DE102021107936A1

DE102021107936A1 - Automatic central buffer coupling for rail vehicles and coupling arrangement composed thereof

Info

Publication number: DE102021107936A1
Application number: DE102021107936.5A
Authority: DE
Inventors: Nils Möhle
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-06
Also published as: PL4313719T3; EP4313719A1; FI4313719T3; WO2022207274A1; EP4313719B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge mit einem in Scharfenberg-Bauart ausgeführten Kupplungskopf (1) mit einem Kupplungskopfgehäuse (9) und hierin angeordnete Kuppelverschlussmittel, umfassend einen Hauptbolzen (3), eine Kuppelöse (5), einen Kuppelösenbolzen (8) und ein Herzstück (4), wobei zum Sicherheitslösen einer Kuppelverbindung ab Überschreiten einer Ansprechkraft (FA) in Zugrichtung der Kuppelösenbolzen (8; 8') des Kuppelverschlussmittels als ein Abscherbolzen ausgebildet ist. Die Erfindung lässt sich auf alle Bauformen von Kupplungen mit Parallelogrammverschluss in Scharfenberg Bauart anwenden.The invention relates to an automatic central buffer coupling for rail vehicles with a coupling head (1) of the Scharfenberg type with a coupling head housing (9) and coupling locking means arranged therein, comprising a main bolt (3), a coupling eyelet (5), a coupling eyelet bolt (8) and a Frog (4), wherein the coupling eyebolt (8; 8') of the coupling locking means is designed as a shear bolt for safety release of a coupling connection when a response force (FA) is exceeded in the pulling direction. The invention can be applied to all types of couplings with a parallelogram lock in the Scharfenberg design.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge mit einem in Scharfenberg-Bauart ausgeführten Kupplungskopf mit einem Kupplungskopfgehäuse und hierin angeordnete Kuppelverschlussmittel, umfassend einen Hauptbolzen, eine Kuppelöse, einen Kuppelösenbolzen und ein Herzstück. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Kupplungsanordnung, bestehend aus zwei miteinander verbundenen Mittelpufferkupplungen der vorgenannten Art.The present invention relates to an automatic central buffer coupling for rail vehicles with a coupling head of the Scharfenberg type with a coupling head housing and coupling locking means arranged therein, comprising a main pin, a coupling eyelet, a coupling eyelet bolt and a frog. Furthermore, the invention also relates to a coupling arrangement, consisting of two interconnected central buffer couplings of the aforementioned type.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Schienenfahrzeugtechnik. Zum Aneinanderkoppeln von einzelnen Wagen oder Teilzügen kommen die hier interessierenden Mittelpufferkupplungen zum Einsatz, welche im Bereich der Wagenlängsachse angeordnet eine Kombination von Puffer und Kupplung darstellen. Konkret bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine technische Verbesserung einer Mittelpufferkupplung nach Scharfenberg-Bauart. Dabei bilden die miteinander verbundenen Kupplungsköpfe eine steife Verbindung, um das Mitkuppeln von elektrischen und/oder pneumatischen Verbindungen zu ermöglichen. Zum Ausgleich von Relativbewegungen zwischen den gekuppelten Wagen sind die Kupplungen gewöhnlich im Fahrzeuguntergestell befestigt und sind über ihre Anlenkung vertikal und horizontal schwenkbar gelagert. Bei dieser Anordnung werden Druckkräfte über die gegeneinander zur Anlage kommenden Kupplungskopfgehäuse übertragen, wohingegen die Zugkräfte auch über die innen liegenden Kuppelverschlussmittel übertragen werden.The field of application of the invention extends to rail vehicle technology. The central buffer couplings of interest here are used to couple individual wagons or partial trains together. They are arranged in the area of the longitudinal axis of the wagon and represent a combination of buffer and coupling. More specifically, the present invention relates to a technical improvement of a central buffer coupling of the Scharfenberg type. The coupling heads connected to one another form a rigid connection in order to enable electrical and/or pneumatic connections to be coupled together. In order to compensate for relative movements between the coupled cars, the couplings are usually fastened in the vehicle underframe and are pivoted vertically and horizontally via their articulation. With this arrangement, compressive forces are transmitted via the coupling head housings that come into contact with one another, whereas the tensile forces are also transmitted via the coupling closure means located on the inside.

