DE102023125805A1

DE102023125805A1 - AUTOMATIC TRAIN COUPLING, PARTICULARLY FOR A FREIGHT WAGON OF A TRACK-GUIDED VEHICLE

Info

Publication number: DE102023125805A1
Application number: DE102023125805.2A
Authority: DE
Inventors: Robert Theilacker; Kay Uwe Kolshorn; Martin Schüler
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2023-09-22
Publication date: 2024-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Zugkupplung (10), insbesondere für einen Güterwagen eines spurgeführten Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs. Die automatische Zugkupplung (10) weist einen Kupplungskopf mit mindestens einem Kupplungsorgan auf, wobei der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan insbesondere wahl- oder bedarfsweise in einer entkuppelten und kuppelbereiten Stellung oder in einer gekuppelten Stellung vorliegt. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan insbesondere wahl- oder bedarfsweise ferner in einer Pufferstellung betreibbar ist, in welcher der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan in einer entkuppelten und nicht kuppelbereiten Stellung vorliegt, wobei die automatische Zugkupplung (10) ferner eine Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan aufweist, wobei nach Aufheben der Pufferstellung der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan in seiner entkuppelten und kuppelbereiten Stellung vorliegt.The invention relates to an automatic train coupling (10), in particular for a freight wagon of a track-guided vehicle, in particular a rail vehicle. The automatic train coupling (10) has a coupling head with at least one coupling element, the coupling head with the at least one coupling element being in a decoupled and coupling-ready position or in a coupled position, in particular optionally or as required. The invention is characterized in particular by the fact that the coupling head with the at least one coupling element can also be operated in a buffer position, in particular optionally or as required, in which the coupling head with the at least one coupling element is in a decoupled position and not ready for coupling, the automatic train coupling (10) further has a device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element, wherein after canceling the buffer position the coupling head with the at least one coupling element is in its uncoupled and ready-to-couple position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein spurgeführte Fahrzeuge und insbesondere Schienenfahrzeuge. Im Einzelnen betrifft die Erfindung Kupplungsanordnungen für spurgeführte Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, welche automatische Zugkupplungen enthalten.The present invention relates generally to track-guided vehicles and, more particularly, to rail vehicles. In particular, the invention relates to coupling arrangements for track-guided vehicles, in particular rail vehicles, which contain automatic train couplings.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese eine automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.According to one aspect of the present invention, it relates to an automatic train coupling, in particular for a freight wagon of a rail vehicle, according to the preamble of independent patent claim 1.

In der Praxis sind automatische Zugkupplungen, wie Zugkupplungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1, allgemein bekannt. Derartige automatische Zugkupplungen kommen derzeit insbesondere bei Personenzügen zum Einsatz und weisen in der Regel einen Kupplungskopf mit einem Kupplungsgehäuse und einem Kupplungsorgan mit Arretierung auf. Der als Kupplungsorgan beispielsweise dienende Kuppelverschluss ist häufig als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt, wobei das Herzstück um eine Hauptachse verdrehbar ist, und zwar zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung.In practice, automatic train couplings, such as train couplings with the features of the preamble of independent claim 1, are generally known. Such automatic train couplings are currently used in particular in passenger trains and generally have a coupling head with a coupling housing and a coupling element with a lock. The dome lock, which serves as a coupling element, for example, is often designed as a rotary lock with a dome eyelet and a center piece, the center piece being rotatable about a main axis, namely between a coupled position and a decoupled position.

Die ebenfalls als Kupplungsorgan dienende Kuppelöse ist in der Regel mit einem ersten Ende bzw. mit einem ersten Endbereich verdrehbar um eine Kuppelösenachse am Herzstück angeschlossen und weist ein zweites freies Ende bzw. einen zweiten freien Endbereich auf. Das Herzstück weist ein Maul zur Aufnahme eines entsprechenden zweiten Endes bzw. eines entsprechenden zweiten Endbereichs einer Kuppelöse eines gegengleichen Kupplungskopfs einer Gegenkupplung auf.The coupling eyelet, which also serves as a coupling element, is usually connected to the center piece with a first end or with a first end region so that it can be rotated about a coupling eyelet axis and has a second free end or a second free end region. The centerpiece has a mouth for receiving a corresponding second end or a corresponding second end region of a coupling eyelet of a mating coupling head of a mating coupling.

