DE102016203921A1

DE102016203921A1 - Auslöseüberwachungseinrichtung für ein Verformungsrohr in einer Kupplung; Verformungsrohr für eine Kupplung und Zugkupplung

Info

Publication number: DE102016203921A1
Application number: DE102016203921.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Prill; Michael Ahrens; Matthias Homann; Bernd Lauter; Tobias Seeberger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-09-14
Also published as: EP3426538A1; US11332170B2; EP3426538B1; CN108698618B; US20190023290A1; ES2781305T3; WO2017153149A1; CN108698618A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auslöseüberwachungseinrichtung für ein Verformungsrohr mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen in einer Kupplung, insbesondere Zugkupplung, mit den folgenden Merkmalen: – mit einem Gehäuse, das einen Anschluss zum Anschließen an das Verformungsrohr und wenigstens eine Angriffsfläche zum Angreifen eines Rohrteils bei seiner Verschiebung gegenüber dem anderen Rohrteil des Verformungsrohres aufweist; wobei – das Gehäuse durch Angreifen des Rohrteils an der Angriffsfläche verformbar ist. Die erfindungsgemäße Auslöseüberwachungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Gehäuse ein Sensor vorgesehen ist, welcher eine Verformung des Gehäuses erfasst und der eingerichtet ist, eine Verformungserfassung an eine Auswerteeinrichtung weiterzuleiten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslöseüberwachungseinrichtung für ein Verformungsrohr mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen in einer Kupplung, insbesondere Zugkupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verformungsrohr für eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 21 und eine Zugkupplung, insbesondere in Form einer Scharfenberg-Zugkupplung mit einem solchen Verformungsrohr.
Kupplungen, insbesondere Zugkupplungen der gattungsgemäßen Art, weisen Stoßsicherungen auf, welche die mittels der Kupplung gekuppelten Fahrzeugteile und die Fahrgäste oder Transportgut vor Schäden bei zu hohen Auffahrgeschwindigkeiten schützen. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten die Kraft aufzunehmen, nämlich destruktiv und regenerativ. Zur destruktiven Kraftaufnahme werden Verformungsrohre eingesetzt, die zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbare Rohrteile aufweisen, insbesondere mit einem im Durchmesser vergleichsweise kleineren Rohrteil, das in das im Durchmesser vergleichsweise größere Rohrteil unter einer entsprechend hohen Schubkraft eingeschoben werden kann, wobei sich beim Einschiebvorgang das größere Rohrteil ausdehnt und verformt und/oder das kleinere Rohrteil gestaucht wird und verformt. Bei dieser Verformung wird vergleichsweise viel Energie aufgenommen, was erwünscht ist. Allerdings können Betriebszustände auftreten, die zu einer nicht unmittelbar ersichtlichen Vorschädigung des Verformungsrohres führen, weil beispielsweise ein vorübergehendes Einschieben des einen Rohrteils in das andere Rohrteil stattgefunden hat, ohne dass dies sofort erkennbar ist. Eine solche Vorschädigung reduziert jedoch die nachfolgende Energieaufnahmefähigkeit des Verformungsrohres, sodass das vorgeschädigte Verformungsrohr ausgetauscht werden muss.
Herkömmlich erfolgt eine Überwachung der Verformungsrohre in der Praxis durch eine Sichtprüfung und/oder eine Klangprobe. Dazu muss das zu überwachende Verformungsrohr frei zugänglich sein. Die zunehmend fortschreitende Integration des Verformungsrohres in die Kupplung beziehungsweise in die zu kuppelnden Wagenteile führt jedoch dazu, dass nicht immer alle zu überwachenden Bereiche frei zugänglich sind und somit die Überprüfung aufwändig ist.
Um die Überprüfung zu erleichtern, werden heutzutage mechanische Indikatoren eingesetzt, in Form von Stiften, die nahe der Schnittstelle zwischen den beiden Rohrteilen in das Rohrteil mit vergleichsweise kleinerem Außendurchmesser eingebracht werden, derart, dass beim Ineinanderschieben der beiden Rohrteile das Rohrteil mit dem vergleichsweise größeren Durchmesser den aus dem anderen Rohrteil herausstehenden Stift verbiegt und damit ungeachtet eines nachfolgenden Auseinanderschiebens der beiden Rohrteile in die Ausgangsposition sicher anzeigt, dass eine Verformung stattgefunden hat. Allerdings verlangt eine solche Stiftlösung immer noch die Sichtprüfung jenes Abschnitts des Verformungsrohres, in welchem der Stift eingebracht ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Auslöseüberwachungseinrichtung für ein entsprechendes Verformungsrohr anzugeben, die frühzeitig und sicher eine Vorschädigung des Verformungsrohres erkennt und signalisiert, um dadurch mögliche Folgeschäden und damit verbundene Ausfälle des Gesamtsystems durch nicht planmäßige Instandhaltungsmaßnahmen zu vermeiden. Die Auslöseüberwachungseinrichtung soll sich dabei durch einen kompakten und kostengünstigen Aufbau auszeichnen und idealerweise anstelle der bisherigen Stifte in beziehungsweise am Verformungsrohr montierbar sein.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Auslöseüberwachungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verformungsrohr mit einer erfindungsgemäßen Auslöseüberwachungseinrichtung und eine Zugkupplung mit einem entsprechenden Verformungsrohr angegeben.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine freie Zugänglichkeit der zu überwachenden Bauteile eines Verformungsrohres nicht mehr notwendig. Zudem kann eine On-Board-Diagnose realisiert werden, um dem Fahrzeugsystem eine frühzeitige Diagnose zu ermöglichen und die Wartung zu vereinfachen. Bei einer solchen On-Board-Diagnose erfolgt vom Fahrzeugsystem eine automatische Abfrage der Auslöseüberwachungseinrichtung oder einer mit dieser verbundenen Auswerteeinrichtung.
Der Einbau der Auslöseüberwachungseinrichtung erfolgt idealerweise in der Nähe der Schnittstelle der beiden ineinander schiebbaren Rohrteile des Verformungsrohres. Dabei kann eine Montage außen oder innen am Verformungsrohr erfolgen.
Im Einzelnen weist eine erfindungsgemäße Auslöseüberwachungseinrichtung für ein Verformungsrohr, das zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen aufweist, in einer Kupplung, insbesondere Zugkupplung, ein Gehäuse auf, das einen Anschluss zum Anschließen an das Verformungsrohr und wenigstens eine Angriffsfläche zum Angreifen eines Rohrteils bei seiner Verschiebung gegenüber dem anderen Rohrteil des Verformungsrohres umfasst. Dabei ist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung durch das Angreifen des Rohrteils an der Angriffsfläche verformbar.
Erfindungsgemäß ist nun im oder am Gehäuse ein Sensor vorgesehen, welcher eine Verformung des Gehäuses erfasst und der ferner eingerichtet ist, eine Verformungserfassung an eine Auswerteeinrichtung weiterzuleiten.
Besonders vorteilhaft weist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung einen mit dem Sensor zumindest mittelbar verbundenen elektrischen Anschluss zum Anschließen einer Auswerteeinrichtung auf.
