EP1247715A1 - Traction and buffing device for railway vehicles - Google Patents
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- EP1247715A1 EP1247715A1 EP01130585A EP01130585A EP1247715A1 EP 1247715 A1 EP1247715 A1 EP 1247715A1 EP 01130585 A EP01130585 A EP 01130585A EP 01130585 A EP01130585 A EP 01130585A EP 1247715 A1 EP1247715 A1 EP 1247715A1
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- European Patent Office
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- coupling rod
- pulling
- pushing device
- flange
- spring
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G9/00—Draw-gear
- B61G9/04—Draw-gear combined with buffing appliances
- B61G9/06—Draw-gear combined with buffing appliances with rubber springs
Definitions
- the invention relates to a pulling and pushing device for rail vehicles according to the preamble of claim 1.
- a fundamental problem with train and push devices for rail vehicles consists in the fact that in push mode or when braking via the respective Pulling and pushing device Pushing forces from one rail vehicle to the other are exercised, which is a sideways component, i.e. a cross to Longitudinal force of the rail vehicle have directed force.
- These cross components occur especially when driving through curves, because the longitudinal central axis of a rail vehicle at an angle to the longitudinal central axis of the preceding or following rail vehicle. So that Derailment safety of rail vehicles is guaranteed, this cross component may not exceed a certain value in relation to the longitudinal force.
- EP 1 022 206 is a generic pulling and pushing device known for close coupled rail vehicles. This is on both sides with each a support plate for attachment to the undercarriage of the rail vehicle. Each support plate contains a fork head for receiving a hinge pin which the head of the clutch is articulated.
- DE 41 18 529 is a pulling and pushing device for short-coupled Rail vehicles known.
- This is provided with a pull and push rod, the head part of which is connected to a drawbar via a hinge pin.
- the end face of this head part lies directly on the pressure plate fixed to the vehicle.
- FIG. 00/64723 Another generic coupling device for rail vehicles is out WO 00/64723 known.
- This coupling device has a central coupling rod on, both ends of which are connected to the rail vehicle via an articulated connection are connected.
- the articulation has fastened to the coupling rod Yoke on, along with a tie rod with a spherical head Ball joint forms.
- the yoke is supported on the pressure side by a spring-loaded Pressure plate.
- the object of the invention is based on the known prior art now in a clutch arrangement defined in the preamble of claim 1 for To design rail vehicles so that when pressure forces occur Ratio of lateral force to longitudinal force (Fq / FI), especially with unfavorable ones Conditions is smaller, so that the derailment safety of the rail vehicles is increased when impact forces occur.
- the basic idea according to the invention is on both sides of the central one Coupling rod a rotary fastening devices for fixing to the rail vehicle to provide, the pivot point of the joint of the respective rotary fastening device in the area or behind a force application surface, over which Impact forces from the coupling rod to the respective rotary fastening device are transmitted, and wherein between said force application surface and the coupling rod means are arranged, which the lateral deflection of the Coupling rod is the center of power transmission for impact forces in the deflection direction move the coupling rod.
- Fig. 1 shows a pulling and pushing device, which is particularly suitable for close coupling of rail vehicles. Because the pulling and pushing device is symmetrical in the following explanations, mostly only the left, cut half of the pulling and pushing device referred. It understands that corresponding parts are also available on the other -right- side are.
- the pulling and pushing device has a central coupling rod 1, which preferably is produced as a cast part, in particular as a spheroidal cast iron part.
- the coupling rod 1 is essentially tubular, the wall thickness towards the end 2 increases.
- the end face of the coupling rod 1 is closed by a closing part 3.
- a rotary fastening device 5, 6 arranged on both sides of the coupling rod 1 .
- This comprises a flange 8, by means of which the Pulling and pushing device is attached to the rail vehicle (not shown).
- the flange 8 is arranged between two spring assemblies 9, 12, the inner Spring assembly 9 in the direction of impact and the outer spring assembly 12 in the pulling direction is.
- the reference numeral 26 designates a force introduction surface over which Impact forces from the coupling rod 1 to the fixed to be fixed to the vehicle Flange are transmitted.
- the force introduction surface 26 falls with the end face of the flange 8 facing the head part 18. This Force introduction surface 26 thus forms the transition from the deflectable for impact forces to those permanently connected or to be connected to the rail vehicle Elements.
- Both the sleeve 16 and the end part 3 of the coupling rod 1 are with each a through hole 4, 17 through which the pull rod 20 extends.
- the pull rod 20 designed as a head screw serves to pretension the two spring assemblies 9, 12 and the transmission of tensile forces.
- To support the active spring package 12 is between the head 21 of the pull rod 20 and the spring assembly 12 a pressure plate 27 is arranged.
- a pressure plate 27 is arranged at the thread end 22 of the Pull rod 20 is screwed on a nut 24, which is located on the inside of the End part 3 of the coupling rod 1 supports.
- the nut 24 is by means of a locking ring 23 secured against rotation.
- the flange 8 is fixed to the pull rod 20 by means of a ball joint 7.
- the fulcrum 29 of the ball joint 7 lies behind the force introduction surface 26 of the Flange 8.
- the bore 4 in the end part 3 is preferably so large that under a radial gap between the pull rod 20 and the Bore wall in the final part 3 remains and no executives the end part 3 are exerted on the pull rod 20.
- the executives will preferably on the sleeve 16 on the guide bands 19 and thus on the Transfer coupling rod 1. With this configuration, the Drawbar 20 acting bending forces are reduced.
- Each spring assembly 9, 12 consists of a large number of elastomeric plastics Manufactured spring elements 10, 13 which between themselves by washers 11, 14th are separated. By providing independent spring assemblies 9, 13 for pressure and tension a smooth change from train to push and vice versa is achieved. Through the Arrangement of the flange 8 between the two preloaded spring assemblies 9, 12 is the flange 8 in the unloaded idle state in a so-called Floating position in which an absolutely shock-free stroke enables changes in force becomes. This behavior, which is very advantageous in terms of train dynamics, is particularly noticeable also achieved through any waiver of stroke limitations.