Dem Herzstück kann ein Federspeicher zugeordnet sein. Das Herzstück ist bei diesen Ausführungsformen entgegen der Kraft des Federspeichers aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung und durch die Kraft des Federspeichers aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung verdrehbar.A spring accumulator can be assigned to the centerpiece. In these embodiments, the centerpiece can be rotated against the force of the spring accumulator from the coupled position into the uncoupled position and by the force of the spring accumulator from the uncoupled position into the coupled position.

Die entkuppelte Stellung wird allgemein auch als kuppelbereite Stellung bezeichnet, da in dieser Stellung die Zugkupplungen der beiden Wagen gegeneinander gefahren und gekuppelt werden können.The uncoupled position is also generally referred to as the ready-to-couple position, since in this position the train couplings of the two cars can be moved against each other and coupled.

Gegebenenfalls kann der Kuppelverschluss bzw. dessen Herzstück auch in eine gegenüber der kuppelbereiten Stellung überzogene Stellung verdreht werden, also mehr als nötig geöffnet werden. In dieser überzogenen Stellung ist der Federspeicher maximal gespannt.If necessary, the dome closure or its core can also be rotated into a position that is opposite to the dome-ready position, i.e. opened more than necessary. In this extended position, the spring accumulator is maximally tensioned.

Auch bei dieser überzogenen Stellung handelt es sich im Sinne der vorliegenden Offenbarung um eine kuppelbereite oder entkuppelte Stellung. Ferner wird eine solche kuppelbereite oder entkuppelte Stellung auch als Warteposition bezeichnet.In the sense of the present disclosure, this extended position is also a ready-to-couple or uncoupled position. Furthermore, such a ready-to-couple or uncoupled position is also referred to as a waiting position.

Die Arretierung, welche den Kuppelverschluss in der jeweils geeigneten Stellung hält oder entsprechend zum Übergang in eine andere Stellung durch Verdrehen des Herzstücks freigibt, weist zum Beispiel einen entgegen einer Federkraft in Kuppelrichtung der Zugkupplung verschiebbaren Stempel und eine quer oder schräg zur Kuppelrichtung verschiebbare Klinkenstange auf. Die Klinkenstange ist beispielsweise gelenkig am Herzstück angeschlossen und vom Herzstück bei dessen Verdrehung aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung in eine Rastposition verschiebbar, in welcher die Klinkenstange eine Verdrehung des Herzstücks zurück, d.h. in Richtung aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung, blockiert.The lock, which holds the dome closure in the appropriate position or releases it for the transition to another position by rotating the center piece, has, for example, a stamp that can be moved against a spring force in the coupling direction of the pull coupling and a pawl rod that can be displaced transversely or obliquely to the coupling direction. The pawl rod is, for example, articulated to the frog and can be moved by the frog when it is rotated from the coupled position to the uncoupled position into a locking position, in which the pawl rod blocks rotation of the frog back, i.e. in the direction from the uncoupled position to the coupled position .

Der Stempel wiederum kann bewegbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position sein. In der ersten Position, in welcher der Stempel entgegen der Federkraft verschoben ist, blockiert der Stempel die Klinkenstange in der Rastposition und in der zweiten Position, in welche der Stempel durch die Federkraft aus der ersten Position verschoben wird, löst der Stempel die Klinkenstange aus der Rastposition.The stamp in turn can be movable between a first position and a second position. In the first position, in which the stamp is moved against the spring force, the stamp blocks the pawl rod in the locking position and in the second position, in which the stamp is moved from the first position by the spring force, the stamp releases the pawl rod from the Rest position.

