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Selbsttätige Starrkupplung Die Erfindung betrifft eine selbsttätige
Starrkupplung, deren Kuppelstange in einem eine Zug- und Stoßfederung enthaltenden
Puffergehäuse axial federnd nachgiebig geführt ist und bei welcher der Kuppelkopf
gegenüber dem Fahrzeugrahmen unter Verwendung eines Kreuzgelenkes allseitig schwenkbar
ist.
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Bisher wurde .der Kopf der Mittelpufferkupplung entweder fest mit
dem Gehäuse der Zug- und Stoßvorrichtung verbunden und die Zug- und Stoßstange,
die in einer Anlenköse endete, mit dieser allseitig beweglich in einem Lagerbock,
der am Wagenuntergestell befestigt war, gelagert. Diese Anlenkungsart hat sich jedoch
als zu labil und zu lang erwiesen. Außerdem erforderte die ganze Anordnung eine
besondere umständliche federnde Abstützvorrichtung, oder der Kopf wurde über ein
besonderes Gelenk für die Vertikalbewegung des Kuppelkopfes mit dem Gehäuse verbunden,
weil das Gehäuse bisher für eine Kurzanlenkung der Kupplung etwa in seiner Mitte
nur von außen und nur in einer Ebene, hier nur horizontal, beweglich gelagert werden
konnte. Bei dieser Ausführung mit zwei getrennten Gelenken steht zur Überbrückung
der Kupplungshöhendifferenzen nur die vertikale Neigungsmöglichkeit der Kuppelköpfe
zur Verfügung. Durch die kurze Anlenkung der Kuppelköpfe müssen sich diese zur Überbrückung
der normal auftretenden Höhendifferenzen zwischen zwei zu kuppelnden Wagenenden
schon so steil nach oben oder nach unten neigen, daß der automatische Kuppelvorgang
stark beeinträchtigt wird, also unsicher ist, so daß dieser Vorgang stets auf sein
Gelingen beobachtet und gegebenenfalls wiederholt werden muß. Der Sinn der Starrkupplungen,
die Kuppelstangen von zwei Wagen so miteinander zu verbinden, daß sie zwischen den
beiden Wagenanlenkpunkten eine einzige durchgehende, starre, knickstoßsichere Verbindung
bilden, ist bei der zuletzt genannten Ausführung durch die Zwischenschaltung von
zwei besonderen Kuppelkopfgelenken hinfällig geworden. Unter Stoßbelastung wollen
die Kuppelstangen an diesen Gelenken ausweichen, also ausknicken, und die Gelenke
werden daher trotz starker Dimensionierung immer überbeansprucht und schnell verschlissen.
Eine einwandfreie Stoßübertragung mit einer durch Gelenke unterbrochenen Kuppelstange
ist nicht möglich.
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Es ist fernerhin eine Mittelpufferkupplung bekannt, bei welcher der
Kuppelkopf über eine Art Kreuzgelenk mit der abgefederten Zug- und Stoßstange verbunden
ist. Die Verbindung ist eine Art Aufhängung, so daß die Achse des Kuppelkopfes unterhalb
der Achse der Zug- und Stoßstange liegt. Das die Zug- und Stoßstange federnd aufnehmende
Puffergehäuse ist starr mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Dieser Ausbildung haftet
ebenfalls der Nachteil an, daß der Kuppelkopf sehr kurz und labil an der Zug- und
Stoßstange, und nicht einmal mit dieser fluchtend, nur äußerlich verbunden ist.
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Weiterhin ist eine Mittelpufferkupplung bekanntgeworden, bei der der
Kuppelkopfschaft mittels eines Kreuzgelenks an einem Gleitstück befestigt ist. Am
gleichen Gleitstück ist auch die Zugstange der Zug-und Stoßvorrichtung angeordnet.
Bei dieser Anordnung wird im Falle eines Stoßes eine Knickbeanspruchung auftreten,
die von den Führungen des Gleitstücks aufgenommen werden muß, wobei ein erheblicher
Verschleiß an Gleitstück und Führungen sowie an der Bolzenverbindung zwischen Gleitstück
und Zugstange auftritt, der sich, nachdem einmal ein Spiel möglich ist, schnell
vergrößern wird.