Stand der TechnikState of the art

Aus der CH 39226 geht eine gattungsgemäße Mittelpufferkupplung in Scharfenberg-Bauart hervor. Jedes der Kupplungskopfgehäuse einer Kupplungsanordnung mit zwei zueinander korrespondierenden Mittelpufferkupplungen ist mit jeweils einem Kegel und einem TrichterCH 39226 shows a central buffer coupling of the same type in the Scharfenberg design. Each of the coupling head housings of a coupling arrangement with two central buffer couplings that correspond to one another is equipped with a cone and a funnel

LK:LK:

versehen, welche beim Kuppeln mit den komplementären Teilen der Gegenkupplung zusammengefügt werden und dadurch zu einer Ausrichtung beider Kupplungsköpfe zueinander führen. Aus einem Durchbruch im Kegel ragt eine Kuppelöse, die beim Kuppelvorgang mit dem Kegel in den Trichter der Gegenkupplung eintaucht. Im Kupplungskopfgehäuse ist ein Hauptbolzen befestigt, auf dem drehbar eine Hakenscheibe - das sogenannte Herzstück - angeordnet ist. Das Herzstück trägt einen Kuppelösenbolzen, um den sich die Kuppelöse dreht. Im Herzstück befindet sich ein Hakenmaul in Form eines offenen Langlochs. Die Mittelachse von dessen Rundungsfläche liegt um 180° versetzt auf dem gleichen Radius wie der Kuppelösenbolzen relativ zum Hauptbolzen. Dies ist deshalb erforderlich, weil bei unterschiedlichen Radien von Kuppelösenbolzen und Hakenmaul sich die durch die Kuppelösen verbundenen Herzstücke gegenseitig blockieren würden und keine Bewegung möglich wäre. Der Bewegung des Kuppelösenbolzens des einen Herzstücks um einen Winkel muss die gleiche Winkelbewegung des anderen Herzstücks gegenüberstehen. Beim Kuppelvorgang ziehen eine oder mehrere Zugfedern das Herzstück gegen eine Anschlagfläche am Kupplungskopfgehäuse in eine gekuppelte Stellung. Die Kuppelöse greift beim Kuppeln in das Hakenmaul der Gegenkupplung ein. Die Öffnung im Kegel des Kupplungsgehäuses ist mit Begrenzungsflächen versehen, innerhalb des dadurch bestimmten Bereiches sich die Kuppelöse bewegen kann. Beim Zusammenfahren zweier Kupplungsköpfe treffen beide Kuppelösen bei diesem Stand der Technik auf das jeweilige Herzstück der gegenüberliegenden Kupplung. Beim weiteren Zusammenfahren verdrehen die Kuppelösen ihre Herzstücke gegen die Kraft der jeweiligen Zugfeder. Dadurch gleiten die Kuppelösen in das entsprechende Hakenmaul des Herzstücks, so dass Trichter und Kegel beider Kupplungen in der eingekuppelten Stellung zusammengefügt werden. Die Kuppelösen und die Herzstücke verdrehen sich aufgrund der auf sie wirkenden Federkräfte bis zu ihren Anschlägen, wodurch die Kuppelösen in die eingekuppelte Stellung bewegt werden.provided, which are joined together when coupling with the complementary parts of the counter-coupling and thereby lead to an alignment of both coupling heads to each other. A coupling eyelet protrudes from an opening in the cone, which dips into the funnel of the counter-coupling with the cone during the coupling process. A main bolt is fastened in the coupling head housing, on which a hook disk - the so-called frog - is arranged so that it can rotate. The frog carries a coupling eyelet bolt around which the coupling eyelet rotates. In the frog there is a hook mouth in the form of an open long hole. The central axis of its rounded surface is offset by 180° on the same radius as the coupling eye bolt relative to the main bolt. This is necessary because with different radii of the coupling eye bolt and hook mouth, the frogs connected by the coupling eyes would block each other and no movement would be possible. The angular movement of the coupling eye bolt of one frog must be matched by the same angular movement of the other frog. During the coupling process, one or more tension springs pull the frog into a coupled position against a stop surface on the coupling head housing. When coupling, the coupling eye engages in the hook mouth of the counter-coupling. The opening in the cone of the coupling housing is provided with limiting surfaces within which the coupling eyelet can move. In this state of the art, when two coupling heads are brought together, both coupling eyes hit the respective heart of the opposite coupling. As they move together further, the coupling eyes twist their frogs against the force of the respective tension spring. As a result, the coupling eyes slide into the corresponding hooked mouth of the frog, so that the funnel and cone of both couplings are joined together in the coupled position. Due to the spring forces acting on them, the coupling eyes and frogs rotate up to their stops, as a result of which the coupling eyes are moved into the engaged position.