Die Funktion einer solchen derzeit in der Regel in Personenzügen zum Einsatz kommenden automatischen Zugkupplung ist wie folgt: zwei gegengleiche Kupplungsköpfe an zwei miteinander zu kuppelnden Wagen oder Fahrzeugen werden dadurch aneinander arretiert, dass jeweils das zweite Ende der jeweiligen Kuppelöse in das Maul des Herzstücks des jeweils anderen Kupplungskopfs eingesetzt und durch Verdrehen des dortigen Herzstücks formschlüssig gehalten wird. Damit werden die beiden Wagen bzw. Fahrzeuge mechanisch miteinander gekuppelt.The function of such an automatic train coupling, which is currently generally used in passenger trains, is as follows: two identical coupling heads on two cars or vehicles that are to be coupled to one another are locked together by inserting the second end of the respective coupling eyelet into the mouth of the centerpiece of each another coupling head and is held in a form-fitting manner by turning the center piece there. This means that the two cars or vehicles are mechanically coupled to one another.

Die beiden Kuppelverschlüsse werden ausschließlich durch Zugkräfte belastet, die sich innerhalb des Parallelogramms, welches die Kuppelösen und die Herzstücke bilden, auf beide Kuppelösen gleichmäßig verteilt.The two dome closures are loaded exclusively by tensile forces, which are evenly distributed between both dome eyes within the parallelogram that the dome eyelets and the center pieces form.

Druckkräfte hingegen werden durch ein besonderes Profil frontseitig am Kupplungskopfgehäuse übertragen, wobei das Profil in der Regel, wie vorteilhaft auch bei der vorliegenden Erfindung, einen Kegel und einen Trichter umfasst, die von einer breiten, insbesondere ebenen Stirnfläche umschlossen sind. Das Profil kann von einer separaten Stirnplatte gebildet werden, die vorne am Kupplungskopfgehäuse befestigt ist. Das Profil kann mit dem Kegel oder Trichter Gleit- und Zentrierflächen bilden und insbesondere den Greifbereich in Seiten-, Höhen- und Winkelversatz bestimmen. Wenn die Kupplungsköpfe aufeinandertreffen, zentrieren sie sich und gleiten ineinander.Compressive forces, on the other hand, are transmitted through a special profile on the front of the coupling head housing, the profile generally, as is also advantageous in the present invention, comprising a cone and a funnel, which are surrounded by a wide, in particular flat end face sen are. The profile can be formed by a separate face plate that is attached to the front of the coupling head housing. The profile can form sliding and centering surfaces with the cone or funnel and in particular determine the gripping area in terms of lateral, height and angular offset. When the coupling heads meet, they center and slide into each other.

Wenn zwei Schienenfahrzeuge bzw. Wagen aufeinander zubewegt werden, so befinden sich deren Kuppelverschlüsse bzw. deren Herzstücke in der kuppelbereiten bzw. entkuppelten Stellung, in welcher die Herzstücke insbesondere von den Klinkenstangen, die sich in der Rastposition befinden, gehalten werden. Beim Kuppeln tauchen jeweils die Kegel in die Trichter der Kupplungskopfgehäuseprofile ein. Dabei drücken die Kegel auf die Stempel und schieben diese zurück, so dass die Stempel die Klinkenstangen aus deren Rastposition lösen. Dadurch werden die Kuppelverschlüsse freigegeben und durch die Kraft des jeweiligen Federspeichers gedreht, bis das Herzstück an einem vorgegebenen Anschlag, in der Regel am Kupplungskopfgehäuse, anschlägt. Dabei rasten die in den Trichtern geführten Kuppelösen in die Herzstückmäuler ein, die beiden Kuppelverschlüsse sind ineinander verhakt und die gekuppelte Stellung ist erreicht. Ein ungewolltes Trennen der Kuppelverschlüsse ist nicht möglich. Normaler Verschleiß beeinträchtigt die Sicherheit des Kupplungsverschlusses nicht.When two rail vehicles or wagons are moved towards each other, their coupling locks or their frogs are in the ready-to-couple or uncoupled position, in which the frogs are held in particular by the pawl rods, which are in the locking position. When coupling, the cones dip into the funnels of the coupling head housing profiles. The cones press on the stamps and push them back so that the stamps release the pawl rods from their locking position. As a result, the coupling locks are released and rotated by the force of the respective spring accumulator until the centerpiece stops at a predetermined stop, usually on the coupling head housing. The dome eyelets guided in the funnels snap into the frog mouths, the two dome locks are hooked together and the coupled position is reached. Unintentional separation of the dome locks is not possible. Normal wear and tear does not affect the safety of the coupling lock.

