EP4380839B1

EP4380839B1 - Stirnplatte für einen schienenfahrzeugkupplungskopf und schienenfahrzeugkupplung

Info

Publication number: EP4380839B1
Application number: EP22790439.8A
Authority: EP
Inventors: Christian Radewagen
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2025-04-23
Anticipated expiration: 2042-08-05
Also published as: WO2023012145A1; CN117751068A; PL4380839T3; DE102021120546A1; EP4380839A1; HUE072559T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stirnplatte für einen Schienenfahrzeugkupplungskopf sowie eine Schienenfahrzeugkupplung, insbesondere einen Schienenfahrzeugkupplungskopf einer derartigen Schienenfahrzeugkupplung mit einer solchen Stirnplatte.
Für den Winterbetrieb von Schienenfahrzeugen ist es notwendig, deren Kupplungsköpfe weitgehend frei von Eis und Schnee zu halten, weil am Kupplungskopf, insbesondere an der Stirnplatte des Kupplungskopfes anhaftende Eis- und Schneeanhäufungen ein ordnungsgemäßes Kuppeln des Schienenfahrzeugkupplungskopfes blockieren können. Beispielsweise weisen die Stirnplatten von Schienenfahrzeugkupplungsköpfen die Kupplungselemente umschließende senkrechte stirnseitige Kontaktflächen auf, welche die Druckkräfte zwischen den Stirnplatten miteinander gekuppelter Schienenfahrzeugkupplungsköpfe übertragen. Wenn nun Schnee- oder Eisanhäufungen an diesen Kontaktflächen anhaften, so können die Stirnplatten und damit die Kupplungsköpfe nicht weit genug gegeneinander geschoben werden, um die Kupplungselemente beider Schienenfahrzeugkupplungsköpfe miteinander zu kuppeln.
Herkömmlich müssen daher entsprechende Eis- und Schneeanhäufungen manuell von den Stirnplatten entfernt werden. Im Bereich von Personenwagen von Schienenfahrzeugen oder auch bei Triebfahrzeugen kann auch eine elektrische Heizung der Stirnplatten vorgesehen, um die Eis- und Schneeanhäufungen abzutauen, was aufwendig und kostenintensiv ist. Derartige Schienenfahrzeugkupplungsköpfe mit elektrisch beheizbaren Stirnplatten sind in den Druckschriften KR 101 381 EP 1 805 073 B1 , EP 1 632 414 B1 und EP 1 293 409 A1 offenbart.
Bei Frachtkupplungen, wie sie die vorliegende Erfindung insbesondere betrifft, steht jedoch keine elektrische Energie für entsprechende elektrische Heizvorrichtungen zur Verfügung, sodass hier in der Praxis nach wie vor die manuelle Entfernung der Eis- und Schneeanhäufungen erforderlich ist.
Eine Lösung vollkommen frei von einer integrierten Heizung ist in WO 2019/101552 A1 beschrieben. Diese offenbart dabei eine Stirnplatte mit einer stirnseitigen Kontaktfläche, die mit wenigstens einer außerhalb der Kupplungselemente positionierten, zumindest abschnittsweise randoffenen Aussparung versehen ist. D.h. es kann eine einzige zusammenhängende Aussparung vorgesehen sein, welche zumindest abschnittsweise randoffen ist oder aber es können zwei oder mehrere einzelne zumindest abschnittsweise randoffene Aussparungen vorgesehen sein. Diese randoffene Aussparung bewirkt beim Kuppelvorgang, wenn sich die beiden Stirnplatten miteinander zu kuppelnder Schienenfahrzeugkupplungsköpfe aufeinander zu bewegen, dass zwischen den Stirnplatten eingeschlossener und beim Kuppelvorgang abgestreifter oder zusammengedrückter Schnee in die wenigstens eine Aussparung und über deren randoffenen Abschnitt ausweichen kann und damit aus dem Eingriffsbereich der beiden Stirnplatten beziehungsweise der Kupplungselemente herausgelangt. Die in Richtung der Frontrichtung weisende Kontaktfläche dient der Aufnahme von Druckkräften beim Ankuppeln der kompatiblen Stirnplatte eines anderen Schienenfahrzeugkupplungskopfes. Bei einem solchen Ankuppeln liegen die stirnseitigen Kontaktflächen beider Stirnplatten aneinander an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere Lösungen für eine Stirnplatte für einen Schienenfahrzeugkupplungskopf mit der Möglichkeit großer Kontaktflächenvariation anzugeben, bei welcher die Notwendigkeit des manuellen Entfernens von Schnee- oder Eisanhäufungen auch dann zumindest weitgehend vermieden wird, wenn keine elektrische Beheizung vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Stirnplatte mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden besonders vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Schienenfahrzeugkupplungskopf mit einer entsprechenden Stirnplatte angegeben.