Aus der neuerlichen Normschrift DIN EN 16019 geht eine auf dem vorgenannten ursprünglichen Kupplungsprinzip basierende standardisierte aktuelle Ausführungsform hervor. Die Kuppelverschlussmittel bilden im eingekuppelten Zustand ein Kräfteparallelogramm, innerhalb dessen sich die Zugkräfte gleichmäßig auf beide Verschlussstränge verteilen. Das Gleichgewicht der Kräfte beugt einem ungewollten Öffnen der verriegelten Kupplungsverschlussmittel vor. Während die Druckkräfte über die ebenen Stirnflächen der Kupplungskopfgehäuse übertragen werden, laufen die Zugkräfte über das besagte Kräfteparallelogramm der Kupplungsverschlussmittel. Gemäß der Norm ist der Kupplungskopf für eine Zugkraft von 1.000 kN und eine Druckkraft von 1.500 kN auszulegen, was für normale Betriebsbedingungen gilt.From the recent standard DIN EN 16019, a standardized current embodiment based on the aforementioned original coupling principle emerges. In the engaged state, the coupling closure means form a parallelogram of forces, within which the tensile forces are distributed evenly over the two closure cords. The balance of forces prevents unintentional opening of the locked coupling closure means. While the compressive forces are transmitted via the flat end faces of the coupling head housing, the tensile forces run via the aforesaid parallelogram of forces of the coupling locking means. According to the standard, the coupling head must be designed for a tensile force of 1,000 kN and a compressive force of 1,500 kN, which applies to normal operating conditions.

Steigt die auf die Kupplungsanordnung während des Betriebes ausgeübte Druckkraft über den vorgenannten Belastungswert an, so führt dies wegen der stabilen Gehäusestatik in der Regel nicht zu unmittelbaren Schädigungen. Steigt jedoch die Zugkraft über den vorgenannten Belastungswert, so kann es zu einem unkontrollierten Bauteilversagen kommen. Zumeist erweist sich das Herzstück als schwächste Bauteilkomponente, die bauartbedingt ab ca. 2.200 kN versagt. Hierdurch treten irreparable Schäden durch plastische Verformungen auch angrenzender Bauteilkomponenten der Kupplungsverschlussmittel auf.If the compressive force exerted on the coupling arrangement during operation rises above the above-mentioned load value, this generally does not lead to direct damage because of the stable statics of the housing. However, if the tensile force exceeds the aforementioned load value, uncontrolled component failure can occur. In most cases, the heart proves to be the weakest component, the design ding fails from approx. 2,200 kN. As a result, irreparable damage occurs due to plastic deformations of adjacent structural components of the coupling locking means.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Mittelpufferkupplung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass eine überhohe Zugkraftbelastung ein reparables Bauteilversagen erzeugt und zu einem kontrollierten Trennen der Mittelpufferkupplung führt und auftretende Druckbelastungen keinen Einfluss auf diesen Mechanismus haben.It is therefore the object of the present invention to further improve an automatic central buffer coupling of the generic type in such a way that an excessive tensile force load causes a repairable component failure and leads to a controlled separation of the central buffer coupling and pressure loads that occur have no effect on this mechanism.

Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Die Aufgabe wird ausgehend von einer automatischen Mittelpufferkupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Hinsichtlich einer aus zwei solchen Mittelpufferkupplungen bestehenden Kupplungsanordnung wird die Aufgabe durch Anspruch 8 gelöst. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.The object is achieved based on an automatic central buffer coupling according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. With regard to a coupling arrangement consisting of two such central buffer couplings, the object is achieved by claim 8. The respective dependent claims refer back to advantageous developments of the invention.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zum Sicherheitslösen einer Kuppelverbindung ab Überschreiten einer überlastenden Ansprechkraft F_A in Zugrichtung der Kuppelösenbolzen der Kupplungsverschlussmittel als ein Abscherbolzen ausgebildet ist. Damit richtet sich die erfindungsgemäße Maßnahme auf eine Spezifikation und Modifikation eines bestimmten Bauteils der in den Kupplungskraftfluss eingebundenen Kuppelverschlussmittel, hier dem Kuppelösenbolzen. Die übrigen Bauteile, insbesondere der Hauptbolzen, die Kuppelöse sowie das Herzstück und Kupplungskopfgehäuse können unverändert bleiben. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Lösung auch zum Nachrüsten bestehender Kupplungsköpfe in Scharfenberg-Bauart.The invention includes the technical teaching that, for the safety release of a coupling connection when an overloading response force F _A is exceeded in the pulling direction, the coupling eyebolt of the coupling locking means is designed as a shear bolt. The measure according to the invention is therefore aimed at specifying and modifying a specific component of the coupling locking means involved in the flow of clutch force, here the coupling eyebolt. The other components, in particular the main bolt, the coupling eyelet, the frog and the coupling head housing can remain unchanged. The solution according to the invention is therefore also suitable for retrofitting existing coupling heads of the Scharfenberg type.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht darauf, dass die Lastpfade für Druck- und Zugkräfte im Bereich des Kupplungskopfes unterschiedlich sind. Die Kuppelverschlussmittel, im Wesentlichen bestehend aus Hauptbolzen, Kuppelöse, Kuppelösenbolzen und Herzstück, übertragen in kraftflussgerechter Aneinanderreihung die Zugkräfte, wobei allein der Kuppelösenbolzen mit mindestens einer Sollbruchstelle ausgestattet ist. Hierdurch kann der Kuppelösenbolzen ab einer kritischen Scherbelastung entsprechend einer zugeordneten Ansprechkraft F_A kontrolliert versagen, wodurch die Kuppelverbindung gelöst wird. Durch die konkrete Ausführung als Abscherbolzen lässt sich die Ansprechkraft F_A relativ genau dimensionieren, so dass eine zuverlässige Funktion gewährleistet ist. Versagt ein Kuppelösenbolzen bei Überbelastung, so werden die Zugkräfte nicht mehr zu gleichen Teilen über beide Kuppelösen der Kupplungsanordnung übertragen, sondern nur noch über eine Kuppelöse. Ein Kräftegleichgewicht im Parallelogramm der gekuppelten Verschlussmittel liegt nun nicht mehr vor. Infolgedessen dreht einer der beiden Kuppelverschlüsse auf und rotiert in die geöffnete Stellung. Dies hat die gewollte Trennung der Kupplungsanordnung zur Folge.The solution according to the invention is based on the fact that the load paths for compressive and tensile forces are different in the area of the coupling head. The coupling locking means, essentially consisting of the main pin, coupling eyelet, coupling eyelet bolt and frog, transmit the tensile forces in a sequence appropriate to the flow of force, with the coupling eyelet bolt alone being equipped with at least one predetermined breaking point. As a result, the coupling eyebolt can fail in a controlled manner from a critical shear load corresponding to an associated response force F _A , as a result of which the coupling connection is released. Due to the specific design as a shear bolt, the response force F _A can be dimensioned relatively precisely, so that reliable functioning is guaranteed. If a coupling eye bolt fails due to overloading, the tensile forces are no longer transmitted in equal parts via both coupling eyes of the coupling arrangement, but only via one coupling eye. There is now no longer an equilibrium of forces in the parallelogram of the coupled locking means. As a result, one of the two dome latches will twist open and rotate to the open position. This results in the desired separation of the clutch arrangement.