Um die Kupplungsköpfe zu entkuppeln, dreht eine Entkuppeleinrichtung beide Kuppelverschlüsse, d.h. die beiden Herzstücke, gegen die Kraft der Federspeicher, bis die Kuppelösen aus den Mäulern der Herzstücke gleiten. Die sich verdrehenden Herzstücke sollen dabei die Klinkenstangen so weit verschieben, dass beim Trennen der Fahrzeuge bzw. Wagen ein Zurückdrehen der Herzstücke aus der überzogenen Stellung über die kuppelbereite Stellung hinaus dadurch verhindert wird, dass die Klinkenstangen in ihre Rastpositionen verbracht werden.In order to uncouple the coupling heads, an uncoupling device rotates both coupling locks, i.e. the two frogs, against the force of the spring accumulators until the coupling eyes slide out of the mouths of the frogs. The twisting frogs are intended to move the pawl rods so far that when the vehicles or wagons are separated, the frogs are prevented from turning back from the covered position beyond the coupling-ready position by moving the ratchet rods into their locking positions.

Entkuppeleinrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Beispielsweise weisen manuell betätigbare, mechanische Entkuppeleinrichtungen Hebel, Seile und/oder Kettenzüge auf, die auf unterschiedliche Arten von Riegeln wirken und bei Betätigung die Riegelstellung aufheben.Uncoupling devices are known in different designs. For example, manually operable, mechanical uncoupling devices have levers, ropes and/or chain hoists that act on different types of bolts and cancel the bolt position when actuated.

Automatisierte Entkuppeleinrichtungen umfassen als Antrieb beispielsweise einen pneumatischen Zylinder oder einen elektrischen Motor, insbesondere einen Linearaktuator, welcher die Zugkupplung entkuppelt.Automated uncoupling devices include, for example, a pneumatic cylinder or an electric motor, in particular a linear actuator, as a drive, which uncouples the train coupling.

Beispielsweise offenbart die Druckschrift DE 29 23 195 C2 eine fernbetätigbare Entkuppeleinrichtung für eine Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs, bei welcher ein Elektromotor über eine Kurvenscheibe einen am Hauptbolzen drehfest angeschlossenen Hebel betätigt, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen.For example, the publication discloses DE 29 23 195 C2 a remotely operated uncoupling device for a central buffer coupling of a rail vehicle, in which an electric motor operates a lever connected to the main bolt in a rotationally fixed manner via a cam in order to rotate the center piece from the coupled position into the uncoupled position.

Andererseits offenbart die Druckschrift EP 3 470 295 A1 einen elektrischen Linearaktuator, der über einen Hebel am Hauptbolzen angreift.On the other hand, the publication reveals EP 3 470 295 A1 an electric linear actuator that engages the main bolt via a lever.

Da beim Kuppeln und Entkuppeln immer zwei Kupplungsköpfe zusammenarbeiten, sind die Zugkupplungen derart ausgeführt, dass sich die Kupplungsköpfe bzw. Kuppelverschlüsse wechselseitig betätigen.Since two coupling heads always work together when coupling and uncoupling, the train couplings are designed in such a way that the coupling heads or coupling locks operate alternately.

Wenn beispielsweise ein Kuppelverschluss mit einer Handentkupplung oder mit einer automatisierten Entkupplung gelöst wird, und zwar indem sein Herzstück entgegen der Kraft des Federspeichers verdreht wird, so wird „automatisch“ diese Drehbewegung über die am Herzstück gelenkig angeschlossene Kuppelöse und das Maul des gegengleichen Herzstücks der Gegenkupplung auf das gegengleiche Herzstück übertragen. Entsprechend überträgt das gegengleiche Herzstück der Gegenkupplung seine Drehbewegung derart auf seine Klinkenstange, dass diese in ihre Rastposition gelangt.If, for example, a dome lock is released with a manual uncoupling or with an automated uncoupling, namely by twisting its center piece against the force of the spring accumulator, this rotational movement becomes “automatic” via the dome eyelet, which is articulated to the center piece, and the mouth of the opposite center piece of the mating coupling transferred to the opposite centerpiece. Accordingly, the identical heart of the counter-coupling transmits its rotational movement to its pawl rod in such a way that it reaches its locking position.

