DE69800957T2

DE69800957T2 - Kraftlehre für Schienenfarhzeugkupplungsklaue

Info

Publication number: DE69800957T2
Application number: DE69800957T
Authority: DE
Inventors: Nihad M. Hanano
Original assignee: Westinghouse Air Brake Co
Current assignee: Westinghouse Air Brake Co
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-02-07
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2018-02-08
Also published as: US5831173A; CA2227164C; EP0884570A1; EP0884570B1; DE69800957D1; CA2227164A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein Personentransportgerät-Kupplungen, insbesondere betrifft die Erfindung eine Befestigung zum Messen der Kraft, mit der Kupplungsklauen durch Federn gespannt werden, deren Zweck es ist, eine zuverlässige und sichere Kupplung von Personentransportwagons in zuverlässiger und sicherer Weise zu garantieren.

Hintergrund der Erfindung

Kupplungsklauen für Personenwagons arbeiten unter einer vorbestimmten Kraft, welche derzeit mit Hilfe einer Kabelschlaufe gemessen wird, die an ein Dynamometer-Meßgerät angeschlossen wird, welches seinerseits an ein weiteres Kabel angeschlossen ist, das an seinem freien Ende einen Handgriff aufweist. Die Kabelschlaufe wird um die Klaue einer Kupplung gelegt, und es wird eine direkte Kraft von etwa 100 bis 140 Pfund von einer Bedienungsperson aufgebracht, während eine andere Person eine Anfangsbewegung der Klaue beobachtet. Das Dynamometer-Meßgerät besitzt eine Skala, die abgelesen wird, sobald eine anfängliche Klauenbewegung erkannt wird. Der Betrachter stellt dann fest, ob die Federkraft-Einstellung innerhalb eines spezifizierten Klauenkraft-Bereichs liegt.
Die Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit dieses zum Stand der Technik gehörigen Zugverfahrens ist - bestenfalls - ein bloßer Kompromiß und eine Abschätzung. Der Grund hierfür ist der, daß die Bedienungsperson häufig ungleichmäßig zieht und die Reaktionszeit des die anfängliche Klauenbewegung feststellenden Beobachters lang ist. Darüber hinaus ist dieser Kabelmechanismus in gewissem Maß unsicher und gefährlich für den Fall, daß die Kabelschlaufe abrutscht oder das Kabel bricht.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung gemäß dem im Anspruch 1 angegebenen Meßgerät löst die oben beschriebenen Probleme durch den Einsatz eines Trägers, der mindestens einen Zapfen aufweist, welcher derart bemessen ist, daß er in einem Führungsloch einer Stirnplatte einer Kupplung sitzt. Ein längliches rohrförmiges Gehäuse ist an dem Träger befestigt und enthält eine Haupt-Schraubenfeder, welche um eine längliche Welle herum angeordnet ist. Ein Plunger erstreckt sich von dem vorderen Ende der Welle und des rohrförmigen Gehäuse aus, um in Eingriff mit der Klaue der Kupplung zu treten, und in das dem vorderen Ende abgewandte Ende des Gehäuses ist eine Maschinenschraube eingeschraubt, um die Welle innerhalb des Gehäuses und den Plunger auf eine Kupplungsklaue zu und von ihr weg zu verschieben.
Eine Skalenanzeige wird in Berührung mit der Klaue gebracht, so daß, wenn sich die Klaue gegen die Kraft der Vorspannfeder der Kupplung bewegt, ein Arbeiter die Klauenbewegung durch Betrachtung der Skalenbewegung erfaßt. An der Maschinenschraube, an dem rohrförmigen Gehäuse und/ oder an dem Plunger können Markierungen angebracht sein, um das Ausmaß der Bewegung der Maschinenschraube oder des Plungers und damit den Betrag der Kraft festzustellen, die von dem Meßgerät und dem Plunger zum Bewegen des Hakens ausgeübt wird.