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird keine Belastung der Kuppelösenbolzen bei Druckbelastung der Kupplungsanordnung erzeugt, so dass diese vorteilhafter Weise lediglich bei übermäßiger Zugbelastung reagiert. Außerdem können die beim kontrollierten Bauteilversagen des Kuppelösenbolzens anfallenden Bruchstücke nicht herabfallen, sondern verbleiben im Kupplungskopfgehäuse. Als einziges Austauschteil nach einem Sicherheitslösen sind die erfindungsgemäß modifizierten Kuppelösenbolzen auszutauschen, so dass eine einfache Reparatur der Mittelpufferkupplung ermöglicht wird.Due to the solution according to the invention, no loading of the coupling eyelet bolts is generated when the coupling arrangement is subjected to pressure loading, so that this advantageously only reacts to excessive tensile loading. In addition, the fragments resulting from the controlled component failure of the coupling eyebolt cannot fall down, but remain in the coupling head housing. The coupling eye bolts modified according to the invention are the only replacement part to be replaced after a safety release, so that a simple repair of the central buffer coupling is made possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der zwischen einer endseitig gabelförmig ausgestalteten Kuppelöse und einem hierin zum Eingriff kommenden Teil des Herzstücks verlaufende Kuppelösenbolzen mit mindestens einer Umfangskerbe als Sollbruchstelle versehen ist. Durch diese außenumfängliche Sollbruchstelle wird der erfindungsgemäße Abscherbolzen gebildet. Vorzugsweise weist die mindestens eine Umfangskerbe einen spitzwinkligen Kerbquerschnitt auf, welcher sich in einfacher Weise durch Spanen eines vorgefertigten Metallbolzens erzeugen lässt. Der Kerbquerschnitt kann dabei auch mit Radien versehen werden. Die mindestens eine Umfangskerbe verläuft fertigungsbedingt vorzugsweise über den gesamten Umfangskreis des Kuppelösenbolzens. Es ist jedoch auch denkbar, nur eine abschnittsweise Einkerbung als Sollbruchstelle einzubringen.According to a preferred embodiment of the solution according to the invention, it is provided that the coupling eyebolt running between a fork-shaped coupling eyelet at the end and a part of the frog engaging therein is provided with at least one circumferential notch as a predetermined breaking point. The shear bolt according to the invention is formed by this external predetermined breaking point. The at least one peripheral notch preferably has an acute-angled notch cross section, which can be produced in a simple manner by machining a prefabricated metal bolt. The notch cross section can also be provided with radii. The at least one circumferential notch preferably runs over the entire circumferential circle of the coupling eyebolt for production reasons. However, it is also conceivable to introduce only a sectional notch as a predetermined breaking point.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Kuppelösenbolzen mit genau zwei Umfangskerben versehen, die in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind, der mit dem hierzu korrespondierenden Grenzbereich zwischen Herzstück und gabelförmiger Kuppelöse übereinstimmt. Hierdurch werden zwei an der Stelle der Scherkrafteinwirkung angeordnete Sollbruchstellen geschaffen, welche ein besonders definiertes Bauteilversagen ermöglichen, da die Umfangskerben in den Scherebenen zwischen Kuppelöse und Herzstück verlaufen. Dies erlaubt eine anwendungsspezifische Einstellung der Ansprechkraft F_A. According to a particularly preferred embodiment, the coupling eye bolt is provided with exactly two peripheral notches, which are arranged at an axial distance from one another that corresponds to the corresponding border area between the frog and the fork-shaped coupling eye. As a result, two predetermined breaking points are created at the point where the shearing force is applied, which allow a particularly defined component failure, since the circumferential notches run in the shearing planes between the coupling eyelet and frog. This allows application-specific adjustment of the response force F _A .

