 4 vorgesehene und eine Kugelpfanne 12 mit kalottenartiger Anlagefläche 14 bildende Ausformung, welche mit der Umfangsfläche eines Kugelgelenks 15 zusammenwirkt. Die Ausformung kann direkt an der Grundplatte 4 oder aber an einem mit dieser verbindbaren oder in die Durchgangsöffnung 5 einsetzbaren Aufnahmeeinrichtung 13 ausgebildet sein. Das Kugelgelenk 15 weist eine Durchgangsöffnung 25 zur Aufnahme bzw. Durchführen des wagenkastenseitigen Endbereiches 6 der Kupplungsstange 2 auf. Die Mittenachse ist dabei konzentrisch zur Mittenachse der Durchgangsöffnung 5 in Einbaulage angeordnet.
Die Grundplatte 4 ist gelenkig am Wagenkasten angebunden. Die Anlenkung erfolgt über einen Lagerbock 16, welcher ortsfest am Wagenkasten 3 angeordnet ist. Die Anlenkung der Grundplatte 4 am Lagerbock 16 erfolgt über zumindest ein Drehgelenk 18, welches mit dem Lagerbock 16 verbunden ist, vorzugsweise sich in eine Öffnung 19 am Lagerbock erstreckt und mit der Grundplatte 4 gekoppelt ist. Dabei ist die Drehachse des Drehgelenkes in vertikaler Richtung zur Längsachse L der Kupplungsstange 2 und damit senkrecht ausgerichtet. Die Drehachse ist mit D bezeichnet.
Die Anbindung der Grundplatte 4 an der Lagerbock 16 erfolgt in Längsrichtung der Längsachse L betrachtet ortsfest, jedoch in Querrichtung zu dieser, d.h. in einer horizontalen Ebene verschwenkbar. Dazu kann die Grundplatte 4 im einfachsten Fall an ihren in Höhenrichtung vorgesehen beabstandet zur Längsachse L vorgesehen Umfangsflächen über ein Drehgelenk 18 in Form eines Drehzapfens an den Lagerbock 16 angebunden werden, insbesondere in einer dafür vorgesehene Aufnahmeöffnung 19 am Lagerbock 16 drehbar um eine Mittenachse der Aufnahmeoffnung 19 gelagert sein. Die Mittenachse der Aufnahmeoffnung 19 fällt hier mit der Drehachse D zusammen. Es versteht sich dabei, dass der Lagerbock 16 im dargestellten Fall zwei Lagerbereiche aufweist, die senkrecht zur Längsrichtung in Einbaulage voneinander beabstandet angeordnet sind und in welchen jeweils in vertikaler Richtung betrachtet die Grundplatte 4 beidseitig drehbar gelagert ist.
Die geometrische Ausbildung der einzelnen Platten, Grundplatte 4, Abstützplatten 9 und 10, erfolgt vorzugsweise mit einer im Wesentlichen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnittsfläche. In Analogie dazu ist die Querschnittsfläche der einzelnen Federelemente 8.1 a, 8.1 b sowie 8.2 ausgebildet. Dabei sind die einzelnen Federeinheiten 8.1 und 8.2, welche beidseitig der Grundplatte 4 angeordnet sind, vorzugsweise als eigenständige separate Baueinheiten ausgebildet. Diese können jeweils ein oder mehrere Federelemente umfassen. Vorzugsweise sind zwischen der vom wagenkastenseitigen Endbereich 6 weggerichteten Endbereich angeordneten Abstützplatte 9 und der Grundplatte 4 Federeinheiten 8.1 angeordnet, welche zwei oder mehrere Federelemente umfassen. Der Auslenkwinkel in vertikaler Richtung und/oder in horizontaler Richtung aus der neutralen Lage, welche der in Figur 1 a dargestellten Längsrichtung der Längsachse L entspricht, ist als Funktion der Elastizität der Federelemente der einzelnen Federeinheiten 8.1 und 8.2 gegeben. Im dargestellten Fall ist die maximale Auslenkung durch die Elastizität der Federeinheit 8.2 und dem sich dadurch ergebenden theoretisch möglichen Verformungsweg wiedergegeben.