- the headboard 18 is provided with a flattened middle part, is not deflected Coupling rod 1, i.e.
- the one at least partially provided with a spherical surface 25 Head part 18 also arranged directly on the coupling rod 1 and thereby on the Sleeve 16 are dispensed with.
- the spring assembly that is active on the pressure side would have to be relocated to the inside of the coupling rod and the pull rod 20 accordingly be dimensioned.
- the flange 8 could also face the one facing the head part 18 Side with a partially spherical surface and the head part 18 is provided with a straight or slightly spherical surface become.
- the mounting flange 8 is shown in a plan view, from which in particular Fastening holes 28 can be seen, which for performing Screws are provided, by means of which the flange 8 and thus the tension and Push device can be fixed to the rail vehicle.
- the shown Flange 8 can, however, also use flanges without mounting holes become.
- the respective flange is placed in a corresponding slot introduced in the rail vehicle, preferably on the underside a locking plate is provided which prevents the flange from falling out prevents.
- FIG 3 shows the left side of the pulling and pushing device according to FIG Condition in an enlarged view.
- At 30 is the flattened middle part of the Designated head part 18.
- the coupling rod 1 is in the present case by approximately 6 ° the hinted vehicle longitudinal axis 32 of the rail vehicle deflected, the longitudinal central axis of the coupling rod 1 with the Reference numeral 33 is provided. From this representation it can be seen that by the deflection of the coupling rod 1, the contact between the head part 18th the sleeve 16 and the flange 8 in the direction of deflection of the coupling rod 1, i.e.
- Fig. 4 shows the pulling and pushing device in a first operating state, which can occur when driving through an S-bend.
- the force action line 34 running between the pressure introduction points XI, Xr runs practically parallel to the schematically illustrated longitudinal axes 35, 36 of the rail vehicles.
- the lateral forces can be kept very low.
- the angle between the line of action 34 and the longitudinal central axis 37 of the coupling rod 1 is denoted by a.
- the direction of deflection of the coupling rod 1 with respect to the left flange 8 is indicated by an arrow 38 and the direction of displacement of the left force application point XI by an arrow 39.
- the head part 18 and the pressure-side force application point XI thus shift in the direction of deflection 38 when the coupling rod 1 is deflected the coupling rod 1.
- Fig. 5 shows schematically two connected by means of a pulling and pushing device Rail vehicles 40, 41.
- the operating state shown then occurs, for example when the right rail vehicle is in an arc with a radius of approx. Retracts 150m.
- the force action line 44 is only a small one Includes angle with the longitudinal central axis 42, 43 of the respective vehicle 40, 41, or runs practically parallel to it.
- FIG. 6 shows a schematically illustrated pulling and pushing device in the state, when the two rail vehicles 45, 46 pass through a UIC-S curve. Also here the line of action 49 runs practically parallel to the longitudinal axes 47, 48 of the rail vehicles 45, 46, so that the lateral forces are again very small.
- FIG. 7 shows an alternative embodiment of a pulling and pushing device, in the following, in particular the differences from the previous exemplary embodiment 1 to 4 is received. Same parts are in this embodiment with the addition "a”.
- the pulling and pushing device has a central coupling rod 1a, which, in Contrary to the previous embodiment, is not formed in one piece, but consists of two parts 1b, 1c, which are screwed together in the middle.
- a pull rod 20a is provided, wherein to absorb the tensile forces between the pressure plate 27a supported on the head 21a of the pull rod 20a and the flange 8a a spring assembly 12a is arranged.
- a spring arrangement is used instead of a pressure joint 50 provided as a central element an annular, made of elastomer Has plastic compression spring 51.
- the compression spring 51 has in Pressure direction has a high spring stiffness and is between the mounting flange 8a and a sleeve 52 pushed onto the end of the coupling rod 1a.
- the sleeve 52 lies by means of a shoulder 53 at the front end of the coupling rod 1a and supports the compression spring 51 over the entire surface.
- Between the mounting flange 8a and the compression spring 51 is also a slide plate 54 and an intermediate plate 55 arranged.
- the two plates 54, 55 are screwed together and rotatably supported on the pull rod 20a by means of a common ball joint 56.
- the mounting flange 8a is in turn by means of a ball joint 7a Drawbar 20a supported, the ball joint 7a not centrally in the flange 8a but is slightly offset towards the rear of the rail vehicle.
- the pivot point 29a of the ball joint 7a lies further behind the force introduction surface 26a, the force introduction surface 26a also in this case the end face of the flange 8a facing the coupling rod 1a is formed, which at the same time the power transfer plane from the deflectable coupling rod 1a represents the rotary fastening device 5a to be fixed on the rail vehicle. Due to the rear-facing arrangement of the ball joint 7a and the sliding plate 54 and the intermediate plate 55, the distance between the pivot point 29a of the ball joint 7a and the compression spring 51 is still enlarged.
- FIG. 8 shows the right side of the pulling and pushing device according to FIG. 7 in deflected state visible.
- the compression spring 51 When deflecting the coupling rod 1a laterally the compression spring 51 is compressed on the deflection side, while on the other side is relieved.
- the impact force is not over a point or line-shaped contact surface in the Pressure joint 15 (Fig. 1) transmitted, but it is flat by means of the compression spring 51 transferred from the sleeve 52 to the intermediate plate 55.
- the power transmission surface is approximately indicated by a hatched area F. Analogous to previous example, however, shifts with increasing deflection of the coupling rod 1a the power transmission center of gravity X1 continuously in the deflection direction the coupling rod 1a.
- the sliding plate 54 which consists of a plastic, compared to the flange 8a, which is preferably made of cast iron, with good Sliding properties is provided, the radial offset between the compression spring 51 and the flange 8a largely absorbed when deflecting the coupling rod 1a become.
