DE10013272A1 - Gelenkkupplung für Fahrzeugeinheiten von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung für Fahrzeugeinheiten von Schienenfahrzeugen, bestehend aus einer an der einen Fahrzeugeinheit befestigten Kupplungsgabel (1) und einer an der anderen Fahrzeugeinheit befestigten Kupplungslasche (2), einem sphärischen Lager in der Kupplungslasche (2), je einer festen Halbschale (4) für den Sphärogelenkbolzen (3) in den beiden Gabelwangen (1a) der Kupplungsgabel (1) sowie einem in Richtung der fluchtenden Bohrungen (5) der Kupplungsgabel (1) und Kupplungslasche (2) einsetzbaren Sphärogelenkbolzen (3). DOLLAR A Um die Festlegung des Sphärogelenkbolzens (3) in der Gabel in definierter Lage vornehmen zu können, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, die Montage des Sphärogelenkbolzens (3) in ihn zentrierenden, festen Halbschale (4) mit ungeteilten Gabelwangen (1a) vorzunehmen. Die Gabelwangen (1a) der Kupplungsgabel (1) weisen dazu neben den festen Halbschalen (4) zur Vorzentrierung des Sphärogelenkbolzens (3) fluchtende äußere Bohrungen (5) auf, wobei der Sphärogelenkbolzen (3) mittels durch die Bohrungen (5) gesteckter Zapfen (7), die mit einem kegelförmigen Teil (8) in diesen entsprechende, kegelförmige Bohrungen (6) des Sphärogelenkbolzens (3) eingreifen, in einer zentrierten Stellung an der Kupplungsgabel (1) gehalten und befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung für Fahrzeugeinheiten von Schienen­ fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gelenkverbindungen zwischen Triebzugwagen beruhen häufig auf dem Prinzip von Gabel-Lasche-Konstruktionen. Bei diesen wird in der Regel ein Bolzen als Verbindungselement durch Bohrungen der Gabelwangen und der Lasche ge­ steckt. Bei der Koppelung von Schienenfahrzeugen ist diese Montageart im all­ gemeinen nicht möglich, da die erforderliche Fluchtung der Bohrungen von La­ sche und Gabelwangen nicht hergestellt werden kann. Aus diesem Grunde sind die Gabelwangen nicht gebohrt, sondern horizontal mit Halbschalen versehen, in die der in der Laschenbohrung steckende Bolzen abgelegt werden kann. Wie beim geteilten Lager wird er von einem Gegenstück, einer aufgeschraubten zweiten Halbschale, niedergehalten und befestigt.

Eine bekannte Lösung dieser Art zeigt die DE 41 21 080 A1. Diese Kupplungs­ vorrichtung für die auf einem gemeinsamen Drehgestell abgestützten Enden zweier gelenkig miteinander verbundener Fahrzeugeinheiten besteht aus einem an der einen Fahrzeugeinheit befestigten, zwei seitliche Gabelwangen aufwei­ senden Gabelkopf, einer an der anderen Fahrzeugeinheit befestigten, zwischen die beiden Gabelwangen eingeschobenen Verbindungslasche und einem Kupplungsbolzen mit in der Verbindungslasche angeordnetem sphärischen La­ ger. Das sphärische Lager ist mit dem Kupplungsbolzen fest in der Verbin­ dungslasche angeordnet. Beide Gabelwangen weisen horizontal geteilte, aus einer unteren, festen und einer oberen, lösbaren Lagerschale bestehende Lager auf, über die der Kupplungsbolzen in den Gabelwangen festklemmbar ist. Eine andere Gabel-Lasche-Konstruktion zeigt die DE 44 04 878 C1. Hier wird der Kupplungsbolzen in den Gabelwangen bzw. in zwei darin eingeformten, pris­ matischen Auflagern mittels Lagerdeckeln gleichfalls von oben festgelegt.

Die genannten Lösungen haben den Nachteil, daß der Kupplungsbolzen durch die verwendete Klemmverbindung keine definierte Lage einnimmt. Außerdem ist bei Verwendung von üblichen Schraubverbindungen eine dauerhafte Sicherheit der Schraubverbindungen gegen Lösen nicht mit ausreichender Sicherheit zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Gelenkkupp­ lungen, die auf dem Gabel-Lasche-Prinzip beruhen, derart auszubilden, daß die Festlegung des Sphärogelenkbolzens in definierter Lage erfolgen kann.

Nach der Erfindung wird dieses durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen 2 bis 14 angegeben.