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Die genannten Nachteile werden dadurch vermieden, daß eine selbsttätige
Starrkupplung, deren Kuppelstange in einem eine Zug- und Stoßfederung enthaltenden
Gehäuse axial federnd nachgiebig geführt ist und bei welcher der Kuppelkopf gegenüber
dem Fahrzeugrahmen allseitig schwenkbar ist, erfindungsgemäß derart ausgebildet
und am Fahrzeuguntergestell aufgehängt ist, daß am Gehäuse, das den Zug-und Stoßapparat
trägt, ein Kreuzgelenkstück angeordnet ist, durch das die Zugstange hindurchgeführt
ist und das die Zugstange im wesentlichen ringförmig umgreift, wobei der eine Bolzen
des Kreuzgelenks den Fahrzeugrahmen unmittelbar mit dem Kreuzgelenkstück und der
andere Bolzen das Kreuzgelenkstück mit dem Gehäuse verbindet. Die größte Ausdehnung
des Kreuzgelenkstücks soll dabei die größte Ausdehnung des Gehäuses im Schnitt senkrecht
zur Kupplungsachse nicht übersteigen. Die Durchtrittsöffnung am Kreuzgelenkstück
für die Zugstange ist nach beiden Außenseiten hin oval erweitert und kann zwei senkrecht
zueinander sowie zu ihrer Achse angeordnete Bohrungen tragen, die zur Aufnahme der
Vertikalbolzen und der Horizontalbolzen dienen. Durch die Anordnung des Kreuzgelenkstücks,
durch
das die Zugstange hindurchgeführt ist, wird erreicht, daß
das Federgehäuse mit dem Kuppelkopf stets in einer Achse steht, so daß die auftretenden
Axialkräfte in allen Stellungen des Kuppelkopfes senkrecht auf die Feder des Zug-
und Stoßapparates wirken, wobei weder Reibung noch Verschleiß in den Kupplungsteilen
entstehen, wie es beispielsweise bei der bekannten Anordnung der Fall ist, bei der
zwischen Kuppelkopf und Zugstange ein Kreuzgelenk eingeschaltet ist, das mit einem
Gleitstück gleitend den durch eine Zug- und Stoßvorrichtung abgefederten Stößen
folgt. Dadurch, daß die horizontale und die vertikale Schwenkachse sich schneiden,
wird außerdem jede Knickbeanspruchung vermieden. Ob die Bolzen am Kreuzgelenkstück
oder am Gehäuse angeordnet sind, ist für die Funktion der erfindungsgemäß gestalteten
Kupplung an sich gleichgültig. Durch Anordnung der senkrechten Bolzen am Fahrzeuguntergestell
ist jedoch die Montage wesentlich erleichtert, da nach ihrem Lösen die Kupplung
einschließlich der Zug- und Stoßvorrichtung ein- bzw. ausgebaut werden kann. Die
für alle selbsttätigen Kupplungen notwendige Mitteneinstellung wird nach der Erfindung
dadurch erreicht, daß eine Abfederung zwischen dem Kreuzgelenkstück und dem Gehäuse
angeordnet ist. Als federndes Mittel können -dabei nach der Erfindung zwischen Gelenkstück
und Gehäuse Gummiringe, insbesondere Metall-Gummi-Metallringe eingesetzt sein. Dabei
wird vorzugsweise der Innen- und der Außenumfang der Gummiringe exzentrisch zueinander
angeordnet sein, um dadurch einen Ausgleich von Gewichtsüberhängen etwa des Kuppelkopfes
bei längerer Anlenkung zu bewirken.
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Zur Mittenrückstellung in der Horizontalen, die an sich mittels besonderer
Federungen - durchgeführt wird, kann ein federnder Bälgkörper Verwendung finden,
der die Zug- und Stoßstange mit dem stirnseitigen Abschlußblüch des Fahrzeugrahmens
verbindet. Durch diese Maßnahme wird eine Mittenrückstellung in der Vertikalen unterstützt,
eine Abdichtung der Durchtrittsöffnung für die Kuppelstange durch den Kopfträger
erreicht und eine allseitige Bewegung der Kuppelstange nicht gestört.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert.- Die Zeichnungen stellen dar Fig. 1 -die
Seitenansicht einer erfindungsgemäß gestalteten Kupplung mit Kurzanlenkung und hinter
dem Gelenk angeordneter Zug- und Stoßvorrichtung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine
Fig. 1 ähnliche Anordnung mit langer Anlenkung, bei der die Zug- und Stoßvorrichtung
vor dem Gelenk liegt, teilweise im Schnitt, Fig.3 die Draufsicht gemäß Fig. 1, Fig.
4 die Gummiabdichtung für die Kuppelstange am Fahrzeugkopfträger, Fig. 5 das Kreuzgelenk
mit den Metall-Gummi-Metall-Federungselementen bei in waagerechter Mittenstellung
stehender Kupplung und Fig. 6 das Kreuzgelenk mit den Metall-Gummi-Metall-Federungselementen
bei aus der waagerechten Mittellage nach unten ausgewichener Kupplung.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Kurzkupplung nach Fig. 1 und 3 ist
die strichpunktiert gezeichnete Kupplung 1 an der aus der kurzen Puffergehäuseseite
2 herausragenden Zug- und Stoßstange 3 angebracht. Die z. T. geschnittenen Darstellungen
zeigen, wie die Stange 3 durch das Puffergehäuse 2, 4 hindurchgeführt ist. In dem
Gehäuseteil 4 sind die Druckfedern 5 und 6 auf der Stange 3 so angeordnet, daß sie
deren Zug- und Stoßbeanspruchung in gleicher Weise aufnehmen können. Zur Federung
können Pufferfedern 5, Ringfedern 6 oder, wie bei der Ausführung nach Fig. 2 vorgesehen,
Wickelreibungsfedern 7 oder hier nicht dargestellte Schrauben-, Gummi- und kombinierte
Federn verwendet werden. Die Federn werden auf der durchgehenden Stange 3 durch
die Distanzhülse 8 außerhalb der Anlenkung gehalten und zwischen den Federtellern
9 angeordnet. Vorgespannt werden sie durch die Stangenmutter 10. Das hintere Stangenende
ist durch seine Mutter 10 im hinteren Verschlußflansch 11 des Puffergehäuses 2,
4 nochmals axial geführt.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um eine Langanlenkung der Kupplung 1. Das Puffergehäuse 2, 4 ist 180° um seine senkrechten
Drehzapfen 16 geschwenkt und die Stange 3 aus dem Gehäuse-Verschlußflansch 11 zwecks
Anbringens der Kupplung 1 herausgeführt.