Die Federeinheit 8.1 umfasst hier zwei Federelemente 8.1 a und 8.1 b, welche im unbelasteten Zustand einen Abstand zwischen der Grundplatte 4 und der Abstützplatte 9 mit oder frei von Vorspannung überbrücken. Die Federeinheit 8.1 stützt sich einerseits an der Grundplatte 4 und andererseits an der Abstützplatte 9 ab. Im Einzelnen stützen sich hier das Federelement 8.1 b an einem Flächenbereich an der vom Wagenkasten 3 weggerichteten Stirnfläche 20 der Grundplatte 4 und das Federelement 8.1 a an einem zum Wagenkasten 3 gerichteten Flächenbereich 30 an der Stirnfläche 17 an der Abstützplatte 9 ab. Die zum Wagenkasten 3 gerichtete Stirnfläche 17 der Abstützplatte 9 ist dabei beabstandet zur Grundplatte 4 und ferner mit einem Abstand a in Einbaulage im unbelasteten Zustand in Längsrichtung der Kupplungsstange 2 betrachtet zu den vom Wagenkasten 3 weggerichteten Stirnflächen 21 an den beidseitig der Längsachse L angeordneten Lagerbereichen des Lagerbockes 16 ausgebildet. Über die zueinander weisenden Flächenbereiche an den Stirnflächen 21 am Lagerbock sowie 31 an der Stirnfläche 17 der Abstützplatte 9 wird ein Aufkletterschutz realisiert, das heißt die maximale Auslenkung begrenzt und ein unerwünschtes Ausknicken in vertikaler Richtung vermieden, indem die Kräfte über die dann in Wirkverbindung miteinander bringbare Flächenbereiche 21 von Lagerbock 16 und 31 von der Stirnfläche 17 der Abstützplatte abgestützt werden.
Die Flächenbereiche 30 und 31 sind in vertikaler Richtung zueinander versetzt angeordnet, wobei ausgehend von der Längsachse L die Flächenbereiche 31 mit größerem Abstand von dieser angeordnet sind, als der Flächenbereich 30.
In einer vorteilhaften Weiterbildung, hier jedoch im Detail nicht wiedergegeben, sind zumindest der einzelne Flächenbereich 21 am Lagerbock 16 sowie vorzugsweise auch der einzelne Flächenbereich 31 an der Abstützplatte 9 in einer Ansicht von oben gekrümmt ausgebildet, so dass im Auslenkfall bei Verschwenken in horizontaler Richtung kein Verkanten und damit eine Punktberührung gegeben ist, sondern zumindest eine Linien- oder Flächenberührung.
Die in Figur 1 a dargestellte Ausführung in der Neutralstellung ist in der Figur 1 b für eine vorteilhafte konstruktive Ausführung gemäß Figur 1 a in ausgelenkter Position wiedergegeben. Erkennbar ist hier das Zusammenwirken der einzelnen Flächenbereiche 21 und 31 miteinander.
In Figur 1 b ist die Grundplatte 4 mit dem Lagerbock 16 beidseits der Längsachse L jeweils mit einem Lagerdeckel 23 über Befestigungselemente 24, hier in Form von Schraubverbindungselementen verbunden. Der einzelne Lagerdeckel 23 verschließt dabei die Öffnung 19 und weist einen ersten, sich an einem Flächenbereich am Außenumfang des Lagerbockes 16 abstützenden Teil und einen sich in die Öffnung 19 am Lagerbock 16 erstreckenden Teil auf. Die Grundplatte 4 weist zur Anbindung im dargestellten Fall einen im Wesentlichen X- förmigen Querschnitt auf, andere Ausführungen sind denkbar. Die Ausbildung der Durchgangsöffnung 5 sowie des Kugelgelenklagers 1 1 entsprechen der in Figur 1 a beschriebenen. Die drehgelenkige Verbindung zwischen Grundplatte 4 und Lagerbock 16 wird über eine zwischen Öffnung 19 und Lagerdeckel 23 angeordnete Buchse 22 realisiert, welche eine Relativbewegung zumindest über einen Teilbereich zwischen Lagerdeckel 23 und der mit dieser verbundenen Grundplatte 4 und Lagerbock 16 zulässt.