- the compression spring 51 is not primarily for recording in the present case the impact energy used, but to shift the center of gravity of the transmission X1 depending on the deflection angle of the coupling rod 1a. This compression spring 51 thus provides a relatively large-area power transmission reached so that despite the shift in the center of gravity of the transmission X1 low specific surface pressures occur, which is the use of simple and nevertheless maintenance-free sliding materials, such as those used for the manufacture of Slide plate 54 are used, allowed.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stosseinrichtung für Schienenfahrzeuge gemäss
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pulling and pushing device for rail vehicles according to
the preamble of
Zug- und Stosseinrichtungen für Schienenfahrzeuge sind in verschiedenen Ausführungen wie beispielsweise in Form von Puffern oder Kupplungen bekannt.Train and push devices for rail vehicles are available in different versions as known for example in the form of buffers or couplings.
Eine grundsätzliche Problematik bei Zug- und Stosseinrichtungen für Schienenfahrzeuge besteht darin, dass im Schiebebetrieb oder beim Bremsen über die jeweilige Zug- und Stosseinrichtung Druckkräfte vom einen auf das andere Schienenfahrzeug ausgeübt werden, welche eine seitwärts gerichtete Komponente, also eine quer zur Längsachse des Schienenfahrzeugs gerichtete Kraft aufweisen. Diese Querkomponenten treten insbesondere beim Durchfahren von Kurven auf, da die Längsmittelachse des einen Schienenfahrzeuges unter einem Winkel zu der Längsmittelachse des vorangehenden bzw. nachfolgenden Schienenfahrzeuges verläuft. Damit die Entgleisungssicherheit von Schienenfahrzeugen gewährleistet ist, darf diese Querkomponente in Relation zur Längskraft einen bestimmten Wert nicht übersteigen.A fundamental problem with train and push devices for rail vehicles consists in the fact that in push mode or when braking via the respective Pulling and pushing device Pushing forces from one rail vehicle to the other are exercised, which is a sideways component, i.e. a cross to Longitudinal force of the rail vehicle have directed force. These cross components occur especially when driving through curves, because the longitudinal central axis of a rail vehicle at an angle to the longitudinal central axis of the preceding or following rail vehicle. So that Derailment safety of rail vehicles is guaranteed, this cross component may not exceed a certain value in relation to the longitudinal force.
Beispielsweise ist aus der EP 1 022 206 eine gattungsgemässe Zug- und Stosseinrichtung für kurzgekuppelte Schienenfahrzeuge bekannt. Diese ist beidseitig mit je einer Stützplatte zum Befestigen am Untergestell des Schienenfahrzeugs versehen. Jede Stützplatte beinhaltet einen Gabelkopf zur Aufnahme eines Gelenkbolzens, an welchem der Kopf der Kupplung angelenkt ist.For example, EP 1 022 206 is a generic pulling and pushing device known for close coupled rail vehicles. This is on both sides with each a support plate for attachment to the undercarriage of the rail vehicle. Each support plate contains a fork head for receiving a hinge pin which the head of the clutch is articulated.
Im weiteren ist aus der DE 41 18 529 eine Zug- und Stosseinrichtung für kurzgekuppelte Schienenfahrzeuge bekannt. Diese ist mit einer Zug- und Druckstange versehen, deren Kopfteil über einen Gelenkbolzen mit einem Zugbügel verbunden ist. Die Endfläche dieses Kopfteils liegt direkt an der am Fahrzeug fixierten Druckplatte an. Beim Auslenken der Kuppelstange verschiebt sich der druckseitige Krafteinleitungspunkt im ersten Moment in Auslenkrichtung. Danach jedoch, beim weiteren Auslenken der Kuppelstange, wandert der druckseitige Krafteinleitungspunkt wieder nach innen, was unerwünscht ist, da dadurch die Querkomponente in Relation zur Längskraft wieder ansteigt und somit die Entgleisungsgefahr des Schienenfahrzeugs im Schiebebetrieb nicht mehr gewährleistet ist.Furthermore, DE 41 18 529 is a pulling and pushing device for short-coupled Rail vehicles known. This is provided with a pull and push rod, the head part of which is connected to a drawbar via a hinge pin. The The end face of this head part lies directly on the pressure plate fixed to the vehicle. When the coupling rod is deflected, the force introduction point on the pressure side shifts at first in the direction of deflection. After that, however, when deflecting further the coupling rod, the point of force application on the pressure side moves again inside, which is undesirable because it causes the transverse component in relation to the longitudinal force increases again and thus the risk of derailment of the rail vehicle in the Push operation is no longer guaranteed.
