DE10144838A1

DE10144838A1 - Elektrische Heizung für den Kupplungskopf einer Mittelpufferkupplung

Info

Publication number: DE10144838A1
Application number: DE10144838A
Authority: DE
Inventors: Goetz Dittmar; Dirk Behrens
Original assignee: Scharfenbergkupplung GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-27
Also published as: PL356020A1; DE50203248D1; ATE296739T1; CN1408594A; PL198155B1; US20030047547A1; EP1293409A1; KR20030023537A; CN100469634C; KR100517682B1; AU2002300978B2; EP1293409B1; US7038169B2; DK1293409T3; ES2243636T3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizung für eine elektrische Mittelpufferkupplung, deren mindestens ein Heizkörper (3) in einer Ausnehmung des Kupplungskopfes (1) eingebracht und nach außen abgedeckt ist. Um den Wärmeübergang vom Heizkörper (3) in den Kupplungskopf (1) zu verbessern und den Aufwand zur Montage und Demontage des Heizkörpers (3) zu verringern, ist die Ausnehmung passgenau zum Querschnitt des Heizkörpers (3) ausgeführt und die Ausnehmung ist derart ausgebildet, dass der Heizkörper (3) nach Fertigstellung der Ausnehmung einschließlich ihres Abschlusses zur Stirnseite in die Ausnehmung einführbar und am Kupplungskopf (1) lösbar zu befestigen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizung für den Kupplungskopf einer Mittelpufferkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei S-Bahn-Triebzügen der Baureihe ET 420 sind Mittelpufferkupplungen im Einsatz gewesen, bei denen in die Pufferfläche des Kupplungskopfes im Bereich des Zentrierkegels und des Einlaufrichters eine etwa halbkreisförmige Nut eingebracht ist, in die ein elektrischer Heizkörper eingelegt ist. Der Heizkörper soll im Winter die Stirnfläche und den Kupplungsmechanismus von Eis und Schnee freihalten und die Kupplungsfunktion sicherstellen. Die Nut ist durch ein Hartlot, das einen Teil der Pufferfläche bildet, nach außen abgeschlossen. Als Hartlote können nur niedrig schmelzende Hartlote, z. B. teure Silberlote, verwendet werden, weil bei höheren Verarbeitungstemperaturen die Gefahr der Beschädigung des Heizkörpers besteht. Der Einsatz von Weichloten mit niedrigerem Schmelzpunkt erwies sich als ungeeignet, da bei der benötigten Heizleistung die Schmelztemperatur des Weichlotes erreicht werden konnte. Beim Einlöten von Heizkörpers besteht immer die Gefahr einer örtlichen Überhitzung und damit der Zerstörung des Heizkörpers vor Inbetriebnahme. Auch ist ein Einlöten des Heizkörpers ohne Hohlräume im Füllmaterial nur mit erheblichem Aufwand sicherzustellen. In den zu vermeidenden Hohlräumen kann es einerseits zu örtlichen Überhitzungen des Heizkörpers kommen oder andererseits kann im Betrieb Feuchtigkeit eindringen, was zu Korrosionen führt.
Weiter ist es bekannt, die Nut in der Stirnplatte, in die der Heizkörper eingelegt ist, durch eingeschweißte oder eingelötete Abdeckbleche nach außen abzudecken. Durch die erhöhte Wärmezufuhr beim Schweißen oder Löten muss ein möglicher Verzug oder eine Veränderung der Materialeigenschaften der Abdeckbleche als auch der Stirnplatte beachtet und berücksichtigt werden. Da die Nut aus Montagegründen deutlich breiter als der Durchmesser des Heizkörpers gefertigt ist, gibt es undefinierte Anlagen desselben an der Innenseite der Nut, was zu Wärmestau und Überhitzungen und als Folge zur Zerstörung des Heizkörpers führen kann. Neben der möglichen Beschädigung des eingelegten Heizkörpers durch das Schweiß-/Lötverfahren selbst ist im Hohlraum für den Heizkörper immer die Gefahr des Eindringens von Feuchtigkeit und damit der Zerstörung des Heizkörpers gegeben.

Aus der DE 296 11 148 U ist eine elektrische Heizung für Mittelpufferkupplungen bekannt, deren Heizkörper in der Nut mit Silikonwerkstoff verfüllt ist, der die äußere Abdeckung bildet und der bei der Verfüllung ein fließfähiger Einkomponentenwerkstoff ist, welcher unter Einwirkung von Luftfeuchtigkeit bei Raumtemperatur vernetzt und aushärtet. Aufgrund der relativ schlechten Wärmeleitfähigkeit λ = 0,21 W/(m × K) und der schlechten Temperaturbeständigkeit der bislang erhältlichen und eingesetzten, elastischen Vergußmassen kann es zu einer Überhitzung des Heizkörpers kommen, die zur Zerstörung der Vergußmasse und als Folge zur Zerstörung der Heizkörpers führt. Auch besteht bei der geringen Oberflächenfestigkeit derartiger Vergußmassen die Gefahr des Eindringens von Fremdkörpern und damit der mechanischen Beschädigung des Heizkörpers.