Die Ausführung gemäß der Figuren 1 a und 1 b ist dadurch charakterisiert, dass eine Auslenkung bezogen auf die Einbaulage senkrecht, insbesondere vertikal oder zumindest mit Richtungskomponente senkrecht, insbesondere vertikal zur Längsrichtung des Schienenfahrzeuges über das Kugelgelenklager 1 1 realisiert wird, wobei die Auslenkung in der Horizontalebene, insbesondere mit einer Richtungskomponente aus der Lage der Längsachse in Neutrallage quer zu dieser noch über das Drehgelenk 18, d.h. die Verschwenkung der Grundplatte 4 um eine Senkrechte zur Längsachse vergrößert werden kann. Die Ausführung ist geeignet, sowohl Zug- als auch Druckkräfte zu kompensieren. Der über die miteinander in Wirkverbindung bringbaren Flächenbereiche 21 und 31 an Lagerbock 16 und Abstützplatte 9 ermöglicht ein direktes Abstützen der Kräfte und Einleiten in den Wagenkasten 3 frei von einem unerwünschten Durchtauchen der Kupplungsstange und Lösen dieser vom Lagerbock 16 durch Kraftumleitung direkt über die Abstützplatte 9 auf den Lagerbock 16.
Die Figur 1 b zeigt eine Funktionsstellung mit Auslenkung in vertikaler Richtung bei Druckbeaufschlagung. Erkennbar ist die daraus resultierende Verformung der Federeinheiten 8.1 und 8.2., die eine Abstützung der Kräfte bis zum Auftreffen des in dieser Ansicht oberhalb der Längsachse angeordneten Flächenbereiches 31 der Abstützplatte 9 am Lagerbock 16 übernehmen.
Gegenüber der in den Figuren 1 a und 1 b beschriebenen Ausführung zeigt Figur 2a eine besonders kompakte Ausführung einer Anlenkung 1 gemäß einer zweiten Grundausführung in Neutralstellung, bei welcher die Lagerung der Kupplungsstange 2, insbesondere des wagenkastenseitigen Endbereiches 6 direkt über Kugelgelenklager 1 1 am Wagenkasten 3 erfolgt. In diesem Fall ist der Lagerbock 16 derart ausgebildet, dass dieser ein erstes Element 26 eines Kugelgelenklagers 1 1 bildet, während die mit der Kupplungsstange 2 verbundenen Grundplatte 4, insbesondere die mit dem wagenkastenseitigen Endbereich 6 der Kupplungsstange 2 verbundene Grundplatte 4 ein zweites Element 27 des Kugelgelenklagers 1 1 ausbildet. Im dargestellten Fall ist das erste Element 26 des Kugelgelenklagers 25 von einem ortsfest mit dem Lagerbock 16 verbundenen oder von diesem gebildeten Aufnahmeeinrichtung 28, hier einem Aufnahmeelement, gebildet, während das zweite Element von einem mit der Aufnahmeeinrichtung 28 zusammenwirkenden, die Durchgangsöffnung 5 zur Aufnahme der Kupplungsstange 2 bildenden Grundplatte 4 gebildet wird. Vorzugsweise bilden das erste Element 26, hier der Lagerbock 16 die Kugelpfanne 12 mit sphärisch gekrümmter Fläche, während die Grundplatte 4 oder ein mit diesem verbundenes Element die Funktion des Kugelgelenkes 15 übernimmt. Die übrige Ausbildung und Anordnung der zur elastischen Abstützung vorgesehenen Federeinheiten 8.1 , 8.2 sowie der Abstützplatten 9, 10 erfolgt in Analogie zu der in den Figuren 1 a und 1 b beschriebenen. Entscheidend ist, dass hier die Funktion des Kugelgelenklagers 1 1 direkt von den Komponenten Grundplatte 4 und Lagerbock 16 übernommen wird.
Die Funktion eines Aufkletterschutzes ist analog zu der in Figur 1 a und 1 b beschriebenen über Flächenbereiche 31 an Abstützplatte 9 und 21 am Lagerbock gewährleistet. Die Figur 2b zeigt die Ausführung gemäß Figur 2a bei Auslenkung aus der Neutrallage.
Bei beiden Ausführungen sind die Anlageflächen 21 am Lagerbock 16 und/oder 21 an der Abstützplatte 9 derart ausgebildet, dass beim Zusammenwirken die Abstützplatte 9 mit dem Lagerbock 16 eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung eingeht, um ein Aufklettern der mit der Kupplungsstange 2 verbundenen Kupplung zu vermeiden. Die Flächenbereiche 21 und 31 sind dazu vorzugsweise derart ausgeformt, dass ein Anschlag in vertikaler Richtung gegeben ist.