Eine erfindungsgemäße Stirnplatte für einen Schienenfahrzeugkupplungskopf weist Kupplungselemente auf, umfassend einen Kupplungsvorsprung, der in eine Frontrichtung von der Stirnplatte hervorsteht, und eine Kupplungsöffnung zur Aufnahme eines Kupplungsvorsprungs von gegengleichen Kupplungselementen einer kompatiblen Stirnplatte. Demgemäß ist die Frontrichtung ausgehend von einer Frontseite der Stirnplatte jene Richtung, in welche die Stirnplatte relativ auf eine Gegenkupplung zu bewegt werden kann, um zwei Schienenfahrzeugkupplungsköpfe miteinander zu kuppeln.
Der Kupplungsvorsprung kann beispielsweise einen sogenannten Kupplungskegel, auch Standard-Kupplungskegel genannt, umfassen oder durch diesen gebildet werden. Der Kupplungsvorsprung kann dabei integral mit der Stirnplatte ausgebildet sein, d.h. in einem Fertigungsgang oder aber nachträglich mit diesem verbunden werden, insbesondere verschweißt. Die Kupplungsöffnung ist insbesondere im Querschnitt kreisrund und zylindrisch oder trichterförmig, um einen entsprechenden Kupplungskegel gegengleich aufnehmen zu können.
Die Stirnplatte weist zumindest eine stirnseitige Kontaktfläche an ihrer stirnseitigen Oberfläche auf, also eine in Richtung der Frontrichtung weisende Kontaktfläche, um Druckkräfte beim Ankuppeln der kompatiblen Stirnplatte eines anderen Schienenfahrzeugkupplungskopfes aufnehmen zu können. Bei einem solchen Ankuppeln liegen die stirnseitigen Kontaktflächen beider Stirnplatten aneinander an.
Erfindungsgemäß ist an der in Frontrichtung weisenden stirnseitigen Oberfläche wenigstens eine gegenüber der wenigstens einen Kontaktfläche zurückgesetzte Fläche unter Ausbildung einer Aussparung vorgesehen, welche in einer Stirnplattenebene betrachtet in Umfangsrichtung vollständig von

a) wenigstens einer stirnseitigen Kontaktfläche, insbesondere der die stirnseitige Kontaktfläche bildenden Erhebung oder
b) wenigstens einer stirnseitigen Kontaktfläche, insbesondere der die stirnseitige Kontaktfläche bildenden Erhebung und zumindest einem der Kupplungselemente umschlossen ist.

Unter Stirnplattenebene wird insbesondere eine Ebene verstanden, welche durch die Höhen- und Breitenrichtung der Stirnplatte beschreibbar ist und im Bereich der Tiefe bzw. Dicke der Stirnplatte liegen kann. Beim Einsatz in Schienenfahrzeugen wird die Tiefenrichtung durch die Längsrichtung des Schienenfahrzeuges bestimmt. Die Höhenrichtung durch eine Senkrechte in vertikaler Richtung dazu und die Breitenrichtung durch die Erstreckung quer zur Längsrichtung.
Aussparung im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere ein durch die zurückgesetzte Fläche und seitlich durch die die Kontaktflächen bildenden Erhebungen und ggf. die Kupplungselemente begrenzter Aufnahmebereich, welcher in Frontrichtung offen ist. Mit anderen Worten eine von der Frontseite der Stirnplatte in Tiefenrichtung dieser in diese eingearbeitete Aussparung.
Die erfindungsgemäße in Umfangsrichtung vollständig umschlossene Aussparung bewirkt, dass beim Kuppelvorgang, wenn sich die beiden Stirnplatten miteinander zu kuppelnder Schienenfahrzeugkupplungsköpfe aufeinander zu bewegen, zwischen den Stirnplatten eingeschlossener und beim Kuppelvorgang abgestreifter oder zusammengedrückter Schnee in der wenigstens einen Aussparung aufgenommen und komprimiert werden kann und trotzdem der Kuppelvorgang sicher ausgeführt wird. Zusammen mit der Gegenkupplung wird somit ein Hohlraum gebildet. D.h. die Aussparung bietet zusätzlichen Raum für nicht abstreifbaren Schnee. Durch diese vergleichsweise einfach produzierbare Gestaltung der Stirnplatte können die übrigen Bauteile wie die Kupplungselemente ohne Veränderung beibehalten werden, was zugleich ermöglicht, die Erfindung bei verschiedenen Kupplungstypen und Kupplungskopfvarianten vorzusehen, ungeachtet dessen, ob der Schienenfahrzeugkupplungskopf beispielsweise mit einer lösbaren Stirnplatte versehen ist, eine Druckluftkupplung vorgesehen ist und/oder ein sogenannter Greifer vorgesehen ist. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Aussparung bei jedem der genannten Kupplungsköpfe bzw. Kupplungskopfvarianten anwendbar.