Weiterhin ist bei den vorgenannten Bauarten nachteilig, dass ein Austausch defekter Heizkörper, im allgemeinen werden Rohrwendelheizkörper verwendet, nur durch eine aufwendige Trennung der Lötnähte bzw. der Vergußmasse im Herstellerwerk bzw. in einer Werkstatt möglich ist. Nach Austausch defekter Heizkörper müssen die verwendeten Systeme durch erneutes Einlöten/Einschweißen oder Vergießen wieder aufwändig hergestellt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizung für den Kupplungskopf einer Mittelpufferkupplung derart auszubilden, dass der Wärmeübergang vom Heizkörper in den Kupplungskopf verbessert und der Aufwand zur Montage und Demontage des Heizkörpers verringert ist.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Heizung gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die passgenaue Ausbildung und Abstimmung der Ausnehmung auf den Querschnitt des Heizkörpers ist eine schnelle und gleichmäßige Wärmeeinleitung in den Kupplungskopf gewährleistet. Weiter vermindert das Einbringen des Heizkörpers nach mechanischer Fertigstellung des Kupplungskopfes einschließlich der stirnseitigen Abdeckung in die Ausnehmung die Gefahr der Beschädigung des Heizkörpers einschließlich seiner Zuleitung erheblich. Die beanspruchte lösbare Befestigung sichert das einfache Montieren und Demontieren des Heizkörpers.

Die Ausbildung der Ausnehmung gemäß Anspruch 2 stellt die bevorzugte Ausführungsform dar, die auf bisher bevorzugte Fertigungstechniken beruht.

Die Ausbildung der Ausnehmung gemäß Anspruch 3 stellt eine alternative Ausführungsform dar.

Durch die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 wird einerseits eine zweckmäßige Positionierung und anderseits eine günstige geometrische Ausführung angegeben, die die schnelle Wärmeeinleitung in die Stirnfläche des Kupplungskopfes gewährleistet.

Durch das Merkmal nach Anspruch 6 ist ein einfaches Einfügen des Heizkörpers in den Kupplungskopf nach dessen mechanischer Fertigstellung erleichtert.

Durch die Merkmale der Ansprüche 7, 8 und 9 wird die schnelle und gleichmäßige Wärmeeinleitung und Verteilung in den Kupplungskopf, insbesondere in die Stirnplatte begünstigt, was zur Verringerung von Abtauzeiten führt.