Vorzugsweise ist der Kuppelösenbolzen nach Art eines Rundbolzens ausgebildet, der seitens des distalen Endes mit einem Sprengring in der Montageposition gesichert ist. Hierdurch lässt sich eine einfache Montage sowie Demontage in funktionsgerechter Position realisieren.The coupling eyelet bolt is preferably designed in the manner of a round bolt, which is secured on the distal end with a snap ring in Mon daily position is secured. This allows for easy assembly and disassembly in a functional position.

Gemäß einer anderen die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme ist der als Abscherbolzen ausgebildete Kuppelösenbolzen mit mindestens einem innen liegenden Schmierkanal durchzogen, welcher Schmieröl oder Schmierfett von der Stirnseite des Kuppelösenbolzens an die Außenmantelfläche zur Schmierung der Gelenkverbindung zwischen Kuppelöse und Herzstück leitet. Da die Schmierkanäle innen liegend verlaufen und nicht die Position und Ausbildung der Umfangskerben beeinträchtigen, lässt sich die Abscherfunktion mit der Schmierfunktion ohne gegenseitige Beeinträchtigungen kombinieren.According to another measure that further improves the invention, the coupling eye bolt designed as a shear bolt has at least one internal lubrication channel running through it, which conducts lubricating oil or lubricating grease from the front side of the coupling eye bolt to the outer lateral surface for lubricating the articulated connection between the coupling eye and frog. Since the lubricating channels run internally and do not affect the position and formation of the peripheral notches, the shearing function can be combined with the lubricating function without mutual interference.

Die zwei der vorstehend beschriebenen Mittelpufferkupplungen lassen sich zu einer Kupplungsanordnung kombinieren, wobei die je zugeordneten Kuppelösenbolzen im Rahmen des Parallelogrammverschlusses derart zusammenwirken, dass die Kupplungsanordnung bei Überschreiten einer Ansprechkraft F_A in Zugrichtung löst, welche je nach Anwendung und Bauart der Kupplung im Bereich zwischen 200 bis 2.000 kN, vorzugsweise bei 1.500 kN + 15%, liegt. Denn die erfindungsgemäße Lösung lässt sich sowohl für geringe Zugkräfte als auch für sehr hohe Zugkräfte dimensionieren.The two central buffer couplings described above can be combined to form a coupling arrangement, with the associated coupling eye bolts interacting within the framework of the parallelogram lock in such a way that the coupling arrangement is released when a response force F _A is exceeded in the pulling direction, which, depending on the application and design of the coupling, is in the range between 200 to 2,000 kN, preferably 1,500 kN + 15%. Because the solution according to the invention can be dimensioned both for low tensile forces and for very high tensile forces.

Vorzugsweise sind beide Kupplungsköpfe einer Kupplungsanordnung jeweils mit einem als Abscherbolzen ausgeführten Kuppelösenbolzen ausgestattet. Soll eine Ansprechkraft F_A von 1.500 kN realisiert werden, so entspricht dies bei gleichmäßiger Aufteilung der Lasten im Kräfteparallelogramm für jeden Bolzen einer Ansprechkraft von 750 kN.Both coupling heads of a coupling arrangement are preferably each equipped with a coupling eyelet bolt designed as a shear bolt. If a response force F _A of 1,500 kN is to be achieved, this corresponds to a response force of 750 kN for each bolt, given an even distribution of the loads in the parallelogram of forces.

Figurenlistecharacter list

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 einen teilweisen Längsschnitt durch einen Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung,
2 eine aus zwei eingekuppelten Kupplungsköpfen zusammengesetzte Kupplungsanordnung, und
3 einen Längsschnitt durch die Kuppelverschlussmittel im Bereich des Kuppelösenbolzens.

Further measures improving the invention are presented in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:

1 a partial longitudinal section through a coupling head of an automatic central buffer coupling,
2 a clutch assembly composed of two clutch heads engaged, and
3 a longitudinal section through the coupling locking means in the area of the coupling eyebolt.

Gemäß 1 besteht ein nach Scharfenberg-Bauart ausgeführter Kupplungskopf 1 einer automatischen Mittelpufferkupplung für ein - hier nicht weiter dargestelltes - Schienenfahrzeug im Wesentlichen aus einem frontseitigen Trichter 2 zur Aufnahme eines Kegels 6 des - hier nicht dargestellten - korrespondierenden Kupplungskopfes, welche an einem Kupplungskopfgehäuse 9 ausgebildet sind.According to 1 a coupling head 1 of an automatic central buffer coupling for a rail vehicle - not shown here - consists essentially of a funnel 2 on the front side for receiving a cone 6 of the - not shown here - corresponding coupling head, which is designed on a coupling head housing 9.