Die stirnseitige Oberfläche kann beispielsweise nur eine oder eine Vielzahl von Kontaktflächen, welche auf der Frontseite der Stirnplatte verteilt positioniert sind und gegenüber benachbarten Bereichen erhaben sind, also gegenüber diesen vorstehen, aufweisen. Jede Kontaktfläche weist insbesondere eine ebene Frontfläche auf, die dazu ausgerichtet ist, an der Stirnplatte einer Gegenkupplung beziehungsweise eines zu kuppelnden Schienenfahrzeugkupplungskopfes anliegen zu können. Die Kontaktflächen bilden lokale Krafteinleitungsbereiche zur Aufnahme von Druckkräften beim Ankuppelvorgang.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist zumindest eine stirnseitige Kontaktfläche vorgesehen, welche sich im Bereich des Außenumfanges der Stirnplatte in Umfangsrichtung erstreckend und um die Kupplungselemente umlaufend an dieser ausgebildet ist. Ganz besonders bevorzugt schließt die die Kontaktfläche bildende Erhebung bündig mit dem Außenumfang der Stirnplatte ab, d.h. ist mit ihrem Außenumfang an die Kontur der Stirnplatte angepasst. In diesem Fall ist die zumindest eine Kontaktfläche als geschlossene, um die Kuppelelemente im Abstand geführte Fläche ausgebildet, deren Innenumfang die Aussparung begrenzt. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass während des Betriebes im gekuppelten Zustand die Stirnfläche frei von Schmutz oder Niederschlag gehalten werden kann, da die im gekuppelten Zustand zusammenwirkenden Kontaktflächen die Stirnplatten quasi den von diesen aus den Aussparungen gebildeten umschlossenen Raum gegenüber der Umgebung des Kupplungskopfes vollständig abdichten.
Die Anordnung und geometrische Ausgestaltung der einzelnen Flächenbereiche der Kontaktfläche bzw. Anordnung und geometrische Ausgestaltung einzelner Kontaktflächen ist dabei im Wesentlichen von der Grundgeometrie der Stirnplatte und der Anordnung der Kuppelelemente abhängig. Vorzugsweise ist die Stirnplatte durch eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche charakterisiert. Zusätzlich kann diese um Flächenbereiche zur Anordnung des Greifers oder anderer Eingleitflächen für den Kuppelvorgang erweitert sein. Die Anordnung der Kuppelelemente erfolgt zentral.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausbildungen ist eine Mehrzahl zurückgesetzter Flächen unter Ausbildung von Aussparungen vorgesehen. Der Kontaktflächenbereich wird somit insgesamt vergrößert.
Der Versatz der einzelnen zurückgesetzten Fläche gegenüber der diese zumindest teilweise in Umfangsrichtung in der Stirnplattenebene betrachtet umschließenden Kontaktfläche beträgt vorzugsweise wenigstens 2,5 mm, besonders bevorzugt wenigstens 5 mm. Die wenigstens eine Aussparung weist damit eine Grundfläche auf, die um wenigstens 2,5 mm oder wenigstens 5 mm gegenüber der Kontaktfläche zurückversetzt ist. Die Grundfläche kann teilweise oder vollständig parallel zur der Kontaktfläche verlaufen, insbesondere jedoch auch zumindest in einem oder einigen Abschnitten Schrägen aufweisen oder gewölbt ausgebildet sein, um den Aufnahmeraum zu vergrößern.
Diese deutliche Zurückversetzung der Grundfläche gegenüber der Kontaktfläche bildet während des Kuppelvorgangs und im gekuppelten Zustand einen ausreichenden Raum, in welchen Schnee und Eis aufgenommen und von den Kuppelelementen und Kontaktflächen verdrängt werden kann, ohne den Kuppelvorgang oder den gekuppelten Zustand zu beeinträchtigen.
Die erfindungsgemäße Stirnplatte ist insbesondere frei von einer elektrischen Beheizung. Jedoch kann die Erfindung auch in Kombination mit elektrisch beheizten Stirnplatten angewendet werden.
Ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die zumindest eine zurückgesetzte Fläche zumindest abschnittsweise geneigt oder gewölbt ausgebildet, kann der mittels des aus dieser und dem Übergang zu den Kontaktflächen gebildete Aufnahmebereich für Schnee und Eis nochmals vergrößert werden. Die abschnittsweise vorliegende Neigung der zurückgesetzten Fläche weist dazu vorzugsweise einen Winkel von wenigstens 10° zu der eigentlichen Kontaktfläche auf. Die Aussparung kann dabei beispielsweise mit Schrägen versehen sein, die in Richtung zum Innenumfang der Kontaktfläche bildenden Erhebung gerichtet sind. D.h. die Schrägen der Aussparungen können insbesondere im Randbereich, d.h. Bereich des Außenumfanges gegenüber der Kontaktfläche und/oder der Grundfläche der Aussparung in Richtung von den Kuppelelementen zum Randbereich betrachtet (in Einbaulage Höhenrichtung) und/oder quer dazu (in Einbaulage Breitenrichtung) verlaufend ausgebildet sein. Die Fasen und Schrägen können dabei je nach Fertigungsverfahren variieren. Die Schräge weist bevorzugt einen Winkel von wenigstens 10° zu der Kontaktfläche und/oder einer Grundfläche der Aussparung auf.
Ferner kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass die die Aussparung definierenden Umfangsflächenbereiche der Kontaktflächen bildenden Erhebungen, senkrecht oder in einem Winkel zur eigentlichen Kontaktfläche gegenüber der Grundfläche der Aussparung verlaufend angeordnet sind. Der Übergang zwischen der einzelnen Kontaktfläche und der zurückgesetzten Fläche kann somit stetig oder stufenartig ausgebildet sein.