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Zur allseitig beweglichen Anlenkung des Puffergehäuses 4 am Wagenuntergestell
13 dient das durch die großen senkrechten Bohrungen der Gehäusenaben 14 hindurch
eingebrachte und mit Horizontalbolzen 15 im Puffergehäuse 2, 4 angelenkte Gelenkstück
12. Das Gelenkstück 12 dreht sich in den im Wagenuntergestell 13 befestigten Drehzapfen
16 um deren gemeinsame senkrechte Achse. Das mittels der Bolzen 15 am Gelenkstück
12 angelenkte Puffergehäuse 2, 4 kann um die horizontal liegende Achse dieser Bolzen
15 in einer Vertikalebene auf- und abwärts schwenken.
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Zum Hindurchführen der Stange 3 (Fig. 5 und 6) durch das Gelenkstück
12 ist dieses hohl ausgebildet. Die Durchführungsöffnung 17 ist nach außen auf einen
ovalen Querschnitt 18 erweitert, damit sich die Stange 3 zusammen mit ihrer Hülse
8 um die Horizontalachse (Achse der Bolzen 15) unbehindert im Gelenkstück 12 nach
oben und nach unten bewegen kann.
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Zur selbsttätigen vertikalen Mitteneinstellung des Puffergehäuses
2, 4 und damit der Kupplung 1 (Fig. 5 und 6) sind zwischen Innenwandung der Gehäusebohrungen
und der Außenumfläche der Gelenkstücke 12 Metall-Gummi-Metall-Federungselemente
19 und 20 eingesetzt. Die Metallhülsen dieser Federungselemente sind um einige Millimeter
exzentrisch zueinander angeordnet. Entsprechend der Exzentrizität hat jedes Federungselement
eine stärkere (19 a., 20 a) und eine schwächere (19 b, 20 b) Gummiseite.
In Fig. 5 und 6 ist .die Kupplung links angeordnet gedacht. Um das Übergewicht der
Kupplung abzustützen bzw. auszugleichen, werden die exzentrischen Federungselemente
so eingesetzt, daß deren größerer Gummiquerschnitt 19a und 20a dem in der Zeichnungsebene
nach links drehenden Kupplungsgewicht drückend entgegenwirkt. Die gegenüberliegenden
kleineren Gummiquerschnitte 19 b und 20 b werden zugleich zugbeansprucht. Durch
Verdrehen der Federungselemente kann nun die zum Ausgleichen des Kupplungsgewichtes
zugehörige Vorspannurng genau eingestellt werden. In Fig.6 ist dargestellt, wie
die Federungselemente bei der linksdrehenden Vertikalbewegung des Gehäuses beansprucht
werden. Die größeren Gummiquerschnitte 19a und 20a werden gedrückt, während Jie
gegenüberliegenden kleineren Gummiquerschnitte 19 b und 20 b gezogen werden. Es
ist ersichtlich, daß sich die Rückstellkraft der Federungselemente proportional
zu ihrer Belastung vergrößert.
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Die Mitteneinstellung für die Horizontalschwenkung der Kupplung bzw.
des Gehäuses wird heute meist von den Seitenstabilisatoren mit-übernommen. Wenn
diese aber ausgeschaltet werden, muß sich die
Kupplung selbsttätig
zur Mitte einstellen. Erfindungsgemäß ist hier, wie in Fig. 1, 3 und 4 dargestellt,
ein Balgkörper, z. B. ein Gummiflansch 21, zwischen dem Kupplungsschaft 1 und der
für die Kupplungsbewegung erforderlichen Öffnung 22 der Wagenschürze oder Verkleidung
angeordnet. Der Gummiflansch 21 ist zur allseitigen Bewegung der Kupplung mit dementsprechend
ovalen Falten versehen, die eingeformt und so steif sind, daß die Rück- und Mitteneinstellung
gewährleistet wird. Außer der allseitigen Mittenrückstellung hat der gewellte Gummiflansch
die Aufgabe, den Ausschnitt in der Wagenverkleidung dicht abzuschließen, um die
Kupplung in die Falteribalgverbindung von zwei Wagen mit einschließen zu können,
damit der Fahrtwind nicht in die Wagen gelangen kann.