Bei den konstruktiven Ausführungen gemäß den Figuren 1 b, 2a und 2b ist die Kupplungsstange 2 mehrteilig ausgeführt. Die wagenkastenseitige Endbereich 6 wird von einem Teilelement 2.1 gebildet, an welchem vorzugsweise die Abstützplatte 10 bereits integral ausgebildet ist. Denkbar ist auch eine for,- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Teilelement 2.1 und Abstützplatte 10. Das Teilelement 2.1 ist kraft- oder formschlüssig mit einem weiteren Teilelement 2.2 verbunden. Die Abstützplatte 9 ist integral mit dem Teilelement 2.2 ausgebildet oder aber mit diesem mitnahmefest durch Form- oder Kraftschluss oder Stoffschluss verbunden. Die Teilelemente 2.1 , 2.2 und ggf. weitere Teilelemente bilden die Kupplungsstange 2.
Bei beiden Grundausführungen ist es in einer Weiterentwicklung optional vorgesehen, die Kontaktbereiche zwischen Lagerbock 16 bzw. einem mit diesem verbundenen Bauteil und dem jeweiligen mit der Kupplungsstange 2 gekoppelten Abstützelement 9 bzw. 10 nicht starr auszubilden sondern elastisch. Dabei kann es sich je nach Ausbildung der miteinander im Aufkletterfall in Wirkverbindung bringbaren Stirnflächenbereiche an Abstützelement 9, 10 und Lagerbock 16 um einen punktförmigen oder linienförmigen oder flächenartigen Kontaktbereich handeln. Dafür ist zumindest einer der miteinander in Wirkverbindung tretenden Flächenbereiche oder aber es sind beide mit einem elastischen Flächenbereich versehen. Dieser kann integral mit dem jeweiligen Bauteil ausgebildet sein oder aber von separaten, mit dem jeweiligen Bauteil - Abstützelement 9, 10 und/oder Lagerbock 16, insbesondere einem mit der jeweiligen Stirnfläche verbundenen Element gebildet werden. Figur 3 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft die elastische Ausbildung eines mit dem Lagerbock 16 im Aufkletterfall in
Wirkverbindung bringbaren Flächenbereiches 31 am Abstützelement 9. Der Flächenbereich 31 am Abstützelement 9 wird von einem separaten Element in Form eines Federelementes 32 gebildet. Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind zwei derartige Federelemente 32a vorgesehen, welche in vertikaler Richtung
zueinander versetzt angeordnet sind und in vertikaler Richtung betrachtet jeweils in den Bereichen der Stirnfläche 17 am Abstützelement angeordnet sind, die bei Auslenkung mit einer Richtungskomponente in vertikaler Richtung zur
Kupplungslängsachse betrachtet zum Anliegen an der Stirnfläche 21 des
Lagerbockes gelangen. Vorzugsweise sind die Federelemente 32a als Blattfedern ausgebildet. Durch das Komprimieren der Federelemente 32a in Längsrichtung wird die Bewegungsmöglichkeit der Kupplungsstange 2 in Längsrichtung zusätzlich vergrößert. So wird ein größerer Anteil der Längskraft über die zusätzliche Komprimierung der Elastomerelemente erzeugt und nicht am
eigentlichen Kontaktpunkt zwischen Abstützelement 9 und Lagerbock 16. Das führt zu geringeren Biegemomenten in der Kupplungsstange 2, da die
Kraftvektoren in Summe einen kleineren Abstand zur Mittellinie der
Kupplungsstange in Längsrichtung betrachtet erhalten. Die Figur 3 verdeutlicht mit den Federelementen 32a eine Möglichkeit. Denkbar ist auch die nur schematisiert verdeutlichte Anordnung von Federelementen 32b allein oder zusätzlich an der Stirnseite 21 des Lagerbockes 16.
Neben der Ausbildung der Abstützbereiche als elastische Bereiche von elastischen Elementen, insbesondere Federelementen 32a, 32b besteht auch noch die Möglichkeit, diese Bereiche integral an den Abstützelementen 9 oder dem Lagerbock 16 auszubilden. Die Figur 4 verdeutlicht in stark schematisiert stark vereinfachter und übertriebener Darstellung in einer Ansicht von oben auf den Lagerbock 16 die mit der erfindungsgemäßen Ausführung mit um die Drehachse D verschwenkbarer Grundplatte 4 erreichbare Vergrößerung des Auslenkwinkels in Breitenrichtung, d.h. in der Horizontalebene betrachtet. Die Auslenkung der Kupplungsstange 2 mittels des sphärischen Lagers 1 1 in der Ansicht auf die Horizontalebene, d.h. einer Ebene die durch die Längsachse L und eine Senkrechte zu dieser, ausgerichtet in Breitenrichtung beschreibbar ist, gegenüber der Längsachse L ist mit Alpha bezeichnet. Die Verschwenkbarkeit der Grundplatte um die Drehachse D ist gegenüber der Neutrallage durch den Verschwenkwinkel Beta beschreibbar.