Die zumindest eine Aussparung kann hinsichtlich der geometrischen Abmessungen in den einzelnen Richtungen über deren Erstreckung über die Stirnseite der Stirnplatte variieren. So kann die Aussparung mit gleicher Höhe/Tiefe oder variabler Höhe/Tiefe in Längsrichtung der Stirnplatte betrachtet ausgeführt sein, ferner kann deren Ausgestaltung in Richtung zum Außenumfang der Stirnplatte variieren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der einzelnen vorgenannten Ausführungen, insbesondere beschriebene Ausbildung und Anordnung der Aussparungen kann in der Aussparung, insbesondere der zurückgesetzten Fläche zusätzlich eine Durchbrechung, insbesondere Durchgangsöffnung als Langloch, Schlitz oder zylindrische Öffnung ausgebildet sein. Diese erlaubt den beim Kuppeln zwischen den Stirnplatten eingeschlossenen Schnee und das Eis durch diese zum Teil auch in das Kupplungskopfgehäuse oder an diesem vorbei abzuführen.
Der einzelne Durchbruch bzw. die einzelne Durchgangsöffnung ist in einer besonders vorteilhaften Ausbildung dazu bündig mit dem Übergang zur Kontaktfläche anschließend angeordnet.
Ferner können in den Kontaktflächen, aber auch den zurückgesetzten Flächen auch Funktionsdurchgangsöffnungen vorgesehen werden, in denen bzw. durch die zusätzliche Funktionselemente anordenbar bzw. führbar sind, beispielsweise Datenverbinder oder Luftleitungen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die wenigstens eine randoffene Aussparung wenigstens eine den Kupplungsvorsprung über seinem Umfang teilweise oder vollständig umschließende Umfangsnut.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Stirnplatte einen in der Frontrichtung von der Stirnplatte hervorstehenden Greifer auf, der außerhalb der Kontaktflächen angeordnet ist, wobei im Anordnungsbereich des Greifers je nach Ausführungsform auch Öffnungen bzw. Durchbrüche vorgesehen sein können, durch die komprimierter Schnee ausweichen kann. Der Greifer kann beispielsweise durch eine bogenförmige oder abgewinkelte Stange gebildet werden oder eine solche umfassen, die insbesondere aus der Fläche hervorsteht.
Eine erfindungsgemäße Schienenfahrzeugkupplung weist einen Schienenfahrzeugkupplungskopf, welcher ein Kupplungskopfgehäuse und eine lösbar oder unlösbar am Kupplungskopfgehäuse angeschlossene bzw. einteilig mit diesem ausgebildete erfindungsgemäße Stirnplatte aufweist. Der Schienenfahrzeugkupplungskopf kann beispielsweise als Frachtkupplung beziehungsweise Bestandteil einer Frachtkupplung ausgebildet sein.
Die Erfindung ist besonders bei Mittelpufferkupplungen anwendbar. Die Anwendung kann für Passagier- und Frachtanwendungen erfolgen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:

Figuren 1a und 1b: eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Stirnplatte;
Figuren 2a und 2b: eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Stirnplatte;
Figuren 3a und 3b: eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Stirnplatte;
Figur 4: eine vierte Ausführung einer erfindungsgemäßen Stirnplatte;
Figur 5: eine Weiterbildung gemäß Figur 4 mit zwei Kontaktflächen;
Figuren 6a und 6b: schematisiert vereinfacht eine Schienenfahrzeugkupplung;
Figuren 7a und 7b: beispielhaft mögliche Ausbildungen des Übergangsbereiches zwischen Kontaktfläche und zurückgesetzter Fläche.

In den Figuren 1 bis 5 ist eine Stirnplatte 10 dargestellt, die entweder einteilig mit einem Kupplungskopfgehäuse 11 ausgebildet sein kann oder lösbar an ein solches Kupplungskopfgehäuse 11 angeschlossen werden kann. Ein derartig ausgebildeter Schienenfahrzeugkupplungskopf 13 ist dazu in schematisiert vereinfachter Darstellung für eine an einem Schienenfahrzeug 19 angelenkte bzw. mit diesem verbundene Schienenfahrzeugkupplung 9 in den Figuren 6a und 6b wiedergegeben, wobei in Figur 6a eine Ausführung mit lösbarer Stirnplatte 10 verdeutlicht ist und in Figur 6b eine Ausführung mit integraler Ausbildung von Kupplungskopfgehäuse 11 und Stirnplatte 10 wiedergegeben ist. Die Stirnplatte 10 und das Kupplungskopfgehäuse 11 bilden zusammen den Schienenfahrzeugkupplungskopf 13 oder sind zumindest Bauteile desselben. Der Schienenfahrzeugkopf 13 ist Bestandteil einer Schienenfahrzeugkupplung 9.