Eine weitere, gattungsgemässe Kupplungseinrichtung für Schienenfahrzeuge ist aus der WO 00/64723 bekannt. Diese Kupplungseinrichtung weist eine zentrale Kuppelstange auf, deren beide Enden über eine Gelenkverbindung mit dem Schienenfahrzeug verbunden sind. Die Gelenkverbindung weist an der Kuppelstange befestigtes Joch auf, das zusammen mit einer mit einem Kugelkopf versehenen Zugstange ein Kugelgelenk bildet. Das Joch stützt sich dabei druckseitig an einer federbelasteten Druckplatte ab. Beim Auslenken der Kuppelstange, wandert der druckseitige Krafteinleitungspunkt zuerst nach aussen um sich dann beim weiteren Auslenken wieder nach innen zu verschieben, was zu den vorgängig erwähnten Problemen führt und die Entgleisungsgefahr des Schienenfahrzeugs im Schiebebetrieb ansteigen lässt.Another generic coupling device for rail vehicles is out WO 00/64723 known. This coupling device has a central coupling rod on, both ends of which are connected to the rail vehicle via an articulated connection are connected. The articulation has fastened to the coupling rod Yoke on, along with a tie rod with a spherical head Ball joint forms. The yoke is supported on the pressure side by a spring-loaded Pressure plate. When the coupling rod is deflected, the force application point moves on the pressure side first outwards and then again when deflecting again to move inwards, which leads to the problems mentioned above and the risk of derailment of the rail vehicle increases when pushing.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung
nun darin, eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierte Kupplungsanordnung für
Schienenfahrzeuge so auszugestalten, dass beim Auftreten von Druckkräften das
Verhältnis von Querkraft zu Längskraft (Fq/FI) insbesondere auch bei ungünstigen
Bedingungen kleiner ist, so dass die Entgleisungssicherheit der Schienenfahrzeuge
beim Auftreten von Stosskräften erhöht wird.The object of the invention is based on the known prior art
now in a clutch arrangement defined in the preamble of
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale
gelöst.This object is achieved by the features stated in the characterizing part of
Der erfindungsgemässe Grundgedanke besteht darin, auf beiden Seiten der zentralen Kuppelstange eine Drehbefestigungsvorrichtungen zum Fixieren am Schienenfahrzeug vorzusehen, wobei der Drehpunkt des Gelenks der jeweiligen Drehbefestigungsvorrichtung im Bereich oder hinter einer Krafteinleitungsfläche liegt, über welche Stosskräfte von der Kuppelstange auf die jeweilige Drehbefestigungsvorrichtung übertragen werden, und wobei zwischen der genannten Krafteinleitungsfläche und der Kuppelstange Mittel angeordnet sind, welche beim seitlichen Auslenken der Kuppelstange den Kraftübertragungsschwerpunkt für Stosskräfte in Auslenkrichtung der Kuppelstange verschieben.The basic idea according to the invention is on both sides of the central one Coupling rod a rotary fastening devices for fixing to the rail vehicle to provide, the pivot point of the joint of the respective rotary fastening device in the area or behind a force application surface, over which Impact forces from the coupling rod to the respective rotary fastening device are transmitted, and wherein between said force application surface and the coupling rod means are arranged, which the lateral deflection of the Coupling rod is the center of power transmission for impact forces in the deflection direction move the coupling rod.
Durch diese Merkmale wird die Richtung der auf das Schienenfahrzeug einwirkenden Kraft (Kraftwirkungslinie) so beeinflusst, dass die Querkraft kleiner wird im Verhältnis zur Längsdruckkraft. Je kleiner die quer zum Fahrzeug angreifenden Kräfte werden, umso höher wird die Entgleisungssicherheit oder umso höher werden die zulässigen Längsdruckkräfte bei gegebener zulässiger Querkraft.These features determine the direction of the action on the rail vehicle Force (force action line) so influenced that the lateral force becomes smaller in the ratio to the longitudinal compressive force. The smaller the forces acting across the vehicle, the higher the safety against derailment or the higher the permissible Longitudinal compressive forces for a given permissible transverse force.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2
bis 16 umschrieben.Preferred embodiments of the invention are in
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- eine teilweise im Schnitt dargestellte Zug- und Stossvorrichtung in einer Seitenansicht;
- Fig. 2
- einen Befestigungsflansch in einer Draufsicht;
- Fig. 3
- die eine Seite der Zug- und Stossvorrichtung gemäss Fig.1 in ausgelenktem Zustand;
- Fig. 4
- die Zug- und Stossvorrichtung in einem ersten Betriebszustand;
- Fig. 5
- zwei durch die Zug- und Stossvorrichtung miteinander verbundene Schienenfahrzeuge beim Durchfahren eines Bogens;
- Fig. 6
- zwei durch die Zug- und Stossvorrichtung miteinander verbundene Schienenfahrzeuge beim Durchfahren eines S-förmigen Gleisabschnitts;
- Fig. 7
- eine alternative Ausführung einer teilweise im Schnitt dargestellte Zug- und Stossvorrichtung, und
- Fig. 8
- die eine Seite der Zug- und Stossvorrichtung gemäss Fig. 7 in ausgelenktem Zustand.
- Fig. 1
- a partially shown in section pulling and pushing device in a side view;
- Fig. 2
- a mounting flange in a plan view;
- Fig. 3
- one side of the pulling and pushing device according to FIG. 1 in the deflected state;
- Fig. 4
- the pulling and pushing device in a first operating state;
- Fig. 5
- two rail vehicles connected by the pulling and pushing device when passing through an arch;
- Fig. 6
- two rail vehicles connected to one another by the pulling and pushing device when driving through an S-shaped track section;
- Fig. 7
- an alternative embodiment of a pulling and pushing device partially shown in section, and
- Fig. 8
- one side of the pulling and pushing device according to FIG. 7 in the deflected state.
Fig. 1 zeigt eine Zug- und Stossvorrichtung, welche sich insbesondere zum Kurzkuppeln von Schienenfahrzeugen eignet. Da die Zug- und Stossvorrichtung symmetrisch aufgebaut ist, wird bei den nachfolgenden Erläuterungen zumeist nur auf die linke, geschnittene Hälfte der Zug- und Stossvorrichtung Bezug genommen. Es versteht sich, dass entsprechende Teile auf der anderen -rechten- Seite ebenfalls vorhanden sind.Fig. 1 shows a pulling and pushing device, which is particularly suitable for close coupling of rail vehicles. Because the pulling and pushing device is symmetrical in the following explanations, mostly only the left, cut half of the pulling and pushing device referred. It understands that corresponding parts are also available on the other -right- side are.
Die Zug- und Stossvorrichtung weist eine zentrale Kuppelstange 1 auf, welche vorzugsweise
als Gussteil, insbesondere als Sphärogussteil, hergestellt ist. Die Kuppelstange
1 ist im wesentlichen rohrförmig gestaltet, wobei die Wandstärke zum Ende 2
hin zunimmt. Die Stirnseite der Kuppelstange 1 ist von einem Abschlussteil 3 verschlossen.
Auf beiden Seiten der Kuppelstange 1 ist je eine Drehbefestigungsvorrichtung
5, 6 angeordnet. Diese umfasst jeweils einen Flansch 8, mittels welchem die
Zug- und Stossvorrichtung am Schienenfahrzeug (nicht dargestellt) befestigt wird.