Ziele der Erfindung

Eines der Hauptziele der Erfindung ist es also, eine Klauenkraft-Meßvorrichtung zu schaffen, die ein zuverlässigeres, genaueres und sichereres Mittel zum Messen der Kraft darstellt, mit der Kupplungsklauen für Personenwagons federbelastet und/oder vorgespannt sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Klauenkraft- Meßvorrichtung, die nicht die Verwendung einer Zugkraft an einem an einer Kupplungsklaue befestigten Seil erfordert, um die Kraft zu messen, mit der Kupplungsklauen für Personenwagons federbelastet und/oder vorgespannt sind.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Klauenkraft-Meßvorrichtung, die wiederholt zuverlässige Messungen einer Klauenkraft liefert, wobei die Messungen nicht durch störende seitens eines Arbeiters auf ein Kabel aufgebrachte Stöße oder Züge oder durch langsame Reaktion des die anfängliche Klauenbewegung beobachtenden Arbeiters beeinträchtigt sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Klauenkraft- Meßvorrichtung, die ein kompaktes und leichtgewichtiges Instrument darstellt, welches sich mühelos direkt bei einer Kupplung einsetzen läßt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Klauenkraft- Meßvorrichtung, die an einer Kupplung angesetzt werden kann, während diese an einem Personenwagon montiert ist, oder einer Kupplung, die von einem solchen Fahrzeug abgenommen wurde, ohne daß das Erfordernis spezieller Befestigungen zum Halten der Kupplung besteht.

Die Zeichnungen

Die Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden besser aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zum Messen der Kraft, die auf eine Kupplungsklaue eines Personenwagons von einer Klauen-Vorspannfeder aufgebracht wird,
Fig. 2A und 2B eine Seiten- bzw. eine Frontansicht einer Kupplungsklauen-Garnitur,
Fig. 3A eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kupplungsklauen- Kraftmeßgerät,
Fig. 3B eine Schnittansicht des Meßgeräts entlang der Linie III-III in Fig. 3A,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Meßgeräts, angebracht an einer Stirnplatte der in den Fig. 2A und 2B dargestellten Kupplungsklauen-Garnitur.