In den Figuren 6a, 6b sowie 1a ist beispielhaft ein Koordinatensystem an die Stirnplatte 10 zur Erläuterung der einzelnen Richtungen angelegt. Die X-Richtung entspricht in Einbaulage am Schienenfahrzeugkupplungskopf 13 der Längsrichtung des Schienenfahrzeuges. Die Y-Richtung beschreibt die Breitenrichtung, d.h. Richtung senkrecht zur Längsrichtung. Die Z-Richtung beschreibt die Höhenrichtung.
Die Stirnplatte 10 weist eine vom Kupplungskopfgehäuse 11 weg gerichtete Stirnseite 14 zum Zusammenwirken mit einem nicht dargestellten Gegen-Schienenfahrzeugkupplungskopf auf. An der von der Stirnseite 14 weg gerichteten rückwärtigen Seite ist die Stirnplatte 10 je nach Anbindung an das Kupplungskopfgehäuse 11 entweder mit diesem einteilig ausgebildet, wie in Figur 6b dargestellt oder aber wie in Figur 6a wiedergegeben zum Zusammenwirken mit diesem ausgebildet und verbunden. Die Verbindung erfolgt beispielsweise lösbar mittels entsprechenden Befestigungselementen 12. Um insbesondere ein Verschrauben der Stirnplatte 10 mit dem Kupplungskopfgehäuse 11 zu ermöglichen, sind Schraubenöffnungen vorgesehen. Diese erstrecken sich durch die Kontaktfläche 7.
Die Stirnplatte 10 weist an ihrer in Frontrichtung weisenden Stirnseite 14 wenigstens eine stirnseitige Kontaktfläche 7 zum Zusammenwirken mit einer Kontaktfläche eines Gegen-Schienenfahrzeugkupplungskopfes, insbesondere zur Aufnahme von Druckkräften beim Ankuppeln der kompatiblen Stirnplatte eines Gegen-Schienenfahrzeugkupplungskopfes auf. Die Stirnseite 14 weist ferner entsprechende Kupplungselemente zum Kuppeln mit der Gegen-Schienenfahrzeugkupplung auf. Die an der Stirnplatte vorgesehenen Kupplungselemente bilden dabei Bestandteile der zum Kuppelvorgang erforderlichen Kupplungselemente der Kupplung. Dazu ragt im dargestellten Fall in Frontrichtung aus der Stirnplatte 10 ein Kupplungsvorsprung 1 heraus, der hier als Kupplungskegel ausgeführt ist. Seitlich daneben ist eine Kupplungsöffnung 6 positioniert, die einen entsprechenden Kupplungsvorsprung einer Gegen-Schienenfahrzeugkupplung aufnehmen kann.
An der Stirnseite 14 ist erfindungsgemäß zumindest eine gegenüber der zumindest einen Kontaktfläche 7 zurückgesetzte Fläche 5 unter Ausbildung einer Aussparung 3 vorgesehen ist, welche in einer Stirnplattenebene betrachtet in Umfangsrichtung vollständig von der zumindest einen stirnseitigen Kontaktfläche 7 oder zumindest einer stirnseitigen Kontaktfläche 7 und zumindest einem der Kupplungselemente 1, 6 umschlossen ist. Die Kontaktfläche 7 bildet dabei keine die Stirnseite 14 vollständig überdeckende Fläche, sondern die Kontaktfläche 7 wird von zumindest einer, die Stirnseite 14 wenigstens teilweise überdeckenden Fläche gebildet. Dabei können eine oder aber auch mehrere Kontaktflächen 7 vorgesehen werden, welche jeweils für sich allein oder zusammen mit den Kuppelelementen die Aufnahmebereiche bildende Aussparungen 3 bzw. Vertiefungen in Umfangsrichtung in der Stirnplattenebene betrachtet umschließen.
Bei mehreren Kontaktflächen 7 müssen diese nicht zusammenhängend ausgebildet sein. Diese können auch beabstandet zueinander angeordnet sein.
Die Aussparungen 3 bilden beim Zusammenwirken der Kontaktflächen 7 mit den Kontaktflächen einer komplementär ausgebildeten Stirnplatte einer Gegenkupplung Hohlräume zur Aufnahme von Schnee und Eis.
Figur 1a zeigt beispielhaft eine erste Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stirnplatte 10. Bei dieser ist eine einzelne Kontaktfläche 7 vorgesehen, welche an der Stirnseite 14 um die Kuppelelemente 1 umlaufend als erhabene Fläche ausgebildet ist. D.h. die Grundfläche der Stirnplatte 10 an der Stirnseite 14 ist gegenüber der Kontaktfläche 7 zurückversetzt unter Ausbildung der Aussparung 3. Die Kontaktfläche 7 ist im Bereich des Außenumfanges 15 der Stirnplatte 10 angeordnet, vorzugsweise schließt diese bündig mit dem Außenumfang 15 ab. Die Kontaktfläche 7 ist somit als geschlossene umlaufende Fläche ausgeführt, deren Außenkontur an die Außenkontur der Stirnplatte 10 angepasst ist. Die Aussparung 3 wird dabei in der Stirnplattenebene (beschreibbar durch die Z- und Y-Richtung) in einem Bereich der Erstreckung der Stirnplatte in X-Richtung betrachtet vom Innenumfang 16 der die Kontaktfläche 7 bildenden Erhebung sowie den Kuppelelementen 1, insbesondere den Wandungen des Kegels 1 und den Begrenzungsflächen der Kupplungsöffnung 6 umschlossen. In der Figur 1a ist lediglich eine Aussparung 3 vorgesehen. Der Versatz beträgt mindestens 2,5 mm, vorzugsweise mindestens 5mm.