Der Flansch 8 ist zwischen zwei Federpaketen 9, 12 angeordnet, wobei das innere
Federpaket 9 in Stossrichtung und das äussere Federpaket 12 in Zugrichtung wirksam
ist. Zwischen den beiden Federpaketen 9, 12 bzw. zwischen dem Flansch 8 und
dem in Druckrichtung wirksamen Federpaket 9 ist zudem eine an der Aussenseite
der Kuppelstange 1 geführte, kolbenförmig ausgebildete Hülse 16 eingespannt, welche
mit einer Bohrung 17 versehen ist, durch die sich eine Zugstange 20 erstreckt.
Die Hülse 16 ist in Relation zur Kuppelstange 1 axial verschiebbar. Zwischen der
Aussenseite der Kuppelstange 1 und der Innenseite der Hülse 16 sind zwei ringförmige
Kunststoffbänder 19 angeordnet, welche als Gleitlager wirken. Die Hülse 16 ist
auf der dem Flansch 8 zugewandten Seite mit einem Kopfteil 18 versehen ist, das
eine teilweise sphärisch gestaltete Oberfläche 25 aufweist, wobei der Mittelteil des
Kopfteils 18 vorzugsweise abgeflacht ausgebildet ist. Der Flansch 8 bildet zusammen
mit dem Kopfteil 18 ein Druckgelenk 15, mittels welchem im Fahrbetrieb auftretende
Druckkräfte von der Kuppelstange 1 auf das Schienenfahrzeug übertragen werden.The pulling and pushing device has a
Mit dem Bezugszeichen 26 ist eine Krafteinleitungsfläche bezeichnet, über welche
Stosskräfte von der Kuppelstange 1 auf den fest mit dem Fahrzeug zu fixierenden
Flansch übertragen werden. Im gezeigten Beispiel fällt die Krafteinleitungsfläche 26
mit der dem Kopfteil 18 zugewandten Stirnfläche des Flansches 8 zusammen. Diese
Krafteinleitungsfläche 26 bildet somit für Stosskräfte den Übergang von den auslenkbaren
auf die fest mit dem Schienenfahrzeug verbundenen bzw. zu verbindenden
Elemente.The
Im hier dargestellten, nicht ausgelenkten Zustand der Zug- und Stossvorrichtung erfolgt
die Kraftübertragung in Stossrichtung von der Kuppelstange 1 bzw. von der
Hülse 16 auf den Flansch 8 über den geraden Mittelabschnitt des Kopfteils 18. Die
Hülse 16 ist derart angeordnet, dass sie ihre Längsmittelachse drehbar ist. Der an
der Hülse 16 angeordnete Kopfteil 18 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, so
dass eine Gleitpaarung zwischen dem Kopfteil 18 und dem aus Stahl gefertigten
Flansch 8 gebildet wird.In the undeflected state of the pulling and pushing device shown here takes place
the power transmission in the direction of impact from the
Sowohl die Hülse 16 wie auch der Abschlussteil 3 der Kuppelstange 1 sind mit je
einer Durchgangsbohrung 4, 17 versehen, durch welche sich die Zugstange 20 erstreckt.
Die als Kopfschraube ausgebildete Zugstange 20 dient dem Vorspannen der
beiden Federpakete 9, 12 und dem Übertragen von Zugkräften. Zum Abstützen des
zugseitig aktiven Federpakets 12 ist zwischen dem Kopf 21 der Zugstange 20 und
dem Federpaket 12 ein Druckteller 27 angeordnet. Am gewindeseitigen Ende 22 der
Zugstange 20 ist eine Mutter 24 aufgeschraubt, welche sich auf der Innenseite des
Abschlussteils 3 der Kuppelstange 1 abstützt. Die Mutter 24 ist mittels eines Sicherungsringes
23 gegen Verdrehung gesichert.Both the
Der Flansch 8 ist mittels eines Kugelgelenks 7 an der Zugstange 20 fixiert. Der Drehpunkt
29 des Kugelgelenks 7 liegt dabei hinter der Krafteinleitungsfläche 26 des
Flansches 8. Durch das Vorsehen eines Kugelgelenks 7 wird sowohl ein horizontales
wie auch vertikales Auslenken der Kuppelstange 1 in Bezug auf den Flansch 8 ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Bohrung 4 im Abschlussteil 3 so gross, dass unter
allen Betriebsbedingungen ein radialer Spalt zwischen der Zugstange 20 und der
Bohrungswandung im Abschlussteil 3 bestehen bleibt und keine Führungskräfte über
den Abschlussteil 3 auf die Zugstange 20 ausgeübt werden. Die Führungskräfte werden
vorzugsweise über die Hülse 16 auf die Führungsbänder 19 und somit auf die
Kuppelstange 1 übertragen. Durch diese Ausgestaltung können die auf die
Zugstange 20 einwirkenden Biegekräfte reduziert werden.The
Jedes Federpaket 9, 12 besteht aus einer Vielzahl von aus elastomerem Kunststoff
gefertigten Federelementen 10, 13 welche unter sich durch Zwischenscheiben 11, 14
getrennt sind. Indem unabhängige Federpakete 9, 13 für Druck und Zug vorgesehen
sind, wird ein weicher Wechsel von Zug auf Druck und umgekehrt erreicht. Durch die
Anordnung des Flansches 8 zwischen den beiden vorgespannten Federpaketen 9,
12 befindet sich der Flansch 8 im unbelasteten Ruhezustand in einer sogenannten
Schwimmstellung, in der bei Kraftänderungen ein absolut stossfreier Hub ermöglicht
wird. Dieses in Bezug auf die Zugdynamik sehr vorteilhafte Verhalten wird insbesondere
auch durch jeglichen Verzicht auf Hubbegrenzungen erreicht. Indem der Kopfteil
18 mit einem abgeflachten Mittelteil versehen ist, wird bei nicht ausgelenkter
Kuppelstange 1, also bei einem geraden Gleisabschnitt, eine grossflächige Anlage
des Kopfteils 18 am Flansch 8 erreicht, was eine stabilisierende Wirkung zur Folge
hat. Dadurch können insbesondere Schlinger- und Schwingbewegungen des hintersten