Ein Vorteil der Erfindung liegt in einem einfachen Kuppeln und Entkuppeln der Fahrzeuge, wobei je nach Fahrzeugbauart die günstigste Richtung des Kuppel­ vorganges realisiert werden kann. Weiterhin gestattet die Erfindung eine spiel­ freie, eindeutige Bolzenbefestigung in der Gabel. Der Sphärogelenkbolzen wird in festen Kupplungsgabel-Halbschalen entweder von oben abgelegt oder hori­ zontal-längs oder von unten eingeführt und erhält dabei eine erste Zentrierung. Die eigentliche Halterung des Bolzens erfolgt jedoch durch Zapfen in Bohrungen der Gabelwangen der Kupplungsgabel, nicht in geschraubten Klemm­ verbindungen. Mit Hilfe eines Kegelsitzes wird eine Art Verlängerung des Bol­ zens erzielt, der, wie bei den konventionellen Gabel-Lasche-Verbindungen, durch alle Bohrungen fluchtend hindurchgeht. Die Kegel zentrieren und klem­ men den Sphärogelenkbolzen und halten ihn in eindeutiger Lage. Der Bolzen wird so ähnlich gehalten wie ein "zwischen Spitzen" zu drehendes Werkstück.

Durch die Festlegung des Zapfens über einen gesonderten Deckel gemäß An­ spruch 2 mit lösbaren Befestigungsmitteln (Schrauben) können diese eine ein­ deutige Verbindung zwischen Deckel und Kupplungsgabel unabhängig von der Funktion des Klemmens des Zapfens herstellen. Die Funktion des Klemmens wird über ein Druckelement erzeugt.

Durch die Ausbildung der Befestigung der Zapfen gem. Anspruch 11 mit lösba­ ren Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, die durch Spannhülsen quer­ kraftfrei gehalten sind, wird die dauerhafte Sicherheit gegen selbsttätiges Los­ drehen der lösbaren Befestigungsmittel deutlich verbessert.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch eine Gelenkkupplung zum Kuppeln in vertikaler Richtung gemäß der Erfindung nach der Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Gelenkkupplung gem. Fig. 1 zum Kuppeln in verti­ kaler Richtung;

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gelenkkupplung zum Kuppeln in horizontaler Längsrichtung gemäß der Erfindung nach der Linie A-A in Fig. 4;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Gelenkkupplung gem. Fig. 3 zum Kuppeln in hori­ zontaler Längsrichtung;

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung nach Linie A-A in Fig. 6;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Gelenkkupplung gem. Fig. 5 und

Fig. 7 einen Schnitt (um 90° gedreht) nach der Linie C-C in Fig. 6.

Die Figuren zeigen eine an einer Fahrzeugeinheit angeordnete Kupplungsgabel 1 mit den zwei seitlichen Gabelwangen 1a sowie eine an der anderen Fahrzeu­ geinheit angeordnete Kupplungslasche 2 und einen dazwischen angeordneten Sphärogelenkbolzen 3. Ein sphärisches Lager der Kupplungslasche 2 nimmt den in seinem mittleren Bereich sphärisch ausgebildeten Teil des Sphärogelenkbol­ zens 3 auf. Die Gabelwangen 1a der Kupplungsgabel 1 weisen neben Halb­ schalen 4 für den Sphärogelenkbolzen 3 fluchtende, äußere Bohrungen 5 auf.

Die Befestigung der Bolzenenden erfolgt durch in die Bohrungen 5 eingeführte Zapfen 7, die mit ihrem kegelförmigen, vorderen Teil 8 in die im Grundkörper des Sphärogelenkbolzen 3 befindlichen, kegelförmigen Bohrungen 6 eingreifen. Die Zapfen 7 sind mit einem Flansch 9 verbunden, der durch Schrauben 11 und Spannhülsen 10, deren Anzahl je nach Anforderungen variabel ist, an den Ga­ belwangen 1a festgelegt. Durch die Spannhülsen 10 werden die Schrauben 11 querkraftfrei gehalten.

Nach dem Ablegen des Sphärogelenkbolzens 3 gem. den Fig. 1 und 2 durch Einlegen in die Halbschalen 4 von oben oder gem. den Fig. 3 und 4 (zweites Erfindungsbeispiel) durch horizontale Längseinführung in die Halbscha­ len 4 erhält der Sphärogelenkbolzen 3 eine erste Zentrierung. Auch ein Einhe­ ben in sich nach unten öffnende Halbschalen 4 wäre als Lösung vorstellbar (nicht dargestellt).

Durch die kegelförmigen Teile 8 der Zapfen 7 wird der Sphärogelenkbolzen 3 endgültig zentriert und in eindeutiger Lage gehalten.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 5, 6 und 7) erfolgt die Befestigung des Zapfens 7 gegenüber der Gabelwange 1a über ein Druckele­ ment 12 und einen dieses haltenden Deckel 13, der mittels lösbarer Befesti­ gungsmittel, insbesondere Schrauben 11 an der Gabelwange 1a befestigt ist, wobei das Druckelement 12 mit dem Deckel 13 und dem Zapfen 7 in Wirkver­ bindung steht, derart, daß in Richtung auf den Zapfen 7 Druck ausübbar ist. Das Druckelement 12 ist zweckmäßig als Druckschraube ausgebildet, die im Deckel 13 in einer zentrisch angeordneten Gewindebohrung 14 geführt und gegen selbsttätiges Lösen am und gegenüber dem Deckel 13 mittels Siche­ rungselement 15, insbesondere Kontermutter gesichert ist.