Die die Aussparung 3 bildende zurückgesetzte Fläche 5 kann parallel zur Kontaktfläche 7 ausgebildet sein. Vorzugsweise ist diese zumindest abschnittsweise parallel zur Kontaktfläche 7 angeordnet. Denkbar ist jedoch auch eine zumindest abschnittsweise oder vollständig geneigte oder gewölbte Ausführung. Das Profil der Aussparung 3 kann in diesen Fall in den einzelnen Richtungen, insbesondere der Y- und Z-Richtung betrachtet im Wesentlichen konstant oder aber in zumindest einer Richtung veränderlich ausgebildet sein. Der Übergang zwischen Kontaktfläche 7 und zurückgesetzter Fläche 5 kann sprungartig, stufenweise oder kontinuierlich, beispielsweise über eine Schräge erfolgen.
Ferner ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein aus der Stirnplatte 10 in der Frontrichtung herausragender Greifer 8 vorgesehen, der mit einem entsprechenden Greifer der Gegenkupplung zusammenarbeitet, um die beiden Stirnplatten beziehungsweise Schienenfahrzeugkupplungsköpfe miteinander beim Kuppelvorgang zu zentrieren. Ebenfalls dargestellt sind in Figur 1a sind beispielhaft zwei Funktions-Durchgangsöffnungen 18 zum Integrieren, Befestigen eines Datenverbinders und einer Luftkupplung. Diese sind hier beispielhaft in den Bereich der zurückgesetzten Fläche angeordnet. Gemäß einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausbildung werden diese in den Kontaktflächenbereichen vorgesehen.
Die Figur 1b zeigt beispielhaft eine Weiterbildung einer Ausführung gemäß Figur 1a. Für gleiche Elemente werden die gleichen Bezugsziffern verwendet und die Ausführung der Kontaktfläche 7 sowie der Aussparung 3 erfolgt analog zu Figur 1a. Es gelten ferner alle Ausführungen zu den einzelnen Ausgestaltungsmöglichkeiten wie in Figur 1a beschrieben. Zusätzlich sind Durchgangsöffnungen 20 vorgesehen, welche beliebig in der Aussparung 3 platziert werden können und die hinsichtlich Geometrie und Abmessungen identisch ausgebildet sind oder variieren können. Im dargestellten Beispiel sind jeweils eine oberhalb und unterhalb des Kupplungsvorsprunges 1 und der Kupplungsöffnung 6 angeordnete Durchgangsöffnung 20 vorgesehen. Diese sind im dargestellten Fall beispielhaft schlitzförmig ausgebildet und in der Darstellung mit ununterbrochener Linie mit Abstand zu den Kuppelelementen, insbesondere Kupplungsvorsprung 1 und Innenumfang 16 der Kontaktfläche 7 bildenden Erhebung angeordnet. Beispielhaft sind ferner Durchgangsöffnungen 20 mit unterbrochener Linie dargestellt, welche bündig mit dem Übergang zwischen der zurückgesetzten Fläche 5 der Kontaktfläche 7, insbesondere dem Innenumfang der die Kontaktfläche 7 bildenden Erhebung angeordnet sind.
In strich-punktierter Darstellung ist beispielhaft eine Anordnung der Durchgangsöffnungen 20 in Breitenrichtung der Stirnplatte 10 neben den Kupplungselementen wiedergegeben.
Figur 2a zeigt eine Weiterbildung einer Ausführung gemäß Figur 1a. Für gleiche Elemente werden die gleichen Bezugsziffern verwendet. Die Ausführung der Kontaktfläche 7 sowie der Aussparung 3 erfolgt analog zu Figur 1a. Es gelten ferner alle Ausführungen zu den einzelnen Ausgestaltungsmöglichkeiten wie in Figur 1a beschrieben. Die Kontaktfläche 7 wird auch hier von einer einzelnen in Umfangsrichtung an der Stirnseite 14 angeordneten geschlossen umlaufenden Erhebung gebildet, wobei deren einzelne Seiten - hier die an der oberen und unteren Außenkontur der Stirnplatte angeordneten Flächenbereiche über einen Steg unter Ausbildung zweier Aussparungen 3 verbunden sind. Die Kontaktfläche 7 ist somit durch die zusammenhängenden Flächenbereiche von Mittelsteg und umlaufender Erhebung charakterisiert. Die so gebildeten zurückgesetzten Flächen, insbesondere die zwei Aussparungen 3 erstrecken sich dabei im Wesentlichen um die Kupplungselemente. Die Funktions-Durchgangsöffnungen 18 sind hier beispielhaft im Steg integriert, können jedoch auch in vorteilhafter Ausführung an den Kontaktflächen ober - oder unterhalb der Kupplungselemente vorgesehen sein.