Das Kupplungskopfgehäuse 9 beherbergt mechanische Kuppelverschlussmittel, umfassend einen Hauptbolzen 3 zur Schwenklagerung eines Herzstücks 4 mit trichterseitigem Hakenmaul. Am Herzstück 4 ist eine Kuppelöse 5 mittels Kuppelösenbolzen 8 angelenkt, deren distales Ende im Bereich des Kegels 6 zur Bildung einer Zugstange angeordnet ist. Das Herzstück 4 wird über eine oder mehrere Zugfedern 7 in eine gekuppelte Stellung gedreht sowie durch den Kegel einer in den Trichter einer Gegenkupplung eintauchenden Kupplung der jeweilige Auslösemechanismus des exemplarischen 2-Stellungs-Verschlusses gedrückt wird.The coupling head housing 9 accommodates mechanical coupling locking means, comprising a main bolt 3 for pivoting a frog 4 with a hook mouth on the funnel side. A coupling eyelet 5 is articulated on the frog 4 by means of coupling eyelet bolts 8, the distal end of which is arranged in the area of the cone 6 to form a tie rod. The frog 4 is rotated via one or more tension springs 7 into a coupled position and the respective release mechanism of the exemplary 2-position breech is pressed by the cone of a coupling dipping into the funnel of a counter-coupling.

Die Kuppelverschlussmittel umfassen als Auslösemechanismus ein Federlager 10, welches auf einen Auslösestempel 11 mit hiervon abgehender Klinkenstange wirkt. Dieser Auslösemechanismus dient bei Bauformen in 2-Stellungs-Verschluss Bauweise dazu, den Kuppelverschluss aus seiner vorgespannt kuppelbereiten Stellung freizugeben, so dass dieser durch die Kraft der Zugfedern in die gekuppelte Stellung drehen kann.The coupling closure means comprise a spring bearing 10 as a release mechanism, which acts on a release plunger 11 with a ratchet rod extending therefrom. This release mechanism is used in designs with a 2-position lock design to release the coupling lock from its pretensioned position ready for coupling, so that it can rotate into the coupled position using the force of the tension springs.

Die 2 zeigt zwei der vorstehend beschriebenen Kupplungsköpfe 1 und 1' mit jeweils innen liegenden miteinander korrespondierenden Kuppelverschlussmitteln zur Bildung einer eingekuppelten Kupplungsanordnung. Hierbei sind beide Kuppelösenbolzen 8 und 8' als Abscherbolzen ausgeführt.the 2 1 shows two of the coupling heads 1 and 1' described above, each with internal coupling locking means which correspond to one another, for forming an engaged coupling arrangement. In this case, both coupling eye bolts 8 and 8' are designed as shear bolts.

Gemäß 3 ist der zwischen einer endseitig gabelförmig ausgebildeten Kuppelöse 5 und dem hierin zum Eingriff kommenden Teil des Herzstücks 4 verlaufende Kuppelösenbolzen 8 mit zwei axial voneinander beabstandet angeordneten Umfangskerben 12a und 12b versehen, welche dem Kuppelösenbolzen 8 die Eigenschaft eines Abscherbolzens verleihen, um bei Überschreiten einer über die Dimensionierung der miteinander zusammenwirkenden Bauteile festlegbaren Ansprechkraft F_A in Zugrichtung ein Sicherheitslösen der Kuppelverbindung herbeizuführen.According to 3 the coupling eye bolt 8 running between a fork-shaped coupling eyelet 5 at the end and the part of the frog 4 that engages therein is provided with two circumferential notches 12a and 12b arranged at an axial distance from one another, which give the coupling eyelet bolt 8 the property of a shearing bolt, so that when a force exceeding the Dimensioning of the interacting components definable response force F _A to bring about a safety release of the coupling connection in the direction of pull.

Der Kuppelösenbolzen 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nach Art eines Bundbolzens ausgebildet und ist seitens des distalen Endes mit einem Sprengring 13 in der Montageposition gesichert. Außerdem ist der Kuppelösenbolzen 8 bei diesem Ausführungsbeispiel von einem innen liegenden Schmierkanal 14 durchzogen, von welchem zumindest ein Querabschnitt abgeht, um die Gelenkverbindung zwischen Kuppelöse 5 und Herzstück 4 zu schmieren, beispielsweise über einen stirnseitigen Schmiernippel.In this exemplary embodiment, the coupling eye bolt 8 is designed in the manner of a collar bolt and is secured in the mounting position on the distal end with a snap ring 13 . In addition, in this exemplary embodiment, the coupling eye bolt 8 is traversed by an internal lubrication channel 14 , from which at least one transverse section extends in order to close the articulated connection between the coupling eye 5 and frog 4 lubricate, for example via a grease nipple on the front.

Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es können vielmehr auch Abwandlungen hiervon realisiert werden, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass eine einzige Umfangskerbe oder andere bauteilschwächende Strukturen als Sollbruchstelle vorgesehen wird, falls beispielsweise die gelenkig miteinander verbundenen Bauteile Herzstück 4 und Kuppelöse 5 nicht über eine Gabelverbindung aneinander angelenkt sind.The solution according to the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment described above. On the contrary, modifications thereof can also be implemented, which are included in the scope of protection of the following claims. It is also possible, for example, to provide a single peripheral notch or other structure that weakens the component as a predetermined breaking point if, for example, the articulated components frog 4 and coupling eyelet 5 are not articulated to one another via a fork connection.

BezugszeichenlisteReference List

11: Kupplungskopfcoupling head
22: Trichterfunnel
33: Hauptbolzenmain bolt
44: Herzstückheart
55: Kuppelösecoupling eyelet
66: Kegelcone
77: Zugfedertension spring
88th: Kuppelösenbolzenhitch bolt
99: Kupplungskopfgehäusecoupling head housing
1010: Federlagerspring bearing
1111: Auslöseeinheittrigger unit
1212: Umfangskerbecircumferential notch
1313: Sprengringsnap ring
1414: Schmierkanallubrication channel

Claims

Automatic central buffer coupling for rail vehicles with a coupling head (1) of the Scharfenberg type with a coupling head housing (9) and coupling locking means arranged therein, comprising a main pin (3), a coupling eye (5), a coupling eye bolt (8) and a frog (4) , characterized in that for the safety release of a coupling connection when a response force (F _A ) is exceeded in the pulling direction, the coupling eye bolt (8; 8') of the coupling locking means is designed as a shear bolt.

Automatic central buffer coupling after claim 1 characterized in that the coupling eye bolt (8; 8') running between a fork-shaped coupling eyelet (5) and a part of the frog (4) engaging therein is provided with at least one circumferential notch (12a, 12b) as a predetermined breaking point.

Automatic central buffer coupling after claim 2 , characterized in that the at least one peripheral notch (12a, 12b) has an acute-angled notch cross-section.

Automatic central buffer coupling after claim 2 or 3 , characterized in that the at least one peripheral notch (12a, 12b) runs over the entire peripheral circle of the coupling eyebolt (8; 8').

Automatic central buffer coupling after claim 2 , characterized in that the coupling eye bolt (8; 8') is provided with exactly two circumferential notches (12a, 12b) which are arranged at an axial distance from one another in the corresponding border area between the frog (4) and the fork-shaped coupling eye (5) in order to to form two assigned predetermined breaking points in the areas of the coupling eye bolt (8; 8') that are subject to shear forces.

Automatic central buffer coupling according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the coupling eyebolt (8; 8') is designed in the manner of a collar bolt which is secured in the mounting position on the distal end with a snap ring (13).

Automatic central buffer coupling according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the coupling eyelet bolt (8; 8') designed as a shearing bolt has at least one internal lubricating channel (14) running through it, which lubricating oil or lubricating grease flows from one end face of the coupling eyelet bolt (8; 8') to the outer lateral surface for lubricating the articulated connection between the coupling eyelet (5) and frog (4).

Coupling arrangement consisting of two interconnected central buffer couplings with mutually corresponding coupling heads (1, 1') of the Scharfenberg type, of which at least one of the two central buffer couplings is designed according to one of the preceding claims.

clutch arrangement claim 8 , characterized in that the associated coupling eyebolts (8, 8') interact within the framework of a parallelogram lock in such a way that the coupling arrangement is released when the response force in the pulling direction is exceeded, which, depending on the application, is in the range between 200 and 2,000 kN, preferably at 1,500 kN +15% lies.

clutch arrangement claim 8 or 9 , characterized in that both coupling heads (1, 1') are equipped with coupling eyebolts (8, 8') designed as shearing bolts.