Die Auswerteeinrichtung kann im oder am Gehäuse positioniert sein, jedoch auch entfernt von diesem. Bei einer entfernten Positionierung, jedoch auch bei einer Positionierung am oder im Gehäuse, kann zur Verbindung der Auswerteeinrichtung mit dem Sensor wenigstens eine elektrische Leitung, insbesondere eine Vielzahl von elektrischen Leitungen, vorgesehen sein. Prinzipiell kommt jedoch auch eine drahtlose Kommunikation zwischen der Auswerteeinrichtung und dem Sensor in Betracht. Hierfür kann im oder am Gehäuse, jedoch auch entfernt von diesem, wenigstens ein Sender, insbesondere ein Empfänger und ein Sensor, beispielsweise integriert in einem Bauteil, vorgesehen sein, der mit dem Sensor unmittelbar oder über eine zwischengeschaltete Steuereinheit zumindest mittelbar verbunden ist. Die Auswerteeinrichtung kann wiederrum mit einem Fahrzeugsystem in einer kommunizierenden Verbindung stehen, drahtgebunden oder drahtlos. Alternativ kann der Sensor direkt mit dem Fahrzeugsystem verbunden sein. Mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen beziehungsweise deren Sensoren können mit einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung verbunden sein und/oder mehrere Auswerteeinrichtungen können mit dem Fahrzeugsystem verbunden sein, um entsprechend mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen abzufragen.
Die Auswerteeinrichtung ist zur Auswertung der vom Sensor erfassten Verformungsdaten eingerichtet.
Das Gehäuse wird insbesondere durch Angreifen des einen Rohrteils, insbesondere des äußeren Rohrteils mit vergleichsweise größerem Durchmesser, vorteilhaft verbogen und/oder abgeschert, wodurch eine Verformung erfassbar ist.
Insbesondere bei einer Montage der Auslöseüberwachungseinrichtung an einer inneren Oberfläche beziehungsweise innen im Verformungsrohr kann jedoch auch das innere Rohrteil, welches den vergleichsweise kleineren Außendurchmesser aufweist, an der Angriffsfläche angreifen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung wenigstens ein stationäres Gehäuseteil und wenigstens ein gegenüber dem stationären Gehäuseteil verschiebbares und/oder verdrehbares mobiles Gehäuseteil auf und die wenigstens eine Angriffsfläche ist derart am mobilen Gehäuseteil positioniert, dass dieses durch Angreifen des Rohrteils an der Angriffsfläche gegenüber dem stationären Gehäuseteil bewegt wird, wobei der Sensor diese Bewegung erfasst.
Gemäß einer Ausgestaltung wird das mobile Gehäuseteil drehbar vom stationären Gehäuseteil getragen und weist die Gestalt eines Nockens, insbesondere vergleichbar mit einem Nocken auf einer Nockenwelle, auf. Dadurch kann das an der Angriffsfläche angreifende Rohrteil das nockenförmige Gehäuseteil auf dem stationären Gehäuseteil verdrehen, wofür das stationäre Gehäuseteil vorteilhaft zumindest im Wesentlichen eine zylinderförmige Gestalt aufweist, welche vom mobilen Gehäuseteil umgriffen wird oder welche über einer Drehachse des mobilen Gehäuseteils koaxial zum mobilen Gehäuseteil positioniert ist.
Für einen besonders einfachen und sicheren Anschluss der Auslöseüberwachungseinrichtung weist das stationäre Gehäuseteil vorteilhaft an einem axialen Ende ein Außengewinde auf oder ist mit einer in Richtung der Drehachse des mobilen Gehäuseteils verlaufenden Durchgangsbohrung zur Ausbildung des Anschlusses versehen.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung weist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung wenigstens einen zylinderförmigen Endabschnitt auf oder ist insgesamt als Zylinder gestaltet und der Anschluss zum Anschließen an das Verformungsrohr ist derart ausgeführt, dass der zylinderförmige Endabschnitt oder ein axiales Ende des das Gehäuse ausbildenden Zylinders in einer Bohrung des Verformungsrohres gehalten wird. Insbesondere kann der zylinderförmige Endabschnitt beziehungsweise das axiale Ende des Zylinders radial von außen neben dem Rohrteil mit dem vergleichsweise größeren Außendurchmesser in das Rohrteil mit dem vergleichsweise kleineren Außendurchmesser eingeschraubt werden. Alternativ ist auch ein Einschrauben von innen in das Rohrteil mit dem vergleichsweise größeren Innendurchmesser möglich.
Für eine Einschraublösung ist entsprechend ein Außengewinde auf dem zylinderförmigen Endabschnitt oder dem axialen Ende des Zylinders zur Ausbildung des Anschlusses zum Anschließen der Auslöseüberwachungseinrichtung am Verformungsrohr vorgesehen.
Gemäß einer möglichen Gestaltung der Erfindung weist der Sensor ein Verformungselement auf, das bei einer Verformung des Gehäuses irreversibel verformt wird. Beispielsweise wird das Verformungselement durch die Verformung des Gehäuses abgebrochen, abgeschert und/oder eingerissen.
Der Sensor kann einen elektrischen Leiter umfassen, der derart über dem Verformungselement verläuft, dass seine elektrische Leitfähigkeit oder entsprechend sein elektrischer Widerstand bei einer Verformung des Verformungselementes verändert wird. Diese Veränderung kann dann durch den Sensor erfasst werden und ein entsprechendes Signal oder entsprechende Daten an die Auswerteeinrichtung weitergeleitet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Sensor einen optischen Geber und einen optischen Empfänger, die über ein optisches Signal, das von einer Verformung des Gehäuses abhängig ist, miteinander gekoppelt sind. Durch Verformung des Gehäuses wird das optische Signal verändert, beispielsweise die Auslenkung eines Lichtstrahls, was durch den Sensor erfasst wird. Auch hier wird dementsprechend ein Signal oder Daten an die Auswerteeinrichtung weitergeleitet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor eingerichtet, ein von der Verformung des Gehäuses abhängiges Magnetfeld zu erzeugen und entsprechend Änderungen des Magnetfeldes zu erfassen.
Eine andere Möglichkeit, wobei die hier vorgestellten Erfassungsmöglichkeiten, die auf verschiedenen physikalischen Größen basieren, auch miteinander kombiniert werden können, ist die Ausführung des Sensors derart, dass dieser eine von der Verformung des Gehäuses abhängige elektrische Kapazität erzeugt und Änderungen der Kapazität erfasst.
Auch kommt in Betracht, dass der Sensor eingerichtet ist, einen elektromagnetischen Schwingkreis zu erzeugen und Änderungen des elektromagnetischen Schwingkreises, die wiederum von der Verformung des Gehäuses abhängig sind, zu erfassen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Sensor einen Drucksensor, der einen von der Verformung des Gehäuses abhängigen Druck erfasst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Gehäuse ein flüchtiges Medium, insbesondere ein Fluid, eingeschlossen ist und die Angriffsfläche derart am Gehäuse positioniert ist, dass ein Angreifen des Rohrteils an der Angriffsfläche das Gehäuse öffnet und dadurch das Medium freigibt, wobei der Sensor zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Anwesenheit und/oder der Menge des im Gehäuse befindlichen Mediums ausgebildet ist. Beispielsweise ist im Gehäuse ein elektrisch leitendes Fluid eingeschlossen und der Sensor weist wenigstens eine oder wenigstens zwei Elektroden auf, die mit dem Fluid in elektrischer Verbindung steht/stehen, und der Sensor ist derart eingerichtet, dass er einen elektrischen Stromfluss und/oder einen elektrischen Widerstand erfasst, der von der Anwesenheit und/oder der Menge des Fluids im Gehäuse abhängig ist.