Bevorzugte Ausführungsform

Im folgenden wird speziell auf die Zeichnungen Bezug genommen. In deren Fig. 1 ist eine herkömmliche Vorrichtung zum Messen der Kraft dargestellt, mit der Personenwagon-Kupplungsklauen 10 von einer Blattfeder 12 (siehe Fig. 2A) federbelastet oder vorgespannt werden. Wie am besten in Fig. 2A zu sehen ist, ist die Feder 12 als Blattfeder dargestellt, an ihrer Stelle kann jedoch auch eine Schraubenfeder verwendet werden. Diese Federn 12 dienen dazu, eine sichere und zuverlässige Kopplung der Eisenbahnwagons zu garantieren.
Diese herkömmliche Vorrichtung enthält eine Kabel- oder Seilschlaufe 14, die um eine solche Wagonklaue 10 gelegt wird, wobei ein Längenabschnitt des Seils 16 die Kabelschlaufe mit einer Seite eines Dynamometer-Meßgeräts und einer Ableseskala 18 verbindet. Ein zweites Seil 12 ist an das gegenüberliegende Ende des Meßgeräts angeschlossen und ist mit einem Handgriff 22 ausgestattet, der an dem von dem Meßgerät entfernten Ende dieses zweiten Seils 20 angebracht ist. Ein Arbeiter zieht an dem Handgriff 22, um auf die Wagonklaue 10 eine Zugkraft auszuüben, während ein weiterer Arbeiter die Klaue auf eine Anfangsbewegung hin beobachtet, die die Klaue gegen die Kraft der Feder 12 ausführen muß. Das Meßgerät 18 mißt die auf die Klaue 10 von dem Arbeiter ausgeübt Zugkraft, während ihre Ableseskala eine sichtbare Anzeige für die ausgeübte Zugkraft bietet. Wird eine anfängliche Klauenbewegung beobachtet, so wird dann die Ableseskala von einem Arbeiter oder von beiden Arbeitern abgelesen. Wenn die durch die Skalenablesung ermittelte Kraft nicht innerhalb des spezifizierten Bereichs liegt, der eine zuverlässige Kupplungsfunktion garantiert, wird die Feder 12 eingestellt, damit eine in dem Bereich liegende Federkraft erhalten wird. Wenn die Einstellung der Feder nicht die Wirkung hat, die Kraft auf den erforderlichen Bereich einzustellen, so wird die Feder 12 durch eine andere Feder ausgetauscht, welche die passende Kraft liefert.
Wie oben bereits diskutiert wurde, hat die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung gewisse Nachteile hinsichtlich Sicherheit, Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit, das heißt, wenn die um die Klaue gelegte Schlaufe von der Klaue abrutscht, oder wenn irgendeines der Seile reißt, während ein Arbeiter an der Klaue zieht, körnen Personen verletzt werden. Darüber hinaus ist die Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit dieses bekannten Geräts dann ungewiß, wenn die Kraft jedes von dem Arbeiter ausgeübten Zugvorgangs nicht gleichmäßig aufgebracht wird, während die Messung vorgenommen wird, oder wenn der beobachtende Arbeiter die Beobachtung der ersten anfänglichen Bewegung der Klaue nicht gleichmäßig vornimmt.
Fig. 2A und 2B der Zeichnung zeigen eine Klauenanordnung 30 zum Zusammenkoppeln von Personenwagons, wobei die Klauenanordnung die Kupplungsklaue 10 enthält. Wie aus den Fig. 2A und 2B ersichtlich ist, erstreckt sich die Kupplungsklaue 10 der Garnitur durch eine Öffnung 32, die in einer vertikal angeordneten Stirnplatte 34 ausgebildet ist. Die oben beschriebene Blattfeder 12 liegt an der Klaue an, um eine passende Kupplungskraft an der Klaue aufrechtzuerhalten, wie bereits erwähnt wurde. Das untere Ende der Stirnplatte 34 enthält zwei nach außen weisende Führungszapfen 36 zur Aufnahme in zwei entsprechenden Führungszapfenlöchern (nicht dargestellt), die in einer entsprechenden Stirnplatte der zugehörigen Kupplungsgarnitur desjenigen Personenwagons vorgesehen sind, der mit dem Personenwagon gekuppelt werden soll, der die Garnitur 30 trägt. In ähnlicher Weise besitzt das obere Ende der Stirnplatte 34 zwei Führungszapfenlöcher 38 zur Aufnahme von zwei entsprechenden (nicht gezeigten) Führungszapfen, die an der Stirnplatte der entsprechenden Kupplungsgarnitur desjenigen Wagons vorgesehen sind, der mit dem die Garnitur 30 aufweisenden Wagon zu kuppeln ist.
Im folgenden wird auf Fig. 3 und 4 Bezug genommen, die ein relativ einfaches, tragbares und kompaktes Meßgerät 40 zeigen, welches eine wiederholt zuverlässige Messung der Kraft liefert, die von den Federn 12 der Kupplungsklauen 10 aufgebracht wird. Insbesondere enthält das Meßgerät 40 einen ebenen, U-förmigen Träger 42 mit zwei Zapfen 44, die sich rechtwinklig von der Ebene des Trägers 42 aus erstrecken und derart bemessen und beabstandet sind, daß sie in den Führungszapfenlöchern 34 der Stirnplatte 34 sitzen. Befestigt an dem U-förmigen Träger 42 und zwischen den Zapfen 44 seitlich zentriert ist ein länglicher, zylindrischer Behälter oder ein rohrförmiges Gehäuse 46, welches eine Haupt- Schraubenfeder 48 beinhaltet, die sich zwischen den inneren Enden eines von dem U-förmigen Träger 42 nach außen verlaufenden Plungers 50 bzw. einer Maschinenschraube 52 angeordnet ist. Die Feder 48 befindet sich auch um eine Zwischenwelle 54 und eine an dem inneren Ende des Plungers 50 befestigte innere Hülse 56 herum. Die Maschinenschraube 52 wird von einer stirnseitigen Kappe 58 zentriert und steht mit dieser in Gewindeeingriff, wobei die stirnseitige Kappe 58 in geeigneter Weise an dem Ende des zylindrischen Gehäuses 46 befestigt ist. Die Maschinenschraube 52 ist außerdem innerhalb des Gehäuses 46 durch eine Scheibe 60 zentriert, die an dem inneren Ende der Schraube in einer Weise angebracht ist, die es ermöglicht, daß die Schraube sich dreht, während die Scheibe stehenbleibt. Der Plunger 50 ist in dem Behälter 46 durch eine Stirnwand 52 des Behälters und durch einen beilagscheibenähnlichen Kopf 64, der an dem inneren Ende des Plungers 50 befestigt ist, zentriert.