Bezugszeichenliste
1 Anlenkung
2 Kupplungsstange
3 Wagenkasten
4 Grundplatte
5 Durchgangsöffnung
6 wagenkastenseitiger Endbereich
7 Zug-/Stoßeinrichtung
8 Federeinheit
8.1 erste Federeinheit
8.2 zweite Federeinheit
9 Abstützelement
10 Abstützelement (wagenkastenseitig)
1 1 sphärisches Lager; Kugelgelenklager
12 Kugelpfanne
13 Aufnahmeeinrichtung
14 Anlagefläche
15 Kugelgelenk
16 Lagerbock
17 Stirnfläche an Abstützplatte 9
18 Drehgelenk
19 Öffnung im Lagerbock
20 Stirnfläche an Grundplatte
21 Stirnfläche an Lagerbock
22 Buchse
23 Lagerdeckel
24 Befestigungselemente
25 Durchgangsöffnung Kugelgelenk
26 erstes Element
27 zweites Element 28 Aufnahmeeinnchtung
29 Zwischenelement
30 Flächenbereich an Abstützplatte
31 Flächenbereich an Abstützplatte 32a, b Federelement
a Abstand
L Längsachse

Claims

Patentansprüche
1 . Anlenkung (1 ) zum gelenkigen Verbinden eines wagenkastenseitigen Endbereiches einer Kupplungsstange (2) mit einem Wagenkasten (3) eines schienengebundenen Fahrzeuges, wobei eine Längsachse (L) der Kupplungsstange (2) in der Neutralstellung mit der Längsrichtung des Schienenfahrzeuges zusammenfällt und wobei die Anlenkung (1 ) Folgendes aufweist:
- eine, über einen ortsfest mit dem Wagenkasten (3) verbindbaren Lagerbock (16) gekoppelte Grundplatte (4), in welcher eine Durchführungsöffnung (5) ausgebildet ist, durch welche sich ein wagenkastenseitiger Endbereich (6) der Kupplungsstange (2) erstreckend geführt ist und
- eine im wagenkastenseitigen Endbereich (6) der Kupplungsstange (2) angeordnete Zug-/Stoßeinrichtung (7) mit einem zwischen Grundplatte (4) und Wagenkasten (3) angeordneten wagenkastenseitigen Abstützelement (10) und einem kupplungsseitigen Abstützelement (9), wobei zwischen Grundplatte (4) und den jeweiligen wagenkastenseitigen und kupplungskopfseitigen Abstützelementen (9, 10) jeweils Federeinheiten (8.1 , 8.2) angeordnet sind;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Grundplatte (4) im Lagerbock (16) quer zur Längsrichtung in einer horizontalen Ebene verschwenkbar gelagert ist und die Kupplungsstange (2) in der Durchgangsöffnung (5) über ein sphärisches Lager (1 1 ), insbesondere Kugelgelenklager gelagert ist.
2. Anlenkung (1 ) nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfangsbereich der Durchgangsöffnung (5) der Grundplatte (4) oder ein mit diesem kraft- oder formschlüssiges Element eine Kugelpfanne des Kugelgelenklagers mit einer kalottenartigen Anlagefläche für ein Kugelgelenk bildet und das Kugelgelenk eine Durchgangsöffnung (5) zur Aufnahme des wagenkastenseitigen Endbereiches der Kupplungsstange (2) bildet.
Anlenkung (1 ) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kugelgelenk (1 1 ) und der Kupplungsstange (2) ein Gleitlager vorgesehen ist.
Anlenkung (1 ) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsstange (2) mit dem Kugelgelenk form- oder kraftschlüssig verbunden ist.
Anlenkung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (16) zwei Aufnahmeöffnungen (19) aufweist, deren Mittenachse senkrecht zur Längsrichtung der Kupplungsstange (2) in Neutralstellung verlaufend ausgebildet sind und die Grundplatte (4) über wenigstens jeweils ein Drehgelenk in einer der Aufnahmeöffnungen (19) gelagert ist.