Eine drehfeste, axiale Führung des Zapfen 7 im Deckel 13 wird über eine Nut- Feder-Verbindung erreicht. Dabei ist die Feder 16 dem Zapfen 7 zugeordnet und an diesem befestigt oder als einstückiger bzw. angeformter Fortsatz dessel­ ben ausgebildet und die Nut 17 ist im inneren des Deckels 13 angeordnet. Die Zuordnung ist auch umgekehrt ausführbar.

Im Bereich der Überdeckung von Deckel 13 und Zapfen 7 bzw. Feder 16 des Zapfens 7 sind mindestens zweiseitig des Druckelements 12 Gewindebohrungen 18 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 mittels Schrauben 11 vor­ gesehen.

Im Bereich der Überdeckung von Deckel 13 und Gabelwange 1a sind minde­ stens zweiseitig zum Druckelement 12 Gewindebohrungen (Abdrückgewinde 19) zum Abdrücken des Deckels 13 mit dem mit ihm verbundenen Zapfen 7 mittels Schrauben 11 vorgesehen.

Die Schrauben 11 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 sowie die Schrauben 11 zum Abdrücken des Deckels 13 der von der Gabelwange 1a wei­ sen vorzugsweise gleiche Bohrungsdurchmesser wie die Schrauben 11 zum Festlegen des Deckels 13 an der Gabelwange 1a auf.

Die Schrauben 11 zum Festlegen des Deckels an der Gabelwange 1a entspre­ chen in Anzahl und Ausführung den Schrauben 11 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 und den Schrauben 11 zum Abdrücken des Deckels 13 von der Gabelwange 1a. Vorzugsweise werden 4 Schrauben 11 zum Befestigen des Deckels 13 verwendet. Von diesen 4 Schrauben 11 finden bei der Demon­ tage 2 Schrauben 11 zum Verbinden des Zapfens 7 mit dem Deckel 13 und 2 Schrauben zum Abdrücken des Deckes 13 (mit verschraubtem Zapfen 7) von der Gabelwange 1a Verwendung.

Bei der Montage des kegeligen Zapfens 7 mittels eines separaten Deckels 13 können die lösbaren Befestigungsmittel (Schrauben 11) eine eindeutige Verbin­ dung zwischen Deckel 17 und Gabelwange 1a unabhängig von der Funktion des Klemmens des Zapfens 7 herstellen. Die Funktion des Klemmens wird über das Druckelelement 12 erzeugt.

Nach dem lockeren Einsetzen des Zapfens 7 in die Bohrung 6 des Sphäroge­ lenkbolzens 3 wird der Deckel 13 auf die Feder 16 des Zapfens 7 gesteckt, mit seinem Bohrbild auf die Bohrungen in der Gabelwange 1a ausgerichtet und festgeschraubt. Danach wird der Zapfen 7 mit Hilfe des Druckelements 12 voll­ ständig in die kegelförmige Bohrung 6 des Sphärogelenkbolzens 3 geklemmt.

Zur Demontage werden nach Entspannen des Druckelements 12 zwei der vier Schrauben 11 des Deckels 13 in die Gewindebohrungen 18 der Feder 16 des Zapfens 7 geschraubt, um eine feste Verbindung vom Zapfen 7 und Deckel 13 herzustellen. Die beiden anderen Schrauben 11 des Deckels 13 werden in die dafür vorgesehenen Abdrückgewinde 19 geschraubt und ziehen mit dem Deckel 13 den Zapfen 7 aus der Bohrung 6 des Sphärogelenkbolzens 3 heraus.

Nach dem Öffnen der Gelenkkupplung sind lediglich zwei Bauteile abzulegen, zwei Zapfen 7 mit Deckel 13 und den darin befindlichen vier Schrauben 11. Die Einzelteile können dadurch nicht so leicht verloren gehen und sind in eindeuti­ ger Zuordnung als kompakte Baugruppe griffbereit.