Eine Schrauben-Puppenfeder 66 umfaßt das Ende des Plungers 50, welches sich innerhalb des Behälters 56 befindet, und fluchtet axial mit der Hauptfeder 48. Die Puppenfeder 66 wird zwischen der Stirnwand 62 des Behälters 46 und dem beilagscheibenähnlichen Kopf 64 des Plungers 50 gehalten. Die Puppenfeder 66 ist außerdem kleiner als die Feder 48, um eine Federkraft zu erzeugen, die wesentlich geringer als diejenige der Feder 48 ist.
Anhand der Fig. 3 und 4 der Zeichnung wird die Arbeitsweise des Meßgeräts 40 so beschrieben, wie das Gerät zusammen mit einer Skalenanzeige 68 (Fig. 2A und 2B) arbeitet. Die Skalenanzeige ist an einer Stirnplatte 34 der Kupplung 30 befestigt und ist so angeordnet, daß sie die Klaue 10 berührt. Die Anzeige kann mit einer magnetischen Unterlage ausgestattet sein, so daß ein Arbeiter sie einfach an der Stirnplatte 34 anlegen kann, um die Anzeige an dieser Stirnplatte 34 zu befestigen. Die beabstandeten Führungszapfen 44 des Meßgeräts werden in Führungszapfenlöcher 38 der Stirnplatte 34 der Kupplung in der in Fig. 4 gezeigten Weise angeordnet. Diese Plazierung des Meßgeräts 40 bringt den Plunger 50 direkt in eine Lage oberhalb der Klaue 10, während die Arbeitsschraube 42 oberhalb der Stirnplatte liegt, um so einfachen Zugang für den Arbeiter zu ermöglichen. Der Träger 42 wird von Stiften 44 in den Führungslöchern 38 der Kupplungs-Stirnplatte 34 an Ort und Stelle und gegen Bewegungen geschützt gehalten. Die Arbeitsschraube 52 wird dann von einem Arbeiter in der Endkappe 58 in den Behälter 46 hineingedreht, um dadurch die schwächere Puppenfeder 66 zusammenzudrücken und den Plunger 50 in Richtung der Klaue 10 vorzurücken. Die Klaue 10 besitzt eine Oberseitenlinie und Oberfläche 70, die mit dem äußeren Ende des Plungers 50 in Eingriff steht, wenn die Arbeitsschraube 52 innerhalb der Endkappe 58 und relativ zu der Scheibe 60 gegen die Puppenfeder 66 gedreht wird. Die Feder 48 bleibt solange nicht-zusammengedrückt, bis der Plunger 50 die Stirnlinienfläche 70 der Klaue 10 kontaktiert. Ein weiteres Drehen der Schraube 52 in den Zylinder hinein veranlaßt den Beginn des Zusammendrückens der Feder 48, wenn die Zwischenwelle 54 sich in die innere Hülse 56 hinein bewegt.
Bei fortgesetztem Zusammendrücken der Hauptfeder 48 durch die Arbeitsschraube 52 wird die Kraft der Klauenfeder 12 (Fig. 2) durch die Kraft der Feder 48 überwunden. Dies führt dazu, daß die Klaue 10 sich etwas bewegt. Diese Bewegung wird durch die Skalenanzeige 68 registriert, wenn die Klauenbewegung gegen eine an der Klaue anliegende Welle 69 erfolgt, wobei die Welle elastisch in dem Gehäuse der Skalenanzeige gelagert ist. Der Arbeiter nimmt die Anzeige der Klauenbewegung durch die Skalenanzeige wahr und stellt das Drehen der Arbeitsschraube 52 sofort ein. Dann liest er die Stellung der Arbeitsschraube 52 in dem Behältergehäuse 46 ab, oder aber die Stellung des Plungers 50 relativ zu der Zylinder-Stirnwand 52, um die Kraft festzustellen, die die Klaue 10 bewegt hat. Wenn diese Kraft innerhalb des spezifizierten Bereichs liegt, so garantiert dies eine zuverlässige Kopplung zwischen den Wagons, der Arbeiter braucht nichts weiter zu unternehmen, außer natürlich dem Abnehmen des Meßgeräts 40 und der Skalenanzeige 68 von der Stirnplatte 34. Wenn die Kraft, die die Klaue 10 bewegt hat, zu gering oder zu stark ist, erfolgt eine Einstellung der Feder 12, um die Klauenkraft in den passenden Bereich zu bringen.
Gemäß Fig. 4 ist das Behältergehäuse 46 mit Markierungen 75 ausgestattet, um eine Ablesung der Stellung des inneren Endes der Arbeitsschraube 52 oder der Scheibe 60 innerhalb des Behältergehäuses 46 zu ermöglichen, mithin also eine Ablesung des Betrags der Kraft, die von der Feder 48 derart auf die Kupplungsklaue 10 ausgeübt wurde, daß die Kupplungsklaue 10 sich zu bewegen begonnen hat, das heißt: das Meßgerät 40 wird in einer Weise geeicht, daß es die durch die Feder 48 bewirkte Kraftausübung liefert, wie sie durch die Stellung der Arbeitsschraube 52 innerhalb des Behältergehäuses 46 angezeigt wird. Ähnliche Markierungen 76 und 77 können an der Arbeitsschraube 52 bzw. an dem Plunger 50 vorhanden sein.
Der Rand der Scheibe 40 kann und wird vorzugsweise auch mit einer Umfangsnut 78 ausgestattet, wie dies in den Fig. 3A und 3B durch eine ausgezogene Linie veranschaulicht ist. Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält diese Umfangsnut 78 einen leuchtend farbigen Anstrich. Diese farbliche Umfangsnut 78 dient als Anzeiger für den Arbeiter beim Bewegen der Kupplungsklaue 10 und zum Ablesen der Kraftmessungen.
Das Meßgerät 40 wird von der Stirnplatte 34 entfernt durch nach auswärts erfolgendes Drehen der Arbeitsschraube 52 bei Entlastung des Drucks der Feder 48 und 66 und Abrücken des Plungers 50 von der Kupplungsklaue 10, so daß das Meßgerät 40 sich einfach von der Stirnplatte 34 abnehmen läßt.