Durch Verwendung von lösbaren Befestigungen zur Fixierung der Heizkörper am Kupplungskopf gemäß Anspruch 10 ist durch schnelle Montage und Demontage ein zügiger Einbau, Ausbau und Austausch eines defekten Heizkörpers gewährleistet, wodurch auch kürzere Standzeiten für Fahrzeuge beim Austausch des Heizkörpers erzielt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung mit eingebauten und zum Einbau vorgesehenen Heizkörpern in perspektivischer Darstellung.
In dem in Fig. 1 dargestellten Kupplungskopf 1 einer Mittelpufferkupplung sind in seiner Stirnplatte Ausnehmungen in Ausbildung von Nuten angeordnet. Die Nuten sind in verschiedenen Orientierungen und Abstandsmaßen in die Stirnplatte eingebracht und nach vorn in der Ebene des Stirnplattenabschlusses durch Stirnbleche 2 abdeckbar bzw. abgedeckt. Die Stirnbleche 2 sind in angepasste Senkungen eingebracht und mit der Stirnplatte verbunden, vorzugsweise durch Hartlötung. Die dadurch entstehende Ausnehmung/Nuten sind zur Aufnahme von Heizkörpern 3 vorgesehen und sind passgenau hinsichtlich ihrer Querschnittsabmessung aufeinander abgestimmt. Jeder Heizkörper 3 ist nach dem Einführen über ein Halteblech 4 am Kupplungskopf 1 mittels lösbarer Befestigungsmittel 5 festlegbar und damit montier- und demontierbar. Wesentlich ist, dass der empfindliche Heizkörper 3 noch nach dem Einfügen des Stirnbleches 2 in den Kupplungskörper einbringbar ist, wodurch die Gefahr der Beschädigung der eingesetzte Heizkörper 3 und deren Zuleitungen im Fertigungsprozess der Mittelpufferkupplung erheblich gemindert ist.
Die Ausnehmungen sind wie vorstehend beschrieben vorzugsweise als Nut in der Stirnplatte ausgebildet, die nach vorn mittels eines eingefügten Stirnbleches 2 abgedeckt ist. Die Ausnehmungen sind jedoch auch als Bohrung ausbildbar, wodurch zwar das Einfügen von Stirnblechen 2 entfällt, jedoch nicht unerhebliche Probleme bei der Spanabfuhr und beim Bohren in gehärteten und vergüteten Stählen zu lösen sind.
Die Ausnehmungen/Nuten/Bohrungen sind vorzugsweise linear ausgebildet und im wesentlichen parallel zur Stirnplatte des Kupplungskopfes 1 ausgerichtet.
Die Ausnehmungen/Nuten/Bohrungen erstrecken sich von den Rändern des Kupplungskopfes 1, insbesondere der Stirnplatte zum Innern.
Vorteilhaft erstreckt sich vom linken und rechten Rand der Stirnplatte zum Innern mindestens je eine Ausnehmung/Nut/Bohrung, in die je ein (Teil-)Heizkörper 3 eingesteckt und am Kupplungskopf 1 lösbar befestigt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind vom linken und rechten Rand der Stirnplatte zum Innern je zwei Ausnehmungen/Nuten//Bohrungen zur Aufnahme je eines (Teil-) Heizkörpers 3 angeordnet sind. Hierbei ist eine Ausnehmung/Nut/Bohrung jeder Seite oberhalb und die andere Ausnehmung/Nut/Bohrung unterhalb der die Stirnplatte durchdringenden Kupplungsorgane wie Zentriereinrichtungen, Zentrierelemente, Verschlussteile, Kuppelöse, Einlauftrichter/Einlauföffnung etc.
Als (Teil-) Heizkörper 3 finden vorzugsweise stabförmige Hochleistungspatronen Verwendung.
Nach heutigem Stand der Technik werden bisher Rohrwendelheizkörper in verschiedenen Formen in unterschiedlichen Längen und Abmessungen in Nuten eingelegt, wobei die Nuten im Regelfall mindestens bereichsweise nicht linear ausgeführt sind. Die Nutenbreite wird wegen der Maßtoleranzen beim Biegen der Rohrwendelheizkörper etwa doppelt so groß wie der Heizkörper ausgeführt. Durch die nunmehrige Verwendung von aufeinander abgestimmten, passgenauen Durchmessern von Ausnehmung/Nut/Bohrung werden undefinierte und ungestützte Anlagen des Heizkörpers 3 in der Ausnehmung/Nut/Bohrung und örtlich erheblich voneinander abweichende Wärmeleitwerte vermieden. Eine lineare Ausbildung des Heizkörpers 3 und die diesen aufnehmende Ausnehmung/Nut/Bohrung erleichtert bzw. ermöglicht das Einbringen von Heizkörpern 3 nach mechanischer Fertigstellung des Kupplungskopfes. Die vorgesehene lösbare Befestigung des Heizkörpers 3 ermöglicht eine schnelle Montage und Demontage.

Claims

1. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung, deren mindestens ein Heizkörper (3) in einer Ausnehmung des Kupplungskopfes (1) eingebracht und nach außen abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung passgenau zum Querschnitt des Heizkörpers (3) ausgeführt ist und dass die Ausnehmung derart ausgebildet ist, dass der Heizkörper (3) nach Fertigstellung der Ausnehmung einschließlich ihres Abschlusses zur Stirnseite in die Ausnehmung einführbar und am Kupplungskopf (1) lösbar zu befestigen ist.

2. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung für den Heizkörper (3) als Nut in der Stirnplatte mit Abdeckung mittels eines Stirnbleches (2) nach außen ausgebildet ist.

3. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung für den Heizkörper (3) als Bohrung im Kupplungskopf (1) bzw. in der Stirnplatte ausgebildet ist.

4. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung/Nut/Bohrung im wesentlichen parallel zur Stirnplatte des Kupplungskopfes (1) ausgerichtet ist.

5. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung/Nut/Bohrung linear ausgebildet ist.

6. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung/Nut/Bohrung vom Rand des Kupplungskopfes (1) zum Innern erstreckt ist.

7. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vom linken und rechten Rand der Stirnplatte zum Innern je eine Ausnehmung/Nut/Bohrung angeordnet ist, in die je ein (Teil-) Heizkörper (3) gesteckt ist.

8. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass vom linken und rechten Rand der Stirnplatte zum Innern je zwei Ausnehmungen/Nuten/Bohrungen angeordnet sind, in die je ein (Teil-) Heizkörper (3) gesteckt ist.

9. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung/Nut/Bohrung jeder Seite oberhalb und die andere Ausnehmung/Nut/Bohrung dieser Seite unterhalb der die Stirnplatte durchdringenden Kupplungsorgane wie Zentriereinrichtung, Zentrierelemente, Verschlussteile, Kuppelöse, Einlauftrichter/Einlauföffnung etc. angeordnet ist.

10. Elektrische Heizung für eine Mittelpufferkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die (Teil-) Heizkörper (3) über ein Halteblech (4) am Kupplungskopf (1) lösbar befestigt sind.