Wagens bei Beharrungsfahrt verhindert werden. Indem die Hülse 16 um die
Längsmittelachse drehbar angeordnet ist, wird eine gleichmässige Abnützung des
Kopfteils 18 erreicht.Each
Natürlich könnte der zumindest teilweise mit einer sphärischen Oberfläche 25 versehene
Kopfteil 18 auch direkt an der Kuppelstange 1 angeordnet und dabei auf die
Hülse 16 verzichtet werden. In diesem Fall müsste das druckseitig aktive Federpaket
auf die Innenseite der Kupplungstange verlegt und die Zugstange 20 entsprechend
dimensioniert werden. Of course, the one at least partially provided with a
Alternativ dazu könnte natürlich auch der Flansch 8 auf der dem Kopfteil 18 zugewandten
Seite mit einer teilweise sphärisch gestalteten Oberfläche versehen werden
und dafür der Kopfteil 18 mit einer geraden oder leicht sphärischen Oberfläche versehen
werden.Alternatively, of course, the
In der Fig. 2 ist der Befestigungsflansch 8 in einer Draufsicht dargestellt, aus der insbesondere
Befestigungsbohrungen 28 ersichtlich sind, welche zum Durchführen von
Schrauben vorgesehen sind, mittels welchen der Flansch 8 und damit die Zug- und
Stossvorrichtung am Schienenfahrzeug fixiert werden kann. Anstelle des gezeigten
Flansches 8 können jedoch auch Flansche ohne Befestigungsbohrungen verwendet
werden. In diesem Fall wir der jeweilige Flansch in einen korrespondierenden Aufnahmeschlitz
im Schienenfahrzeug eingeführt, wobei auf dessen Unterseite vorzugsweise
eine Sicherungsplatte vorgesehen ist, die den Flansch am Herausfallen
hindert.2, the mounting
Fig. 3 zeigt die linke Seite der Zug- und Stossvorrichtung gemäss Fig.1 in ausgelenktem
Zustand in vergrösserter Darstellung. Mit 30 ist der abgeflachte Mittelteil des
Kopfteils 18 bezeichnet. Die Kuppelstange 1 ist im vorliegenden Fall um ca. 6° gegenüber
der andeutungsweise eingezeichneten Fahrzeuglängsachse 32 des Schienenfahrzeugs
ausgelenkt, wobei die Längsmittelachse der Kuppelstange 1 mit dem
Bezugszeichen 33 versehen ist. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass sich
durch die Auslenkung der Kuppelstange 1 die Berührung zwischen dem Kopfteil 18
der Hülse 16 und dem Flansch 8 in Auslenkrichtung der Kuppelstange 1, d.h. in Bezug
auf die Längsmittelachse 33 radial nach aussen, verlagert hat, so dass der
Flansch 8 nunmehr an der mit X bezeichneten Stelle der sphärisch gestalteten Oberfläche
25 des Kopfteils 18 anliegt. Demzufolge erfolgt die Krafteinleitung in Stossrichtung
von der Kuppelstange 1 bzw. von der Hülse 16 auf den Flansch 8 ebenfalls
an der mit X bezeichneten Stelle. Indem der Drehpunkt 29 des Kugelgelenks 7 wie
im dargestellten Beispiel hinter der Krafteinleitungsfläche 26 liegt, verschiebt sich
beim Auslenken der Kuppelstange 1 der druckseitige Kraftübertragungsschwerpunkt
X kontinuierlich in Auslenkrichtung der Kuppelstange 1. Dadurch wird beim Auftreten
von Druckkräften das Verhältnis von Querkraft zu Längskraft (Fq/FI) kleiner und die
Entgleisungssicherheit des Schienenfahrzeugs wird erhöht. Wenn von Stossrichtung
gesprochen wird, so bedeutet dies im Normalfall, dass über die Zug- und Stossvorrichtung
auf das entsprechende Fahrzeug eine Stosskraft ausgeübt wird, welche insbesondere
beim Bremsen der Fahrzeuge oder im Schiebebetrieb auftritt. Es ist jedoch
nicht zwingend notwendig, dass der Drehpunkt 29 des Kugelgelenks 7 hinter
der Krafteinleitungsfläche 26 liegt, sondern der Drehpunkt könnte auch bis an die
Krafteinleitungsfläche 26 herangeschoben, oder in Einzelfällen sogar leicht darüber
hinaus verschoben werden.3 shows the left side of the pulling and pushing device according to FIG
Condition in an enlarged view. At 30 is the flattened middle part of the
Designated
Fig. 4 zeigt die Zug- und Stossvorrichtung in einem ersten Betriebszustand, der beim
Durchfahren einer S-Bogens auftreten kann. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich,
dass die zwischen den druckseitigen Krafteineinleitungspunkten XI, Xr verlaufende
Kraftwirkungslinie 34 praktisch parallel zu den schematisch dargestellten Längsachsen
35, 36 der Schienenfahrzeuge verläuft. Die Querkräfte können dadurch sehr
niedrig gehalten werden. Der Winkel zwischen der Kraftwirkungslinie 34 und der
Längsmittelachse 37 der Kuppelstange 1 ist mit a bezeichnet. Die Auslenkrichtung
der Kupplungstange 1 in Bezug auf den linken Flansch 8 ist durch einen Pfeil 38 angedeutet
und die Verschieberichtung des linken Krafteineinleitungspunkts XI durch
einen Pfeil 39. Der Kopfteil 18 und der druckseitige Krafteineinleitungspunkt XI verschieben
sich somit beim Auslenken der Kuppelstange 1 gleichsinnig in Auslenkrichtung
38 der Kuppelstange 1.Fig. 4 shows the pulling and pushing device in a first operating state, which can occur when driving through an S-bend. It can be seen from this illustration that the
Fig. 5 zeigt schematisch zwei mittels einer Zug- und Stossvorrichtung verbundene
Schienenfahrzeuge 40, 41. Der dargestellte Betriebszustand tritt beispielsweise dann
auf, wenn das rechte Schienenfahrzeug in einen Bogen mit einem Radius von ca.