Claims

1. Meßgerät (40) zum Messen einer Kraft, mit der Klauen (10) von Kupplungen (30) zum Zusammenkuppeln von Personentransportfahrzeugen vorgespannt werden, wenn derartige Fahrzeuge von solchen Klauen aneinandergekuppelt werden, umfassend:

(a) ein Trägerglied (42) mit einem daran angeordneten mindestens einen Führungszapfen (36), der so bemessen und angeordnet ist, daß er in mindestens einem in einer Transportwagonkupplung befindlichen Führungsloch sitzt,

(b) ein längliches, rohrförmiges Gehäuseteil (46), das an dem Trägerglied (42) angebracht ist,

(c) eine Haupt-Schraubenfeder (48), die in dem länglichen, rohrförmigen Gehäuseteil (46) angeordnet ist,

(d) ein Wellenelement (54), das entlang einer Längsachse der Haupt-Schraubenfeder (48) angeordnet ist,

(e) einen Plunger (50), der sich von einem vorderen Ende des Wellenelements (54) und des rohrförmigen Gehäuseteils (46) aus erstreckt, um mit einer Klaue (10) der Kupplung (30) in Eingriff zu treten, und

(f) eine Maschinenschraube (52), die in Gewindeeingriff mit einem Ende des länglichen, rohrförmigen Gehäuseteils (46) abgewandt von dem vorderen Ende des rohrförmigen Gehäuseteils steht, um das Wellenelement (54) in dem längllichen, rohrförmigen Gehäuseteil (46) und den Plunger (50) zu einer translatorischen Bewegung zu der Klaue (10) der Kupplung (30) zu veranlassen.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, wobei das Meßgerät (40) außerdem eine Puppenfeder (66) aufweist, die sich in dem länglichen, rohrförmigen Gehäuseteil (46) befindet und axial mit der Haupt-Schraubenfeder (48) fluchtet.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, bei dem die Puppenfeder (66) zwischen einem vorderen Ende der Haupt-Schraubenfeder (48) und einer Stirnwand (62) an dem vorderen Ende des länglichen, rohrförmigen Gehäuseteils (46) angeordnet ist.

4. Meßgerät nach Anspruch 1, bei dem die Haupt-Schraubenfeder (48) sich zwischen einer an der Maschinenschraube (52) befestigten Scheibe (60) und einem beilagscheibenähnlichen Kopf (48) befindet, welcher sich in der Nähe des vorderen Endes des länglichen, rohrförmigen Gehäuseteils (46) befindet.

5. Meßgerät nach Anspruch 1, bei dem das Trägerglied (42) im wesentlichen U-förmig ist, wobei der mindestens eine Führungszapfen (36) sich benachbart zu mindestens einem Ende mindestens eines Schenkels des U des U-förmigen Trägerglieds (2) befindet.

6. Meßgerät nach Anspruch 1, bei dem das längliche, rohrförmige Gehäuseteil (46) eine Außenfläche aufweist, auf der Markierungen (75) zur Anzeige eines Bewegungshubs der Maschinenschraube (52) und damit eines Drucks, der von dem Meßgerät (40) auf die Kupplungsklaue (10) ausgeübt wird, vorgesehen sind.

7. Meßgerät nach Anspruch 1, bei dem die Maschinenschraube (52) mit Markierungen (76) ausgestattet ist, um einen Bewegungshub der Maschinenschraube (52) und damit einen Betrag der Kraft anzuzeigen, mit der das Meßgerät (40) auf die Kupplungsklaue (10) einwirkt.

8. Meßgerät nach Anspruch 1, bei dem der Plunger (50) mit Markierungen (77) versehen ist, um den Betrag einer Translation des Plungers (50) und mithin des Betrags der Kraft anzugeben, die von dem Meßgerät (40) auf die Kupplungsklaue (10) ausgeübt wird.