Bei diesen verschiedenen Möglichkeiten der Gestaltung des Sensors werden demnach Änderungen wenigstens einer physikalischen Größe erfasst, deren Wert vom Verformungszustand des Gehäuses abhängig ist. Anhand der vom Sensor erfassten Änderungen der wenigstens einen physikalischen Größe, wobei der Sensor entsprechende Daten oder Signale erzeugt, kann mittels einer Auswerteeinrichtung festgestellt werden, ob eine Verformung oder eine unzulässige Verformung des Gehäuses und damit ein unzulässiges Ineinanderschieben der beiden Rohrteile stattgefunden hat. Insbesondere wird das Signal oder die Daten derart gespeichert und/oder die physikalische Größe wird derart irreversibel geändert, dass auch eine Rückverformung des Gehäuses beziehungsweise eine Rückbewegung der Rohrteile in ihre Ausgangsstellung hierauf keinen oder keinen entscheidenden Einfluss hat.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Gehäuse ein elektrischer Schalter oder Taster vorgesehen und derart positioniert ist, dass er bei einer Verformung des Gehäuses betätigt wird. Somit kann beispielsweise anhand der Stellung des Schalters in der Regel in einem entsprechend angeschlossenen Stromkreis erfasst werden, ob eine Verschiebung der Rohrteile stattgefunden hat. Der Schalter ist insbesondere ausgeführt, dass er nach seiner einmaligen Betätigung in der von seiner Ausgangslage abweichenden Lage – der Betätigungsposition – verbleibt, ungeachtet dessen, ob er dabei einen zuvor geschlossenen Stromkreis öffnet oder einen zuvor geöffneten Stromkreis schließt.
Bei Verwendung eines Tasters in einem entsprechenden Stromkreis kann ein Statusindikator, insbesondere ein Flag gesetzt werden, der/das vorteilhaft dauerhaft anzeigt, dass die Verformung stattgefunden hat. Beispielweise kann hierdurch auch – vorteilhaft dauerhaft bis zu einem manuellen Ausschalten – eine Warnmeldung erzeugt werden oder einfach eine Warnlampe eingeschaltet werden, die in der Nähe des entsprechenden Verformungsrohres oder auch entfernt von diesem positioniert sein kann.
Prinzipiell gilt für die vorliegende Erfindung, dass bei einer Ausgestaltung ein vor der Verformung des Gehäuses geschlossener elektrischer Stromkreis beziehungsweise elektrischer Leiter des Sensors durch die Verformung des Gehäuses unterbrochen wird, und bei einer anderen Ausgestaltung ein vor der Verformung des Gehäuses unterbrochener elektrischer Stromkreis beziehungsweise elektrischer Leiter des Sensors durch die Verformung des Gehäuses geschlossen wird, was jeweils durch die Auswerteeinrichtung erfasst werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein elektrischer Leiter auf ein Verformungselement aufgebracht, insbesondere aufgedampft, beziehungsweise das Verformungselement wird mit einem elektrischen Leiter beschichtet, und das Verformungselement ist ausgebildet, um bei einer Verformung des Gehäuses der Auslöseüberwachungseinrichtung zerstört zu werden. Beispielsweise ist das Verformungselement aus Glas oder einem anderen spröden Werkstoff gefertigt und/oder weist Sollbruchstellen auf, an welchen die Zerstörung erfolgt oder beginnt.
Eine Ausführungsform der Erfindung mit einem verformbaren beziehungsweise. zerstörbaren Verformungselement, wobei das Verformungselement auch durch das Gehäuse gebildet werden kann oder innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, weist zwei Elektroden sowie ein Kontaktelement auf, wobei sowohl die Elektroden als auch das Kontaktelement elektrisch leitend sind und das Kontaktelement derart an den Elektroden anliegt, dass ein elektrischer Strom von der einen Elektrode über das Kontaktelement zur anderen Elektrode strömen kann. Das Kontaktelement ist mittels eines elastischen Druckelementes gegen die beiden Elektroden gepresst. Anstelle nur eines einzigen Kontaktelementes und/oder nur eines einzigen elastischen Druckelementes können auch mehrere entsprechende Elemente vorgesehen sein. Das Verformungselement bildet ein Widerlager für das elastische Druckelement, derart, dass bei der Verformung oder Zerstörung des Verformungselementes dieses Widerlager wegfällt beziehungsweise zerstört wird, sodass das elastische Druckelement das Kontaktelement nicht mehr gegen die Elektroden presst und damit die elektrische Verbindung der beiden Elektroden miteinander unterbrochen wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Sensor verwendet werden, der herkömmlich für andere Aufgaben, beispielsweise zur Temperaturerfassung wie beispielsweise ein Pt-Sensor, eingesetzt wird. Auch die Verwendung einer Heizpatrone kommt in Betracht. Entsprechende Bauteile weisen nämlich eine elektrische Wicklung oder anders gestaltete elektrische Leiter auf, deren elektrischer Widerstand bei einer Verformung des Bauteils zumindest geändert wird. Ferner kann bei einer solchen Verformung der elektrische Leiter unterbrochen werden, je nach Positionierung des Sensors im oder am Gehäuse. Die entsprechende Veränderung des elektrischen Widerstands oder die Unterbrechung der elektrischen Leitfähigkeit können als Indikator zur Erfassung der Verformung herangezogen werden und können an einem elektrischen Anschluss des Bauteils abgegriffen werden.
Auch ist es möglich, am Gehäuse wenigstens einen Dehnmessstreifen als Sensor vorzusehen, um eine entsprechende Verformung des Gehäuses zu erfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird durch die Verformung des Gehäuses der Auslöseüberwachungseinrichtung ein Kurzschluss einer elektrischen Verbindung im Sensor erzeugt. Beispielsweise umfasst der Sensor elektrische Leiter, die durch die Verformung des Gehäuses elektrisch miteinander kontaktiert werden. Auch ist es möglich, beispielsweise eine Wicklung eines elektrischen Leiters vorzusehen, bei welcher sich einzelne Windungen bei der Verformung des Gehäuses aneinander anlegen, wodurch wiederum der elektrische Widerstand der Wicklung verändert wird, was erfasst werden kann, insbesondere über den elektrischen Anschluss direkt oder auch indirekt, letzteres Beispielsweise über eine Induktionsänderung oder der Änderung eines magnetischen Feldes.