Bezüglich der betrieblichen Stellungen sind bei einer automatischen Zugkupplung der hierin berücksichtigten Art die Pufferstellung, die entriegelte Stellung, die kuppelbereite Stellung und die verriegelte Stellung möglich. Die Pufferstellung sollte immer paarig eingestellt werden.With regard to the operational positions, the buffer position, the unlocked position, the coupling-ready position and the locked position are possible for an automatic train coupling of the type considered here. The buffer position should always be set in pairs.

Zum Trennen zweier Zugkupplungen der hierin berücksichtigten Art, d.h. Zugkupplungen vom Typ Scharfenberg^®, genügt es, wenn eine Zugkupplung entriegelt wird.To separate two drawbar couplings of the type considered here, ie drawbar couplings of the ^{Scharfenberg®} type, it is sufficient if one drawbar coupling is unlocked.

Die Pufferstellung ist immer dann vorteilhaft, wenn ein direktes Wiederverriegeln der Zugkupplungen (Zugkupplung und Gegenkupplung) unerwünscht ist. Die Pufferstellung ist insbesondere bei der Zugauflösung im Abstoß- oder im Abdrückbetrieb notwendig.The buffer position is always advantageous when direct relocking of the train couplings (train coupling and counter-coupling) is undesirable. The buffer position is particularly necessary when breaking up the train in push-off or push-off mode.

Der Abdrückbetrieb wird vor allem in großen Rangieranlagen mit Ablaufberg angewandt und gilt als energie- und ressourcensparend. Im Abdrückbetrieb wird die Wagenverbindung erst an einem Ablaufberg final aufgelöst bzw. im Falle einer automatischen Zugkupplung die Zugkupplung entriegelt.The push-off operation is used primarily in large shunting yards with humps and is considered to save energy and resources. In the push-off operation, the wagon connection is only finally released at a hump or, in the case of an automatic train coupling, the train coupling is unlocked.

Der Abstoßbetrieb wird vor allem in kleineren Anlagen ohne Ablaufberg betrieben. Bei diesen Verfahren wird an Stelle der Gravität die Trägheit der Wagen genutzt, und zwar indem ein zuvor beschleunigter (geschobener) Zugverband abgebremst wird und eine abgekuppelte Wagengruppe an der Zugspitze weiter rollt. Die losgelöste Wagengruppe wird dann in der anschließenden Gleisharfe in das entsprechende Ordnungsgleis einsortiert. Im Anschluss müssen die Zugkupplungen wieder auf Kuppelbereitschaft umgestellt und mit einer Rangierlok zusammengeschoben werden. Der Ablauf muss für jede Wagengruppe wiederholt werden. Die Pufferstellung ist hier insbesondere notwendig, da beim Beschleunigen vor dem Abstoßvorgang ein Wiederkuppeln der Zugkupplungen nicht ausgeschlossen werden kann.The push-off operation is mainly carried out in smaller systems without a discharge mountain. In these methods, the inertia of the wagons is used instead of gravity by braking a previously accelerated (pushed) train set and an uncoupled group of cars at the top of the train continues to roll. The detached group of wagons is then sorted into the corresponding order track in the subsequent track harp. The train couplings then have to be switched back to coupling readiness and pushed together with a shunting locomotive. The process must be repeated for each group of wagons. The buffer position is particularly necessary here because re-coupling of the train couplings cannot be ruled out when accelerating before the push-off process.