Anlenkung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (16) zwei über einen Lagerdeckel verschließbare Aufnahmeöffnungen (19) aufweist, deren Mittenachse senkrecht zur Längsrichtung (L) der Kupplungsstange (2) in Neutralstellung verlaufend ausgebildet sind, die Grundplatte (4) mit dem Lagerdeckel (23) kraft- oder formschlüssig verbunden ist und der Lagerdeckel (23) in der Aufnahmeöffnung (19) verdrehbar gelagert ist.
Anlenkung (1 ) zum gelenkigen Verbinden eines wagenkastenseitigen Endbereiches einer Kupplungsstange (2) mit einem Wagenkasten eines schienengebundenen Fahrzeuges, wobei eine Längsachse (L) der Kupplungsstange in Neutralstellung mit der Längsrichtung des
Schienenfahrzeuges zusammenfällt und wobei die Anlenkung (1 ) Folgendes aufweist:
- eine, über einen ortsfest mit dem Wagenkasten verbindbaren Lagerbock (16) mit dem Wagenkasten gekoppelte Grundplatte (4), in welcher eine Durchführungsöffnung (5) ausgebildet ist, durch welche sich ein wagenkastenseitiger Endbereich der Kupplungsstange (2) erstreckend geführt ist und
- eine im wagenkastenseitigen Endbereich der Kupplungsstange (2) angeordnete Zug-/Stoßeinrichtung mit einem zwischen Grundplatte (4) und Wagenkasten angeordneten wagenkastenseitigen Abstützelement (10) und einem kupplungsseitigen Abstützelement
(9), wobei zwischen Grundplatte (4) und den jeweiligen wagenkastenseitigen und kupplungskopfseitigen Abstützelementen (9, 10) jeweils Federeinheiten (8, 8.1 , 8.2) angeordnet sind;
dadurch gekennzeichnet, dass
dass die Kupplungsstange (2) über ein Kugelgelenklager am Wagenkasten gelagert ist, wobei ein erstes Element des Kugelgelenklagers vom Lagerbock oder einem mit diesem verbundenen Element und ein zweites Element des Kugelgelenklagers von der Grundplatte (4) gebildet sind und die Grundplatte (4) mit dem wagenkastenseitigen Endbereich der Kupplungsstange (2) verbunden ist.
Anlenkung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element des Kugelgelenklagers als eine Kugelpfanne mit sphärisch gekrümmter Anlagefläche ausgebildet ist und die sphärische Anlagefläche von einer Fläche am Lagerbock oder einem im Lagerbock aufgenommenen Element gebildet ist.
Anlenkung (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element des Kugelgelenklagers als Kugelgelenk mit sphärisch gekrümmter Anlagefläche ausgebildet ist und die sphärisch gekrümmte Anlagefläche des zweiten Elementes des Kugelgelenklagers von einer Außenumfangsfläche an der Grundplatte oder einem mit dieser verbundenen Element gebildet ist.
10. Anlenkung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen kupplungsseitigem Abstützelement und Grundplatte vorgesehene Federeinheit eine Mehrzahl von in Reihe zueinander angeordneten Federelementen umfasst, wobei die einzelnen Federelementen über Zwischenelemente miteinander gekoppelt sind.
1 1 . Anlenkung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock an seiner zum kupplungsseitigen Abstützelement weisenden Stirnfläche Anlageflächenbereiche aufweist, die in der Neutrallage in einem Abstand zu Anlageflächenbereichen am kupplungsseitigen Abstützelement angeordnet sind und bei Auslenkung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung aus der Neutrallage vorgesehen
Bewegung der Kupplungsstange zur Anlage gelangen.
12. Anlenkung (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächenbereiche derart ausgebildet sind, dass diese bei Wirkverbindung eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung ausbilden.
13. Anlenkung (1 ) nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächenbereiche in Einbaulage der Anlenkung betrachtet quer zur Längsrichtung gekrümmt ausgebildet sind.
14. Anlenkung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenflächenbereiche an dem einzelnen Abszützelemente (9, 10) und/oder dem Lagerbock (16) elastisch ausgebildet sind.
15. Anlenkung (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenflächenbereiche von einem separaten, mit dem Abstützelement und/oder Lagerbock verbindbaren Bauteil, insbesondere Federelement gebildet werden.
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