150m einfährt. Aufgrund der eingezeichneten Kraftwirkungslinie 44 ist ersichtlich,
dass auch in diesem Betriebszustand die Kraftwirkungslinie 44 nur einen kleinen
Winkel mit der Längsmittelachse 42, 43 des jeweiligen Fahrzeugs 40, 41 einschliesst,
bzw. praktisch parallel dazu verläuft.Fig. 5 shows schematically two connected by means of a pulling and pushing
Fig. 6 zeigt eine schematisch dargestellte Zug- und Stossvorrichtung im Zustand,
wenn die beiden Schienenfahrzeuge 45, 46 einen UIC-S-Bogen durchfahren. Auch
hier verläuft die Kraftwirkungslinie 49 praktisch parallel zu den Längsachsen 47, 48
der Schienenfahrzeuge 45, 46, so dass die Querkräfte wiederum sehr klein sind.6 shows a schematically illustrated pulling and pushing device in the state,
when the two
In der Fig. 7 ist eine alternative Ausführung einer Zug- und Stossvorrichtung dargestellt,
wobei nachfolgend insbesondere auf die Unterschiede zum vorgängigen Ausführungsbeispiel
gemäss den Fig. 1 bis 4 eingegangen wird. Gleiche Teile sind in
diesem Ausführungsbeispiel mit dem Zusatz "a" versehen.7 shows an alternative embodiment of a pulling and pushing device,
in the following, in particular the differences from the previous
Die Zug- und Stossvorrichtung weist eine zentrale Kuppelstange 1a auf, welche, im
Gegensatz zum vorgängigen Ausführungsbeispiel, nicht einstückig ausgebildet ist,
sondern aus zwei Teilen 1b, 1c besteht, die in der Mitte zusammengeschraubt sind.
Zum Fixieren der Drehbefestigungsvorrichtung 5a an der Kuppelstange 1a ist wiederum
eine Zugstange 20a vorgesehen, wobei zur Aufnahme der Zugkräfte zwischen
dem am Kopf 21a der Zugstange 20a abgestützten Druckteller 27a und dem Flansch
8a ein Federpaket 12a angeordnet ist.The pulling and pushing device has a
Der wesentliche Unterschied zum vorgängigen Ausführungsbeispiel besteht jedoch in
der Art und Ausgestaltung der Mittel zum Verschieben des Kraftübertragungsschwerpunkts.
Anstelle eines Druckgelenks ist im vorliegenden Fall eine Federanordnung
50 vorgesehen, die als zentrales Element eine ringförmige, aus elastomerem
Kunststoff bestehende Druckfeder 51 aufweist. Die Druckfeder 51 besitzt in
Druckrichtung eine hohe Federsteifigkeit und ist zwischen dem Befestigungsflansch
8a und einer auf das Ende der Kuppelstange 1a aufgeschobenen Hülse 52 angeordnet.
Die Hülse 52 legt sich mittels einer Schulter 53 am stirnseitigen Ende der Kuppelstange
1a an und stützt die Druckfeder 51 vollflächig ab. Zwischen dem Befestigungsflansch
8a und der Druckfeder 51 ist zudem eine Gleitplatte 54 und eine Zwischenplatte
55 angeordnet. Die beiden Platten 54, 55 sind miteinander verschraubt
und mittels eines gemeinsamen Kugelgelenks 56 drehbar an der Zugstange 20a abgestützt.
Auf beiden Seiten der Druckfeder 51 ist zudem je eine Zwischenscheibe
angeordnet. The main difference to the previous embodiment, however, is
the type and design of the means for shifting the center of gravity of the transmission.
In the present case, a spring arrangement is used instead of a pressure joint
50 provided as a central element an annular, made of elastomer
Has
Der Befestigungsflansch 8a ist wiederum mittels eines Kugelgelenks 7a an der
Zugstange 20a abgestützt, wobei das Kugelgelenk 7a nicht zentral im Flansch 8a
sondern etwas nach hinten gegen das Schienenfahrzeug versetzt angeordnet ist.
Dadurch liegt der Drehpunkt 29a des Kugelgelenks 7a noch weiter hinter der Krafteinleitungsfläche
26a, wobei die Krafteinleitungsfläche 26a auch in diesem Fall durch
die der Kuppelstange 1a zugewandte Stirnseite des Flansches 8a gebildet wird, welche
gleichzeitig die Kraftübergangsebene von der auslenkbaren Kuppelstange 1a auf
die am Schienenfahrzeug zu fixierenden Drehbefestigungsvorrichtung 5a darstellt.
Durch die nach hinten, gegen das Schienenfahrzeug versetzte Anordnung des Kugelgelenks
7a sowie die Gleitplatte 54 und die Zwischenplatte 55 wird der Abstand
zwischen dem Drehpunkt 29a des Kugelgelenks 7a und der Druckfeder 51 noch vergrössert.The mounting
Aus der Fig. 8 ist die rechte Seite der Zug- und Stossvorrichtung gemäss Fig. 7 in
ausgelenktem Zustand ersichtlich. Beim seitlichen Auslenken der Kuppelstange 1a
wird die Druckfeder 51 auf der Auslenkseite zusammengedrückt, während sie auf der
anderen Seite entlastet wird. Im Gegensatz zum vorgängigen Ausführungsbeispiel
wird die Stosskraft nicht über eine punkt- oder linienförmige Berührungsfläche im
Druckgelenk 15 (Fig. 1) übertragen, sondern sie wird mittels der Druckfeder 51 flächig
von der Hülse 52 auf die Zwischenplatte 55 übertragen. Die Kraftübertragungsfläche
ist näherungsweise durch eine schraffierte Fläche F angedeutet. Analog zum
vorgängigen Beispiel verschiebt sich jedoch mit zunehmender Auslenkung der Kuppelstange
1a der Kraftübertragungsschwerpunkt X1 kontinuierlich in Auslenkrichtung
der Kuppelstange 1a. Durch die Gleitplatte 54, welche aus einem Kunststoff besteht,
der gegenüber dem vorzugsweise aus Gusseisen bestehenden Flansch 8a mit guten
Gleiteigenschaften versehen ist, kann der radiale Versatz zwischen der Druckfeder
51 und dem Flansch 8a beim Auslenken der Kuppelstange 1a weitgehend aufgenommen
werden. Die Druckfeder 51 wird im vorliegenden Fall nicht primär zur Aufnahme
der Stossenergie verwendet, sondern zur Verschiebung des Kraftübertragungsschwerpunkts
X1 in Abhängigkeit des Auslenkwinkels der Kuppelstange 1a.