Bezugszeichenliste

1

Kupplungsgabel

1

a Gabelwange

2

Kupplungslasche

3

Sphärogelenkbolzen

4

Halbschale

5

Bohrung

6

Bohrung

7

Zapfen

8

kegelförmiger Teil des Zapfens

7

9

Flansch

10

Spannhülse

11

Schraube

12

Druckelement

13

Deckel

14

Gewindebohrung

15

Sicherungselement

16

Feder

17

Nut

18

Gewindebohrung

19

Abdrückgewinde

Claims (14)

1. Gelenkkupplung für Fahrzeugeinheiten von Schienenfahrzeugen, bestehend aus einer an der einen Fahrzeugeinheit befestigten Kupplungsgabel und ei­ ner an der anderen Fahrzeugeinheit befestigten Kupplungslasche, einem sphärischen Lager in der Kupplungslasche, je einer festen Halbschale für den Sphärogelenkbolzen in den beiden Gabelwangen der Kupplungsgabel sowie einem in Richtung der fluchtenden Bohrungen der Kupplungsgabel und Kupplungslasche einsetzbaren Sphärogelenkbolzen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerung des Sphärogelenkbolzens (3) in unge­ teilten Lagern erfolgt, daß die Gabelwangen (1a) der Kupplungsgabel (1) eine Halbschale (4) zur Vorzentrierung des Sphärogelenkbolzens (3) und fluchtende, äußere Bohrungen (5) aufweisen und daß der Sphärogelenk­ bolzen (3) mittels durch die Bohrungen (5) der Gabelwangen (1a) gesteckter Zapfen (7), die mit einem kegelförmigen Teil (8) in diesen entsprechende, kegelförmige Bohrungen (6) des Sphärogelenkbolzens (3) eingreifen, in ei­ ner zentrierten Stellung an der Kupplungsgabel (1) gehalten und befestigt ist.

2. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Zapfen (7) über ein Druckelement (12) und einen dieses haltenden, separaten Deckel (13) erfolgt, der mittels lösbarer Befestigungs­ elemente, insbesondere Schrauben (11), an der Gabelwange (1a) befestigt ist, wobei das Druckelement (12) mit dem Deckel (13) und dem Zapfen (7) in Wirkverbindung steht, derart, daß in Richtung auf den Zapfen (7) Druck ausübbar ist.

3. Gelenkkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (7) als Druckschraube ausgebildet ist, die im Deckel (13) geführt und am Deckel (13) mittels Sicherungselement (15), insbeson­ dere Kontermutter gegen selbsttätiges Lösen gesichert ist.

4. Gelenkkupplung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen Zapfen (7) und Deckel (13) eine Nut-Feder- Verbindung mit zapfenseitiger Feder (16) und deckelseitiger Nut (17) zur drehfesten, axialen Führung des Zapfens (7) im Deckel (13) angeordnet ist.

5. Gelenkkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) der Nut-Feder-Verbindung am deckelseitigen Ende des Zapfens (7) angeordnet ist.

6. Gelenkkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Überdec­ kung von Deckel (13) und Zapfen (7) bzw. Feder (16) des Zapfens (7) sind mindestens zweiseitig zum Druckelement (12) Gewindebohrungen (14) zum Verbinden des Zapfens (7) mit dem Deckel (13) mittels Schrauben vorgesehen.

7. Gelenkkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Überdec­ kung von Deckel (13) und Gabelwange (1a) sind mindestens zweiseitige zum Druckelement (12) Gewindebohrungen (Abdrückgewinde 19) zum Abdrücken des Deckels (13) mit dem mit ihm verbundenen Zapfen (7) mittels Schrauben (11) vorgesehen.

8. Gelenkkupplung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (11) zum Verbinden des Zapfens (7) mit dem Deckel (12) sowie die Schrauben (11) zum Abdrücken des Deckels (13) von der Gabelwange (1a) gleiche Bohrungsdurchmesser wie die Bohrungen für die Schrauben 11 zum Festlegen des Deckels (13) an der Gabelwange (1a) aufweisen.

9. Gelenkkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (11) zum Festlegen des Deckels (13) an den Gabelwangen (1a) in Anzahl und Ausführung den Schrauben (11) zum Verbinden des Zapfens (7) mit dem Deckel (13) und den Schrauben (11) zum Abdrücken des Dec­ kels (13) von der Gabelwange (1a) entsprechen.

10. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Zapfens (7) mit einem Flansch (9) verbunden ist, der von außen auf der Gabelwange (1a) befestigt ist mittels lösbarer Befestigungs­ elemente, insbesondere Schrauben (11), festgelegt ist.

11. Gelenkkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Befesti­ gungselemente, insbesondere Schrauben (11), durch Spannhülsen (10) querkraftfrei gehalten sind.

12. Gelenkkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (4) sich nach oben öffnen und der Sphärogelenkbolzen (3) von oben in die Halb­ schalen (4) einlegbar ist.

13. Gelenkkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (4) sich in Längsrichtung öffnen und der Sphärogelenkbolzen (3) im wesentlichen ho­ rizontal von der Seite in die Halbschalen (4) einlegbar ist.

14. Gelenkkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (4) sich nach unten öffnen und der Sphärogelenkbolzen (3) von unten in die Halb­ schalen (4) einlegbar ist.