Es kann wenigstens eine Folie zum Einsatz im Sensor kommen, die bei einer Verformung des Gehäuses durchreißt oder einreißt und dabei wenigstens einen elektrischen Parameter verändert, insbesondere ihren elektrischen Widerstand.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein Leiter innerhalb eines nicht leitenden, insbesondere hülsenförmigen Bauteils geführt und durch Verformen des hülsenförmigen Bauteils wird der elektrische Leiter unterbrochen oder in seiner Form derart geändert, dass sich sein elektrischer Widerstand verändert. Das hülsenförmige Bauteil ist insbesondere aus einem spröden Werkstoff hergestellt und/oder weist wenigstens eine Sollbruchstelle auf. Entsprechend kann ein elektrischer Leiter auf einem nicht leitenden spröden Werkstoff aufgebracht werden, der bei einer Verformung des Gehäuses zerbricht und zumindest eine Widerstandsänderung im Leiter oder die Unterbrechung des Leiters hervorruft. Schließlich ist es möglich, im Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung ein Füllmaterial aus isolierender Keramik oder einem anderen isolierenden spröden Werkstoff, wie beispielsweise Glas oder einen Keramikverguss vorzusehen, wobei in das Füllmaterial ein elektrisch leitender Werkstoff eingebracht ist und eine Scherung und/oder Biegung des Gehäuses mit dem Füllmaterial eine elektrische Verbindung zum oder des eingebrachten elektrisch leitfähigen Werkstoffs trennt. Andererseits ist es möglich, das Gehäuse aus einem isolierenden spröden Werkstoff herzustellen. Der Füllstoff ist dann ein elektrisch leitender Werkstoff. Beim Zerbrechen des Gehäuses wird die elektrische Verbindung, die über den Füllstoff hergestellt wird, unterbrochen oder verändert.
Günstig ist es, wenn die Auslöseüberwachungseinrichtung aufgrund der Verformung ihres Gehäuses nicht nur die automatisiert zu erfassende Größe in Abhängigkeit ihres Ansprechens, das heißt einer Verformung des Gehäuses, zur Verfügung stellt, sondern zusätzlich optisch signalisiert, dass die Verformung stattgefunden hat, sodass weiterhin durch eine Sichtprüfung die Auswertung zusätzlich möglich ist.
Eine Installation der Auslöseüberwachungseinrichtung im oder am Verformungsrohr kann durch jede geeignete Maßnahme erfolgen, neben den zuvor beschriebenen Maßnahmen des Einsteckens oder Einschraubens auch durch andere formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindungen, wie Einpressen, Verkleben, Anschrauben oder Verlöten/Verschweißen.
Ein erfindungsgemäßes Verformungsrohr für eine Kupplung, insbesondere für eine Zugkupplung, weist zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbare Rohrteile auf sowie eine Auslöseüberwachungseinrichtung im Bereich einer Schnittstelle zwischen den beiden Rohrteilen, wobei die Auslöseüberwachungseinrichtung am Verformungsrohr angeschlossen ist.
Eine erfindungsgemäße Zugkupplung mit einem entsprechenden Verformungsrohr ist insbesondere als Scharfenberg-Kupplung ausgeführt, wobei vorteilhaft zwei Kupplungen beim Kuppeln eine starre Verbindung eingehen, über die Zug- und Druckkräfte übertragbar sind. Das Verformungsrohr ist insbesondere zwischen einem Kupplungskopf mit einer Entkupplungseinrichtung und einer Zug-/Stoßsicherungseinrichtung, die am Wagen montiert werden kann, positioniert.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Auslöseüberwachungseinrichtung mit exzentrischem Nocken;
2 eine Platine mit Sollbruchstelle, wie sie bei der Erfindung zum Einsatz gelangen kann;
3 eine Ausführungsform gemäß der 1 mit einer Platine gemäß der 2;
4 ein Verformungsrohr mit einer eingesetzten Auslöseüberwachungseinrichtung gemäß der Erfindung;
5–11 verschiedene zylinderförmige Auslöseüberwachungseinrichtungen mit Sensoren, die verschiedene physikalische Größen erfassen;
12 eine weitere Gestaltung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einer sogenannten Crashbox als Gehäuse;
13 eine weitere Gestaltung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit im Gehäuse;
14–16 mögliche Anordnungen von Auswerteeinrichtungen zentral oder dezentral;
17 eine schematische Darstellung mit einer innen im Verformungsrohr positionierten Angriffsfläche des Gehäuses;
18–22 weitere exemplarische Darstellungen möglicher Ausführungsformen der Erfindung;
23 eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektroden und einem Kontaktelement.
In der 1 ist schematisch eine mögliche Gestaltung einer erfindungsgemäßen Auslöseüberwachungseinrichtung 1 dargestellt, die hier auf einem ersten Rohrteil 3.1 eines Verformungsrohres 2 einer Kupplung 4, beispielsweise nach Schaku-Bauart ausgeführt, angeordnet ist. Die Scharfenberg-Kupplung (Schaku) ist nur in gestrichelten Linien schematisch angedeutet. Das erste Rohrteil 3.1 weist einen kleineren Außendurchmesser als das weiter vorgesehene zweite Rohrteil 3.2 auf und ist unter Verformung zumindest des zweiten Rohrteiles 3.2 in dieses einschiebbar, aufgrund einer von außen wirkenden Druckkraft, hier durch die beiden Pfeile angedeutet.
Die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 5 auf, umfassend ein stationäres Gehäuseteil 12, das auf dem ersten Rohrteil 3.1 montiert ist, und ein mobiles Gehäuseteil 13, das drehbar auf dem stationären Gehäuseteil 12 gelagert ist, hier über der senkrecht auf dem ersten Rohrteil 3.1 stehenden Drehachse 14. Zum besseren Verständnis des Aufbaus der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 wird auch auf die 3 verwiesen, in welcher sich entsprechende Bauteile mit sich entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet sind.
Das mobile Gehäuseteil 13 weist eine Angriffsfläche 7 auf, an welcher eine stirnseitige Oberfläche des zweiten Rohrteils 3.2 angreift, wenn das erste Rohrteil 3.1 aufgrund einer äußeren Krafteinwirkung in das zweite Rohrteil 3.2 eingeschoben wird.
Durch Angreifen des zweiten Rohrteils 3.2 an der Angriffsfläche 7 und fortgesetztes Einschieben des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 wird das mobile Gehäuseteil 13 auf dem äußeren Umfang des hier zylinderförmig gestalteten stationären Gehäuseteil 12 verdreht, weil das stationäre Gehäuseteil 12 mit seinem Anschluss 6 starr am ersten Rohrteil 3.1 angeschlossen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Anschluss 6 durch eine Durchgangsbohrung 16 in Kombination mit einer hier nicht näher dargestellten Schraube, die durch die Durchgangsbohrung 16 in das erste Rohrteil 3.1 eingeschraubt ist, gebildet. Andere Anschlussarten sind möglich.
Im Gehäuse 5 ist ein Sensor 8 vorgesehen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel wir folgt ausgeführt ist:
In einem der beiden Gehäuseteile 12, 13, hier im mobilen Gehäuseteil 13, ist eine Platine 26 vorgesehen, die eine Abrisszunge 27 aufweist, siehe auch die 2. Die Abrisszunge 27 weist insbesondere eine Sollbruchstelle 28 auf, dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Auf der Platine 26 ist ein elektrischer Leiter 19, hier in Form einer Leiterbahn, vorgesehen, der sich über die Abrissstelle der Abrisszunge 27 hinweg erstreckt. Somit stellt die Abrisszunge 27 ein Verformungselement 18 dar, über welchem der elektrische Leiter 19 verläuft.