Durch diese Druckfeder 51 wird somit eine relative grossflächige Kraftübertragung
erreicht, so dass trotz der Verlagerung des Kraftübertragungsschwerpunkts X1 niedrige
spezifische Flächenpressungen auftreten, was den Einsatz von einfachen und
trotzdem wartungsfreien Gleitwerkstoffen, wie sie insbesondere für die Fertigung der
Gleitplatte 54 zum Einsatz kommen, erlaubt.8 shows the right side of the pulling and pushing device according to FIG. 7 in
deflected state visible. When deflecting the
Die Vorteile der erfindungsgemässen Zug- und Stossvorrichtung lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Höhere Entgleisungssicherheit durch exzentrische Krafteinleitung im Stossbetrieb, beim Einfahren in Kurven und beim Durchfahren von S-Bögen;
- Vorgespannte spielfreie Drehbefestigungsvorrichtung;
- Weicher Wechsel von Zug auf Druck und umgekehrt dank unabhängigen Federpaketen für Druck und Zug;
- Automatische Spielaufhebung;
- Weitgehend wartungsfrei, da bei der Variante gemäss Fig. 1 eine gleichmässige Abnützung des Kopfteils erreicht wird, bzw. bei der Variante gemäss Fig. 7 niedrige spezifische Flächenpressungen auftreten;
- Stabilisierende Wirkung bei Geradeausfahrt dank grossflächiger Auflage; damit werden einerseits Schlinger- und Schwingbewegungen des hintersten Wagens bei Beharrungsfahrt verhindert und andererseits wird das seitliche Ausbrechen des Wagens beim Auftreten von hohen Längsdruckkräften bei Geradeausfahrt verhindert;
- Higher derailment security through eccentric application of force in impact operation, when entering bends and when driving through S-bends;
- Preloaded backlash-free fastening device;
- Smooth change from train to push and vice versa thanks to independent spring packs for push and pull;
- Automatic game cancellation;
- Largely maintenance-free, since uniform wear of the head part is achieved in the variant according to FIG. 1, or low specific surface pressures occur in the variant according to FIG. 7;
- Stabilizing effect when driving straight ahead thanks to a large surface area; on the one hand, this prevents the rearmost wagon from swinging and swinging during a steady drive, and on the other hand prevents the wagon from breaking out sideways when high longitudinal pressure forces occur when driving straight ahead;
- 11
- Kuppelstangecoupling rod
- 22
- Ende der KuppelstangeEnd of the coupling rod
- 33
- Anschlussteilconnector
- 44
- Bohrungdrilling
- 55
- DrehbefestigungsvorrichtungRotary fixture
- 66
- DrehbefestigungsvorrichtungRotary fixture
- 77
- Kugelgelenkball joint
- 88th
- Flanschflange
- 99
- Federpaketspring assembly
- 1010
- Federelementspring element
- 1111
- Zwischenscheibewasher
- 1212
- Federpaketspring assembly
- 1313
- Federelementspring element
- 1414
- Zwischenscheibewasher
- 1515
- Druckgelenkpress link
- 1616
- Hülseshell
- 1717
- Bohrungdrilling
- 1818
- Kopfteilheadboard
- 1919
- KunststoffbandPlastic tape
- 2020
- Zugstangepull bar
- 2121
- Kopfhead
- 2222
- Ende der ZugstangeEnd of the drawbar
- 2323
- Sicherungsringcirclip
- 2424
- Muttermother
- 2525
- sphärische Oberflächespherical surface
- 2626
- KrafteinleitungsflächeForce introduction surface
- 2727
- Drucktellerprinting plates
- 2828
- Befestigungsbohrungenmounting holes
- 2929
- Drehpunktpivot point
- 3030
- abgeflachter Mittelteil flattened middle part
- 31 3231 32
- Fahrzeuglängsachsevehicle longitudinal axis
- 3333
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 3434
- KraftwirkungslinieLine of action
- 3535
- Längsachse des einen SchienenfahrzeugsLongitudinal axis of a rail vehicle
- 3636
- Längsachse des anderen SchienenfahrzeugsLongitudinal axis of the other rail vehicle
- 3737
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 3838
- Pfeil (Auslenkrichtung)Arrow (direction of deflection)
- 3939
- Verschieberichtung des KrafteinleitungspunktsDirection of displacement of the force application point
- 4040
- Schienenfahrzeugtrack vehicle
- 4141
- Schienenfahrzeugtrack vehicle
- 4242
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 4343
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 4444
- KraftwirkungslinieLine of action
- 4545
- Schienenfahrzeugtrack vehicle
- 4646
- Schienenfahrzeugtrack vehicle
- 4747
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 4848
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 4949
- KraftwirkungslinieLine of action
- 5050
- Federanordnungspring assembly
- 5151
- Druckfedercompression spring
- 5252
- Hülseshell
- 5353
- Schultershoulder
- 5454
- Gleitplattesliding plate
- 5555
- Zwischenplatteintermediate plate
- 5656
- Kugelgelenkball joint
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