Figur 2b zeigt eine Weiterbildung gemäß Figur 2a. Für gleiche Elemente werden die gleichen Bezugsziffern verwendet und die Ausführung der Gesamt-Kontaktfläche 7 sowie der Aussparung 3 erfolgt analog zu Figur 2a. Es gelten ferner alle Ausführungen zu den einzelnen Ausgestaltungsmöglichkeiten wie in Figur 2a beschrieben. Zusätzlich sind hier Durchgangsöffnungen 20 beispielhaft oberhalb der Kupplungselemente platziert, für deren Ausführung und Anordnung auf die Ausführung und Anordnung wie in Figur 1b beschrieben verwiesen werden kann. Denkbar sind auch seitlich der Kupplungselemente angeordnete Durchgangsöffnungen 20.
Die Figuren 3a und 3b verdeutlichen beispielhafte Weiterbildungen der Ausführungen gemäß der Figuren 1 und 2, wobei die Kontaktfläche 7 von zusammenhängenden Kontaktflächenbereichen unter Ausbildung von vier Aussparungen 3, die die Kupplungselemente 1, 6 umschließen, gebildet wird. Figur 3a sieht dabei keine zusätzlichen Durchgangsöffnungen vor. Die Figur 3b zeigt beispielhaft Durchgangsöffnungen 20 in Form von Bohrungen. Denkbar ist jedoch auch jegliche andere Geometrie der Durchgangsöffnungen 20.
Figur 4 zeigt beispielhaft eine Ausführung mit fünf Aussparungen. Für gleiche Elemente werden die gleichen Bezugsziffern verwendet. Figur 5 zeigt eine Ausführung gemäß Figur 4, jedoch mit einer weiteren Kontaktfläche 7, welche zwischen den beiden Kupplungselementen 1, 6 angeordnet ist und Aussparung 3 in diesem Bereich nochmals unterteilt. Zusätzlich können Durchgangsöffnungen 20, die beliebig in der zurückgesetzten Fläche angeordnet werden können, vorgesehen werden. Bezüglich der Ausführung von Profil, Übergang der Kontaktfläche 7 zur zurückgesetzten Fläche der Aussparung 3 und Profil der Aussparung 3 kann auf die Ausführungen der vorangehenden Figuren verwiesen werden.
Zeigen die Figuren 1 bis 4 Ausbildungen einer zusammenhängenden Kontaktfläche 7, zeigt Figur 5 beispielhaft anhand einer Weiterbildung gemäß Figur 4 eine Ausführung mit zwei Einzel-Kontaktflächen 7. Auch die Ausbildungen der Figuren 4 und 5 können mit Durchgangsöffnungen 20 kombiniert werden. Diese können seitlich, ober- und/oder unterhalb der Kupplungselemente, auf jeden Fall jedoch innerhalb der Aussparung 3 und außerhalb der Kupplungselemente 1, 6 angeordnet sein.
Beim Kuppeln des Schienenfahrzeugkupplungskopfes mit einem gegengleichen Schienenfahrzeugkupplungskopf wird der Kupplungstrichter 6 auf den Kupplungsvorsprung 1 aufgeschoben. Damit kann am Kupplungsvorsprung 1 anhaftender Schnee in Richtung der Frontseite in den Kupplungsvorsprung 1 umgebenden Bereich der Stirnplatte 10 gedrückt werden und verbleibt in dem durch die zurückgesetzte Fläche 5 und die die Kontaktfläche 7 bildende Erhebung beschreibbaren Raum, welcher beim Zusammenwirken mit einer Gegen-Kupplung verdoppelt wird. Ist die zurückgesetzte Fläche 5 nicht eben, d.h. parallel zur Kontaktfläche 7, sondern zumindest abschnittsweise geneigt oder gewölbt ausgebildet, wird der so gebildete Aufnahmeraum nochmals vergrößert.
Die Figuren 7a und 7b zeigen beispielhaft anhand eines Schnittes durch die die Kontaktfläche 7 bildende Erhebung mögliche Ausführungen von Kontaktfläche 7 und zurückgesetzter Fläche 5 und die Ausgestaltung der den Innenumfang 16 der Kontaktfläche bildenden Erhebung.
Figur 7a zeigt beispielhaft eine Ausbildung mit ebener, d.h. parallel zur Kontaktfläche 7 ausgebildeter zurückgesetzter Fläche 5. Der Übergang erfolgt beispielhaft stetig über eine Schräge 4. Demgegenüber zeigt Figur 7b eine Ausführung mit sprungartigem Übergang zwischen Kontaktfläche 7 und zurückgesetzter Fläche 5. Die zurückgesetzte Fläche 5 ist hier abschnittsweise durch eine Schräge charakterisiert,
Bei allen Ausführungen besteht zusätzlich die Möglichkeit, um den Kuppelvorsprung 1 eine Umfangsnut 2 vorzusehen, welche Bestandteil der zurückgesetzten Fläche 5 ist. Eine derartige Nut ist beispielhaft in Figur 1a wiedergegeben.