Die Abrisszunge 27 ragt von dem einen Gehäuseteil, hier dem mobilen Gehäuseteil 13, in das andere Gehäuseteil, hier das stationäre Gehäuseteil 12, und wird dort ortsfest gehalten, hier mittels eines Abstandshalters 29. Da zugleich die Platine 26 außerhalb der Abrisszunge 27 im anderen Gehäuseteil befestigt ist, hier im mobilen Gehäuseteil 13, führt eine Relativbewegung zwischen den beiden Gehäuseteilen 12, 13, hier eine Verdrehung des mobilen Gehäuseteils 13 auf dem stationären Gehäuseteil 12, zu einem Abreißen der Abrisszunge 27 vom Rest der Platine 26 und damit zu einem Durchtrennen des elektrischen Leiters 19.
Da der elektrische Leiter 19 mit dem elektrischen Stecker 30 verbunden ist, welcher einen elektrischen Anschluss 10 für eine Auswerteeinrichtung 9 zur Verfügung stellt, kann die Unterbrechung des elektrischen Leiters 19 aufgrund der Änderung des elektrischen Widerstands beziehungsweise der elektrischen Leitfähigkeit erfasst werden und darauf auf einem Verdrehen des mobilen Gehäuseteils 13 gegenüber dem stationären Gehäuseteil 12 wegen eines Einfahrens des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 geschlossen werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 9 über elektrische Leitungen 11 am elektrischen Anschluss 10 des Sensors 8 im Gehäuse 5 angeschlossen und insbesondere entfernt vom Gehäuse 5 positioniert. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Durch Abreißen der Abrisszunge 27 von der Platine 26 wird der elektrische Leiter 29 dauerhaft unterbrochen, sodass eine mögliche Vorschädigung des Verformungsrohres 2 sicher erfasst werden kann, unabhängig von dessen Rückkehr in seine Ausgangsposition.
Wie dargestellt, kann das stationäre Gehäuseteil 12 zylindrisch ausgeführt sein, insbesondere symmetrisch über der Drehachse 14 des mobilen Gehäuseteils 13, und eine äußere Aufnahmefläche für eine Bohrung des mobilen Gehäuseteils 13 aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das mobile Gehäuseteil 13 axial auf das stationäre Gehäuseteil 12 aufgesetzt und wird durch einen Klemmring 31, der hier beispielsweise durch einen Sprengring 32 auf dem stationären Gehäuseteil 12 gehalten wird, gesichert. Das mobile Gehäuseteil 13 ist gegenüber dem stationären Gehäuseteil 12 beziehungsweise dem Klemmring 31 abgedichtet, siehe beispielsweise die hier dargestellten Dichtungen 33.
Dadurch, dass der Klemmring 31 rastend über der Drehachse 14 auf das stationäre Gehäuseteil 12 aufgesteckt wird, können weitere Schrauben für den Zusammenbau entfallen.
In der 4 ist schematisch ein Verformungsrohr 2 dargestellt, in welches eine zylinderförmige Auslöseüberwachungseinrichtung 1 eingeschraubt ist, hier von außen in das erste Rohrteil 3.1 mit vergleichsweise kleinem Außendurchmesser. Bei dieser Ausführungsform wird das zylinderförmig gestaltete Gehäuse 5 der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 beim Einfahren des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 verformt, wobei diese Verformung mittels eines in der 4 nicht näher dargestellten Sensors erfasst wird. Mögliche Ausgestaltungen des Sensors für eine zylinderförmige Gestaltung des Gehäuses 5 werden nachfolgend anhand der 5 bis 11 und 13 erläutert. Die Ausgestaltungen des Sensors sind jedoch nicht auf zylinderförmige Gehäuse 5 der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 beschränkt, sondern können auch bei anders gestalteten Auslöseüberwachungseinrichtungen 1 verwendet werden.
Der Vorteil einer solchen zylinderförmigen Gestaltung des Gehäuses 5 liegt darin, dass die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 anstelle der bisherigen mechanischen Stifte in das Verformungsrohr 2 eingesetzt werden können. Das Gehäuse 5 ist beispielsweise in eine Bohrung 17 im Rohrteil 3.2 eingepresst. Wie in der Einzelheit a in der 4 schematisch dargestellt ist, kann auch auf dem Gehäuse 5 an einem axialen Ende ein Außengewinde 15 vorgesehen sein, das in die Bohrung 17, die entsprechend mit einem Innengwinde versehen ist, eingeschraubt wird.
Im Detail a ist abweichend die Bohrung 17 als Sackloch ausgeführt, was eine mögliche Option darstellt, bei jeglicher Ausführungsform.
Sowohl bei der Ausgestaltung gemäß der 1 als auch bei der Ausgestaltung gemäß der 4 ist die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 im Bereich der Schnittstelle 25 der beiden Rohrteile 3.1, 3.2 positioniert, sodass bereits eine kleine Relativverschiebung der Rohrteile 3.1, 3.2 zu einem Ansprechen der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 führt.
Gemäß der 5 ist wiederum ein elektrischer Leiter 19, hier in Schleifenform, im Gehäuse 5 vorgesehen, um den Sensor 8 auszubilden. Der elektrische Leiter 19 ist beispielsweise in einer Vergussmasse 34 im Gehäuse 5 eingebettet. Bei einem Verformen des Gehäuses 5 wird der elektrische Leiter 19 durchtrennt oder ändert zumindest durch Verformung seinen elektrischen Widerstand. Dies kann wiederum von einer hier nicht näher gezeigten Auswerteeinrichtung, die vorteilhaft über die elektrische Leitung 11 angeschlossen ist, erfasst werden.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 6 sind zwei Elektroden 24.1, 24.2 im Gehäuse 5 vorgesehen, die eine elektrische Kapazität im Sensor 8 erzeugen. Beispielsweise sind auch die Elektroden 24.1, 24.2 in einer Vergussmasse 34 eingebettet. Durch eine Verformung des Gehäuses 5 ändert sich die elektrische Kapazität des Sensors 8, was wiederum insbesondere von einer über die elektrische Leitung 11 angeschlossenen Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt) erfasst werden kann. Beispielsweise wird durch Quetschen oder Umknicken des Gehäuses 5 der Abstand der beiden Elektroden 24.1, 24.2 geändert oder durch Abscheren des Gehäuses 5 wird die aktive Fläche der Elektroden 24.1, 24.2 verringert, sodass sich die Kapazität ändert.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 7 ist ein Sensor 8 vorgesehen, der eine Induktivität erzeugt und von der Verformung des Gehäuses 5 abhängige Änderungen der Induktivität erfasst. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Sensor 8 eine elektrische Spule 35 und einen ferromagnetischen Stab 36 auf. Die Spule 35 und/oder der ferromagnetische Stab 36 kann/können beispielsweise wieder in eine Vergussmasse eingebettet sein. Durch Verformen oder Abknicken beziehungsweise Brechen des ferromagnetischen Stabs 36 wird das Magnetfeld und damit die Induktivität des Sensors 8 geändert, was wiederum insbesondere über die elektrische Leitung 11 erfasst werden kann. Entsprechend erstreckt sich der wenigstens eine ferromagnetische Stab vorteilhaft über den Knickpunkt oder Abscherpunkt des Gehäuses 5 und damit über die Angriffsfläche 7 hinweg.