Grundsätzlich ist es bei der Zugauflösung notwendig, dass die Zugkupplungen der einzelnen Wagen sicher getrennt bleiben, bis sie auf den nächsten Wagen im Richtungsgleis bzw. Ordnungsgleis, also hinter dem Ablaufberg (beim Abdrückbetrieb) auftreffen. Ein erneutes ungewolltes Kuppeln während der Zugauflösung und insbesondere vor dem Abrollen von dem Ablaufberg muss sicher verhindert werden.Basically, when breaking up a train, it is necessary that the train couplings of the individual cars remain safely separated until they hit the next car in the direction track or order track, i.e. behind the run-off hump (during push-off operation). A new unwanted coupling during the train break-up and especially before rolling off the hump must be reliably prevented.

Hierfür dient die genannte Pufferstellung, bei der die Entkuppeleinrichtung der einzelnen Zugkupplungen in der gezogenen bzw. betätigten Position festgehalten wird. Mit anderen Worten, in der Pufferstellung ist üblicherweise die Entkuppeleinrichtung der entsprechenden Zugkupplung aktiviert und der Aktuator der Entkuppeleinrichtung steht in einer Wirkverbindung mit dem Kuppelverschluss bzw. dem Herzstück der entsprechenden Zugkupplung, um den Kuppelverschluss bzw. das Herzstück in der entkuppelten Stellung zu halten. Dann ist ein erneutes Kuppeln nicht möglich, und zwar so lange, bis die Pufferstellung nicht aufgehoben wird. In diesem Zusammenhang sei auf die deutsche Patentanmeldung DE 10 2022 104 693.1 verwiesenThe buffer position mentioned is used for this purpose, in which the uncoupling device of the individual train couplings is held in the pulled or actuated position. In other words, in the buffer position, the uncoupling device of the corresponding train coupling is usually activated and the actuator of the uncoupling device is in an operative connection with the dome closure or the heart of the corresponding train coupling in order to hold the dome closure or the heart in the uncoupled position. Then coupling again is not possible until the buffer position is removed. In this context, please refer to the German patent application DE 10 2022 104 693.1 referred

Im Richtungsgleis bzw. Ordnungsgleis kann dann möglicherweise eine Zugkupplung in der Pufferstellung auf eine Zugkupplung treffen, die beispielsweise aufgrund eines Fehlers sich in der gekuppelten Stellung befindet. Dadurch kann auf den Kuppelverschluss der Zugkupplung, die sich in der Pufferstellung befindet, ein Stoß mit hohen Kräften gegen die Haltekraft der Arretierfunktion und damit auf den Aktuator der Entriegeleinrichtung entstehen und diesen beschädigen.In the directional track or order track, a train coupling in the buffer position can then possibly meet a train coupling that is in the coupled position, for example due to a fault. This can result in a shock with high forces against the holding force of the locking function and thus on the actuator of the unlocking device, which can damage the dome lock of the pull coupling, which is in the buffer position.

Im europäischen Eisenbahn-Güterverkehr konnte sich eine automatische Kupplung bis heute nicht durchsetzen. Gründe für das Scheitern der Umstellung auf eine automatische Kupplung waren die hohen Kosten, die notwendigen internationalen Vereinbarungen und letztendlich die geforderte Simultanumstellung aller Betreiber. Der europäische Eisenbahn-Güterverkehr beruht von daher bislang nicht auf automatischen Kupplungen, sondern auf Schraubenkupplungen mit den zentralen Elementen „Zughaken“, „Kupplungsschwengel“, „Kupplungsbügel“, „Bremsschlauch“, und „Druckluft-Absperrhahn“, die allesamt für eine manuelle Bedienung konzipiert sind.To date, automatic coupling has not been able to establish itself in European rail freight transport. The reasons for the failure of the switch to an automatic coupling were the high costs, the necessary international agreements and ultimately the requirement for all operators to switch over simultaneously. European rail freight transport is therefore not based on automatic couplings, but on screw couplings with the central elements “draw hook”, “coupling handle”, “coupling bracket”, “brake hose”, and “compressed air shut-off valve”, all of which are designed for manual operation are designed.