Der erfindungsgemäße Grundgedanke besteht bei allen Ausführungen in der Schaffung von Hohlraum zur Aufnahme von Schnee beim Zusammenwirken mit einer Gegenstirnplatte zwischen diesen. Die dargestellten Durchgangsöffnungen 20 können optional vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn dahinter weiterer Raum zur Aufnahme oder aber zur Abfuhr nach außen zur Verfügung steht.

Bezugszeichenliste

1: Kupplungsvorsprung; Kegel
2: Umfangsnut
3: Aussparung
4: Schräge
5: zurückgesetzte Fläche
6: Kupplungsöffnung
7: Kontaktfläche
8: Greifer
9: Schienenfahrzeugkupplung
10: Stirnplatte
11: Kupplungskopfgehäuse
12: Befestigungselemente
13: Schienenfahrzeugkupplungskopf
14: Stirnseite
15: Außenumfang
16: Innenumfang
17: Außenumfang
18: Funktions-Durchgangsöffnung
19: Schienenfahrzeug
20: Durchgangsöffnungen

Claims

Stirnplatte (10) für einen Schienenfahrzeugkupplungskopf (13)
mit Kupplungselementen umfassend einen Kupplungsvorsprung (1), der in eine Frontrichtung von der Stirnplatte (10) hervorsteht, und eine Kupplungsöffnung (6) zur Aufnahme eines Kupplungsvorsprungs von gegengleichen Kupplungselementen einer kompatiblen Stirnplatte, wobei

die Stirnplatte (10) an ihrer in Frontrichtung weisenden Stirnseite (14) zumindest eine stirnseitige Kontaktfläche (7) zur Aufnahme von Druckkräften beim Ankuppeln der kompatiblen Stirnplatte aufweist;

dadurch gekennzeichnet, dass

an der in Frontrichtung weisenden Stirnseite (14) zumindest eine gegenüber der zumindest einen Kontaktfläche (7) zurückgesetzte Fläche (5) unter Ausbildung einer Aussparung (3) vorgesehen ist, welche in einer Stirnplattenebene betrachtet in Umfangsrichtung vollständig von der zumindest einen stirnseitigen Kontaktfläche (7), insbesondere der die stirnseitige Kontaktfläche bildenden Erhebung oder zumindest einer stirnseitigen Kontaktfläche (7) und zumindest einem der Kupplungselemente (1, 6) umschlossen ist.
Stirnplatte (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine stirnseitige Kontaktfläche (7) sich im Bereich des Außenumfanges (15) der Stirnplatte (10) in Umfangsrichtung entlang dieser erstreckend an dieser ausgebildet ist, vorzugsweise bündig mit dem Außenumfang (15) der Stirnplatte (10) abschließt.
Stirnplatte (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder eine Mehrzahl zurückgesetzter Flächen (5) unter Ausbildung von Aussparungen (3) vorgesehen ist.
Stirnplatte (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz der einzelnen zurückgesetzten Fläche (5) gegenüber der diese zumindest teilweise in Umfangsrichtung in der Stirnplattenebene betrachtet umschließenden Kontaktfläche (7) wenigstens 2,5 mm, vorzugsweise wenigstens 5 mm beträgt.
Stirnplatte (10) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zurückgesetzte Fläche (5) zumindest abschnittsweise parallel zur Kontaktfläche (7) ist.
Stirnplatte (10) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zurückgesetzte Fläche (5) zumindest abschnittsweise geneigt oder gewölbt ausgebildet ist.
Stirnplatte (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die abschnittsweise vorliegende Neigung der zurückgesetzten Fläche (5) einen Winkel von wenigstens 10° zu der Kontaktfläche (7) aufweist.
Stirnplatte (10) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen einer einzelnen Kontaktfläche (7) und der zurückgesetzten Fläche (5) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig stetig ausgebildet ist.
Stirnplatte (10) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen einer einzelnen Kontaktfläche und der zurückgesetzten Fläche (5) zumindest abschnittsweise stufenartig ausgebildet ist.
Stirnplatte (10) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen zurückgesetzten Fläche (5) wenigstens eine sich durch die Stirnplatte (10) erstreckende Durchbrechung bzw. Durchgangsöffnung (20) vorgesehen ist.
Stirnplatte (10) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Durchbrechung bzw. Durchgangsöffnung (20) als Langloch, Schlitz oder zylindrische Öffnung ausgebildet ist.
Stirnplatte (10) gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Durchbrechung bzw. Durchgangsöffnung (20) bündig mit dem Übergang zur Kontaktfläche (7) anschließend angeordnet ist.
Stirnplatte (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsvorsprung (1) einen Kupplungskegel umfasst oder durch diesen gebildet wird.
Schienenfahrzeugkupplung mit einem Kupplungskopfgehäuse (11) und einer lösbar oder unlösbar am Kupplungskopfgehäuse (11) angeschlossenen oder integral mit diesem ausgebildete Stirnplatte (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.