Die Ausgestaltung gemäß der 8 entspricht weitgehend jener der 7, nur ist hier ober- und unterhalb des Knickpunktes beziehungsweise des Abscherbereiches des Gehäuses 5, also der Angriffsfläche 7 des Rohrteils 3.2, jeweils eine elektrische Spule 35 auf dem ferromagnetischen Stab 36 aufgebracht, sodass durch Abknicken oder Abscheren des Gehäuses 5 aufgrund des Einschiebens des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 der magnetische Fluss und damit das Koppelverhalten der beiden Spulen 35 zueinander verändert wird, was über die elektrische Leitung 11 erfasst wird, mittels einer entsprechend angeschlossenen hier nicht dargestellten Auswerteeinrichtung.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 9 wird beim Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 der Sensor 8 derart verformt, dass eine Druckänderung im Sensor 8 stattfindet. Die Druckänderung wird durch eine geeignete Messeinrichtung überwacht, hier exemplarisch durch den Drucksensor 22 dargestellt.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 10 erzeugt der Sensor 8 ein Magnetfeld, das sich in Abhängigkeit der Verformung des Gehäuses 5 verändert. Hierzu ist im Gehäuse 5 ein Magnet 37 positioniert, welchem auf der anderen Seite des Knickpunktes beziehungsweise Abscherpunktes des Gehäuses 5, also insbesondere jenseits der Angriffsfläche 7, ein Magnetsensor 38 gegenübersteht. Während und nach dem Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 misst der Magnetsensor 38 nicht mehr dasselbe magnetische Feld wie im nicht verformten beziehungsweise nicht abgescherten Zustand des Gehäuses 5. Dies kann wiederum mittels einer Auswerteeinrichtung 9 (hier nicht dargestellt) erfasst werden.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 11 weist der Sensor 8 einen optischen Geber 20 und einen optischen Empfänger 21 auf, hier integral ausgeführt. Auf der anderen Seite des Abscherpunktes beziehungsweise Abknickpunktes des Gehäuses 5 (jenseits der Angriffsfläche 7) ist ein optischer Reflektor 39 mit oder ohne optischem Filter vorgesehen. Während und nach dem Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 wird der Sensor 8 derart verformt, dass der optische Empfänger 21 nicht mehr dieselben Reflexionen vom Reflektor 39 erfasst wie im nicht verformten beziehungsweise nicht abgescherten Zustand des Gehäuses 5. Die Änderung der Reflexionen wird geeignet überwacht, insbesondere mittels einer hier wiederum nicht dargestellten Auswerteeinrichtung. Anstelle des Reflektors 39 könnte auch der optische Geber 20 oder optische Empfänger 21 angeordnet sein, derart, dass Geber und Empfänger auf entgegengesetzten Seiten des Abscherpunktes oder Abknickpunktes des Gehäuses 5 positioniert sind.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 12 ist das Gehäuse 5 als Crashbox ausgeführt, das heißt, es wird durch Zusammenfahren der Rohrteile 3.1 und 3.2 verformt. Im Gehäuse 5 ist zur Ausbildung des Sensors 8 sowohl ein Drucksensor 22 als auch ein optischer Sensor mit optischem Geber 20 und optischem Empfänger 21 angeordnet beziehungsweise mit optischem Geber 20 und Empfänger 21 gegenüberstehend einem optischen Reflektor 39. Somit kann noch sicherer eine Verformung des Gehäuses 5 erfasst werden, aufgrund der redundanten Messung. Abweichend von den zuvor dargestellten Ausführungsformen wirkt hier das Einfahren des Rohrteils 3.1 in das Rohrteil 3.2 nicht vorwiegend im Sinne eines Abscherens oder Biegens des Gehäuses 5, sondern das Gehäuse 5 wird zunächst gestaucht. Beide Verformungsarten können in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen gegeneinander ausgetauscht oder miteinander kombiniert werden.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 13 ist im Gehäuse 5 zur Ausbildung des Sensors 8 ein flüchtiges Medium 23, hier in Form einer Flüssigkeit, angeordnet. Das flüchtige Medium 23 ist elektrisch leitend. In das flüchtige Medium 23, hier die Flüssigkeit, sind zwei Elektroden 24.1, 24.2 eingetaucht, derart, dass sie über das flüchtige Medium 23 elektrisch miteinander verbunden sind. Damit im nicht verformten Zustand des Gehäuses 5 das flüchtige Medium 23 nicht aus dem Gehäuse 5 austreten kann, ist dieses entsprechend fluiddicht verschlossen, beispielsweise hier mittels des eingesetzten Verschlusses 40. Wenn nun das erste Rohrteil 3.1 relativ zum zweiten Rohrteil 3.2 bewegt wird, so wird das Gehäuse 5 beschädigt und dadurch dessen Innenraum geöffnet, sodass das flüchtige Medium 23 austritt. Die elektrische Verbindung zwischen den beiden Elektroden 24.1 und 24.2 wird unterbrochen, was wiederum über die elektrische Leitung 11 mittels einer Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt) erfasst werden kann.
In der 14 ist eine zylinderförmige Gestaltung des Gehäuses 5 einer Auslöseüberwachungseinrichtung 1 im Bereich einer Schnittstelle 25 zweier Rohrteile 3.1, 3.2 dargestellt, mit einer in der Nähe der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 positionierten Auswerteeinrichtung 9, die über die elektrische Leitung 11 an der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 angeschlossen ist.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 15 hingegen ist die Auswerteeinrichtung 9 am Gehäuse 5 angeschlossen und wird von diesem getragen. Bei jeglicher Ausgestaltung ist es bei Bedarf möglich, die Auswerteeinrichtung 9 mit einer weiteren Steuereinrichtung, beispielsweise einem Fahrzeugsystem 41, insbesondere in Form eines Fahrzeugleitrechners, zu verbinden, wie dies in der 16 dargestellt ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeugsystem 41 auch direkt mit dem Sensor 8 beziehungsweise der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 verbunden sein, in der 16 durch die strichpunktierte Linie angedeutet.
Insbesondere bei verschiedenen Kupplungen in einem Fahrzeug oder auch je Kupplung und/oder je Verformungsrohr in einem Fahrzeug können auch mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen vorgesehen sein, die entsprechend an einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung oder jeweils mit einer eigenen Auswerteeinrichtung verbunden sind. Auch hier ist es möglich, die verschiedenen Auslöseüberwachungseinrichtungen mit einem Fahrzeugsystem, insbesondere in Form eines Fahrzeugleitrechners, zu verbinden, mit oder ohne zwischengeschalteten Auswerteeinrichtungen. Eine Auswerteeinrichtung kann auch mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen abfragen.
In der 17 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Angriffsfläche 7 radial innerhalb des Verformungsrohres 2 positioniert ist. Hier ist dafür die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 im Rohrteil 3.2 mit dem vergleichsweise größeren Durchmesser montiert. Zumindest die Angriffsfläche 7 befindet sich radial innerhalb des Rohrteils 3.2 mit vergleichsweise größerem Durchmesser.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 18 wird als Auslöseüberwachungseinrichtung 1 eine herkömmliche Heizpatrone verwendet, die einen elektrischen Leiter 19 innerhalb eines hülsenförmigen Gehäuses 5 aufweist. Es ist ein elektrischer Anschluss 10 für den elektrischen Leiter 19 vorgesehen, beispielsweise in einer Endkappe 42. Auch am entgegengesetzten Ende des Gehäuses 5 kann eine verschweißte Endscheibe 43 oder ein anderer geeigneter Abschluss vorgesehen sein. Insbesondere ist zwischen dem Gehäuse 5 und dem elektrischen Leiter 19 ein Füllmaterial vorgesehen, beispielsweise Magnesiumoxid, hier mit 44 bezeichnet.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 19 wird als Auslöseüberwachungseinrichtung 1 ein herkömmlicher Temperatursensor verwendet, insbesondere mit einem Pt100-Dünnschichtsensor oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Messelement 45. Das Messelement 45 ist über einen beziehungsweise zwei elektrische Leiter 19 am elektrischen Anschluss 10 angeschlossen, sodass bei einem Abknicken oder Abscheren des Gehäuses 5 dieser Leiter 19 durchtrennt wird, wodurch sich der elektrische Widerstand des Sensors 8 beziehungsweise seines elektrischen Anschlusses ändert.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 20 ist ein elektrischer Leiter 19 in einen rohrförmigen Körper 46, insbesondere aus Keramik oder einem anderen spröden Werkstoff, eingebracht. Der rohrförmige Körper 46 ist durch zwei Endkappen 42 abgeschlossen, eine davon mit dem elektrischen Anschluss 10. Der elektrische Anschluss könnte auch an einer anderen Stelle vorgesehen sein, beispielsweise auf entgegengesetzten Enden des Körpers 46, sodass sich der elektrische Leiter 19 nur linear durch den Körper erstrecken müsste. Der rohrförmige Körper 46 kann dabei selbst das Gehäuse 5 ausbilden oder, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, nochmals von einem Gehäuse 5 umschlossen sein. Bei einer Verformung oder Abscherung des Gehäuses 5 bricht der rohrförmige Körper 46, sodass der elektrische Leiter 19 durchtrennt wird, was über den elektrischen Anschluss 10 aufgrund der Widerstandsänderung beziehungsweise der Änderung der elektrischen Leitfähigkeit erfasst wird.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 21 ist der elektrische Leiter 19 als Wendel oder Spirale auf einem spröden Träger 47 aufgebracht. Das Aufbringen kann durch Wickeln oder Aufdampfen erfolgen oder durch anderweitige Beschichtung.
Bei Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 wird der spröde Träger 47 zerstört und dadurch die Kapazität oder der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters 19 und damit des Sensors 8 geändert, was über den elektrischen Anschluss 10 erfasst werden kann.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 22 ist ein elektrischer Leiter 19 auf einen isolierenden Sensorträger 48 aufgedampft, um den Sensor 8 auszubilden. Bei einer Verformung oder Zerstörung des Gehäuses 5 wird der elektrische Leiter 19 auf dem Sensorträger 48 in seiner Form geändert oder unterbrochen, was über den elektrischen Anschluss 10 wiederum feststellbar ist. Der Träger 48 kann plattenförmig oder zylinderförmig sein. Andere Gestaltungen sind möglich.
Bei der Ausgestaltung gemäß der 23 ist ein Gehäuse 5 aus einem spröden Material vorgesehen, beispielsweise aus Glas oder Keramik, wobei das Gehäuse 5 zugleich ein Verformungselement 18 des Sensors 8 bildet. Auch hier könnte das Verformungselement 18 zusätzlich zum Gehäuse 5 vorgesehen sein.
Der Sensor 8 weist zwei Elektroden 24.1 und 24.2 auf, die über ein an diesen anliegendes elektrisch leitendes Kontaktelement 49 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Das Kontaktelement 49 wird dabei durch das elastische Druckelement 50 gegen die beiden Elektroden 24.1, 24.2, hier jeweils ein stirnseitiges Ende derselben gedrückt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 49 plattenförmig, dies könnte jedoch auch anders sein.
Das Verformungselement 18 bildet ein Widerlager für das elastische Druckelement 50, hier auf einer dem Kontaktelement 49 gegenüberstehenden Seite, beispielsweise durch einen Bodenbereich des gehäuseförmigen, hier zylinderförmigen, Verformungselementes 18. Wenn das Gehäuse 5 beziehungsweise das Verformungselement 18 durch relatives Verschieben der beiden Gehäuseteile – stationäres Gehäuseteil 12 und mobiles Gehäuseteil 13 – verformt beziehungsweise zerstört wird, entspannt sich das elastische Druckelement 50, weil das Widerlager wegfällt. Dadurch wird das Kontaktelement 49 von den beiden Elektroden 24.1, 24.2 abgehoben und die elektrische Verbindung zwischen den beiden Elektroden 24.1 und 24.2 unterbrochen.
Wie dargestellt, kann ein zweites elastisches Druckelement 51 vorgesehen sein, das beim Wegfall des Widerlagers beziehungsweise der Federkraft des ersten elastischen Druckelementes 50 das Kontaktelement 49 aktiv von den Elektroden 24.1 und 24.2 wegdrückt. Hierfür sind jedoch auch andere Maßnahmen vorstellbar. Beispielsweise kann das Kontaktelement 49 an dem elastischen Druckelement 50 angeschlossen sein beziehungsweise fixiert sein, um ein sicheres Trennen der elektrisch leitenden Verbindung zu gewährleisten. Auch wäre es beispielsweise möglich, das Kontaktelement 49 zugfest an den Bereich des Verformungselementes 18 anzuschließen, der das Widerlager ausbildet und bei einer Zerstörung des Verformungselementes 18 von den Elektroden 24.1, 24.2 entfernt wird.
Bezugszeichenliste

1: Auslöseüberwachungseinrichtung
2: Verformungsrohr
3.1, 3.2: Rohrteile
4: Kupplung
5: Gehäuse
6: Anschluss
7: Angriffsfläche
8: Sensor
9: Auswerteeinrichtung
10: elektrischer Anschluss
11: elektrische Leitung
12: stationäres Gehäuseteil
13: mobiles Gehäuseteil
14: Drehachse
15: Außengewinde
16: Durchgangsbohrung
17: Bohrung
18: Verformungselement
19: elektrischer Leiter
20: optischer Geber
21: optischer Empfänger
22: Drucksensor
23: flüchtiges Medium
24.1, 24.2: Elektroden
25: Schnittstelle
26: Platine
27: Abrisszunge
28: Sollbruchstelle
29: Abstandshalter
30: elektrischer Stecker
31: Klemmring
32: Sprengring
33: Dichtung
34: Vergußmasse
35: elektrische Spule
36: ferromagnetischer Stab
37: Magnet
38: Magnetsensor
39: optischer Reflektor
40: Verschluss
41: Fahrzeugsystem
42: Endkappe
43: Endscheibe
44: Füllmaterial
45: Messelement
46: rohrförmiger Körper
47: spröder Träger
48: Sensorträger
49: Kontaktelement
50: Elastisches Druckelement
51: Zweites elastisches Druckelement

Claims

Auslöseüberwachungseinrichtung (1) für ein Verformungsrohr (2) mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen (3.1, 3.2) in einer Kupplung (4), insbesondere Zugkupplung, mit den folgenden Merkmalen: 1.1 mit einem Gehäuse (5), das einen Anschluss (6) zum Anschließen an das Verformungsrohr (2) und wenigstens eine Angriffsfläche (7) zum Angreifen eines Rohrteils (3.1, 3.2) bei seiner Verschiebung gegenüber dem anderen Rohrteil (3.1, 3.2) des Verformungsrohres (2) aufweist; wobei 1.2 das Gehäuse (5) durch Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) verformbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass 1.3 im oder am Gehäuse (5) ein Sensor (8) vorgesehen ist, welcher eine Verformung des Gehäuses (5) erfasst und der eingerichtet ist, eine Verformungserfassung an eine Auswerteeinrichtung (9) weiterzuleiten.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) einen mit dem Sensor (8) zumindest mittelbar verbundenen elektrischen Anschluss (10) zum Anschließen der Auswerteeinrichtung (9) aufweist.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner umfassend die Auswerteeinrichtung (9), welche im oder am Gehäuse (5) oder entfernt von diesem positioniert ist und zur Auswertung von Sensordaten mit dem Sensor (8) verbunden ist, insbesondere mittels wenigstens einer elektrischen Leitung (11).
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) durch Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) verbiegbar und/oder abscherbar ist.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) wenigstens ein stationäres Gehäuseteil (12) und wenigstens ein gegenüber dem stationären Gehäuseteil (12) verschiebbares und/oder verdrehbares mobiles Gehäuseteil (13) aufweist und die wenigstens eine Angriffsfläche (7) derart am mobilen Gehäuseteil (13) positioniert ist, dass dieses durch Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) gegenüber dem stationären Gehäuseteil (12) bewegt wird, wobei der Sensor (8) eingerichtet ist, diese Bewegung zu erfassen.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Gehäuseteil (13) drehbar vom stationären Gehäuseteil (12) getragen wird und die Gestalt eines Nockens aufweist.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Gehäuseteil (12) zumindest im Wesentlichen eine zylinderförmige Gestalt aufweist, welche vom mobilen Gehäuseteil (13) umgriffen wird oder welche über einer Drehachse (14) des mobilen Gehäuseteils (13) koaxial zum mobilen Gehäuseteil (13) positioniert ist, und das stationäre Gehäuseteil (12) insbesondere an einem axialen Ende mit einem Außengewinde (15) oder mit einer in Richtung der Drehachse (14) verlaufenden Durchgangsbohrung (16) zur Ausbildung des Anschlusses (6) versehen ist.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) wenigstens einen zylinderförmigen Endabschnitt aufweist oder als Zylinder gestaltet ist und der Anschluss (6) ausgestaltet ist, um den zylinderförmigen Endabschnitt oder ein axiales Endes des Zylinders in einer Bohrung (17) des Verformungsrohres (2) zu halten.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (6) durch ein Außengewinde (15) auf dem zylinderförmigen Endabschnitt oder dem axialen Ende des Zylinders gebildet wird.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) ein Verformungselement (18) aufweist, das bei einer Verformung des Gehäuses (5) irreversibel verformt, insbesondere abgebrochen, abgeschert und/oder eingerissen wird.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen elektrischen Leiter (19) umfasst, der über dem Verformungselement (18) derart verläuft, dass seine elektrische Leitfähigkeit bei einer Verformung des Verformungselementes (18) verändert wird.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) wenigstens zwei elektrisch leitende Elektroden (24.1, 24.2) aufweist, die über wenigstens ein an diesen anliegendes Kontaktelement (49) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei das Kontaktelement (49) zu seiner Anlage an den Elektroden (24.1, 24.2) über wenigstens ein elastisches Druckelement (50) gegen die Elektroden (24.1, 24.2) gepresst wird und das Verformungselement (18) ein Widerlager für das elastische Druckelement (50) bildet, welches bei der Verformung des Gehäuses (5) zerstört wird.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen optischen Geber (20) und einen optischen Empfänger (21) umfasst, die über ein optisches Signal, das von einer Verformung des Gehäuses (5) abhängig ist, miteinander gekoppelt sind.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) eingerichtet ist, ein von der Verformung des Gehäuses (5) abhängiges Magnetfeld oder eine von der Verformung des Gehäuses (5) abhängige Induktion zu erzeugen und Änderungen des Magnetfelds oder der Induktion zu erfassen.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) eingerichtet ist, eine von der Verformung des Gehäuses (5) abhängige elektrische Kapazität zu erzeugen und Änderungen der Kapazität zu erfassen.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) eingerichtet ist, einen von der Verformung des Gehäuses (5) abhängigen elektromagnetischen Schwingkreis zu erzeugen und Änderungen des elektromagnetischen Schwingkreises zu erfassen.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen Drucksensor (22) umfasst, der einen von der Verformung des Gehäuses (5) abhängigen Druck erfasst.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) ein flüchtiges Medium (23), insbesondere ein Fluid, eingeschlossen ist und die Angriffsfläche (7) derart am Gehäuse (5) positioniert ist, dass ein Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) das Gehäuse (5) öffnet und das Medium (23) freigibt, wobei der Sensor (8) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Anwesenheit und/oder Menge des flüchtigen Mediums (23) ausgebildet ist.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) ein elektrisch leitendes Fluid als flüchtiges Medium (23) eingeschlossen ist und der Sensor (8) wenigstens eine oder wenigstens zwei Elektroden (24.1, 24.2) aufweist, die mit dem Fluid in elektrisch leitender Verbindung steht/stehen, und der Sensor (8) eingerichtet ist, einen elektrischen Stromfluss und/oder einen elektrischen Widerstand zu erfassen, der von der Anwesenheit und/oder Menge des Fluids im Gehäuse (5) abhängig ist.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen elektrischen Taster oder Schalter umfasst, der derart im oder am Gehäuse (5) positioniert ist, dass er bei einer Verformung des Gehäuses (5) betätigt wird.
Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) wenigstens einen Dehnungsmessstreifen umfasst.
Verformungsrohr (2) für eine Kupplung (4), insbesondere Zugkupplung, 22.1 mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen (3.1, 3.2); dadurch gekennzeichnet, dass 22.2 eine Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 im Bereich einer Schnittstelle (25) zwischen den beiden Rohrteilen (3.1, 3.2) am Verformungsrohr (2) angeschlossen ist.
Zugkupplung, insbesondere Scharfenberg-Zugkupplung, mit einem Verformungsrohr (2) gemäß Anspruch 22.