So werden bislang üblicherweise Güterwagen mit Hilfe einer Schraubenkupplung miteinander und mit dem Triebwagen (Lock) gekuppelt. Die Druckluft zum Bremsen der Güterwagen und des Zugs wird über eine manuell gekuppelte Luftleitung in Form von Bremsschläuchen zwischen den einzelnen Wagen übertragen. Eine elektrische Verbindung zwischen den Wagen existiert bei den derzeit eingesetzten Schraubenkupplungen nicht.So far, freight wagons have usually been coupled to each other and to the railcar (lock) using a screw coupling. The compressed air for braking the freight wagons and the train is transmitted between the individual wagons via a manually coupled air line in the form of brake hoses. There is no electrical connection between the cars with the screw couplings currently used.

Dadurch, dass im Güterverkehr derzeit keine automatischen Kupplungen zum Einsatz kommen, ist die Zusammenstellung eines Güterzugs im Gleisanschluss, aber auch das Auflösen sowie die Neubildung eines Zugs in Zugbildungsanlagen eine zeitaufwändige Tätigkeit mit hohem manuellen Aufwand.Because no automatic couplings are currently used in freight transport, assembling a freight train in the siding, as well as breaking up and re-forming a train in train formation facilities, is a time-consuming activity with a lot of manual effort.

Neben dem Kuppeln und Entkuppeln von Güterwagen oder des Triebfahrzeugs führen Betriebsmitarbeiter der Eisenbahnverkehrsunternehmen weitere Prozessschritte durch, wie beispielsweise die Aufnahme von Güterwagen-Daten in mobile Datenerfassungsgeräte, die Ermittlung der Wagenreihung, die Kontrolle der Bremsfunktionalität (Bremsprobe) oder das Anbringen eines Zugschlusssignals.In addition to coupling and uncoupling freight wagons or the locomotive, railway company operations staff carry out further process steps, such as recording freight wagon data in mobile data acquisition devices, determining the wagon sequence, checking the brake functionality (brake test) or attaching a train end signal.

Im Verhältnis zu den geringen durchschnittlichen Transportentfernungen im europäischen Schienengüterverkehr führen die umfangreichen Tätigkeiten zur Zugbildung und Zugauflösung zu einem überproportional hohen Zeitaufwand im Vergleich zur reinen Transportdauer. Dies führt, insbesondere in der Nahbereichsbedienung sowie im Einzelwagenverkehr, allgemein zu hohen Produktionskosten und einem Produktivitätsnachteil im Vergleich zum Straßengüterverkehr.In relation to the short average transport distances in European rail freight transport, the extensive activities involved in forming and breaking up trains lead to a disproportionately high expenditure of time compared to the pure transport time. This generally leads to high production costs and a productivity disadvantage compared to road freight transport, particularly in short-range service and in single-wagon transport.

Von daher bestehen im Schienenverkehr Bemühungen, die bisherigen zum Verbinden von Güterwagen verwendeten Schraubenkupplungen durch eine automatische Kupplung, insbesondere eine automatische Mittelpufferkupplung zu ersetzen. Die damit erzielte Digitalisierung und Automatisierung bietet für den Schienengüterverkehr Potenziale, indem insbesondere zeitaufwändige Tätigkeiten durch den Einsatz von modernen Technologien beschleunigt werden.There are therefore efforts in rail transport to replace the screw couplings previously used to connect freight wagons with an automatic coupling, in particular an automatic central buffer coupling. The resulting digitalization and automation offers potential for rail freight transport, in particular by accelerating time-consuming activities through the use of modern technologies.

Bei der hierin offenbarten und als erfindungsgemäß beanspruchten neuen digitalen automatischen Kupplung, welche die Schraubenkupplung ersetzen soll, kommt eine Kupplung zum Einsatz, die beispielsweise nach dem Scharfenberg^® -Prinzip arbeitet. Denkbar sind aber auch andere Systeme, wie beispielsweise SA3 oder AAR.In the case of the new digital automatic clutch disclosed herein and claimed as inventive, which is intended to replace the screw clutch, a clutch is used which, for example, is based on the ^{Scharfenberg®} principle is working. Other systems are also conceivable, such as SA3 or AAR.

Die Druckluftleitungen für die Bremsen sind mechanisch im Kupplungskopf integriert. Zusätzlich werden die einzelnen Wagen elektrisch mit einem als Datenbus dienenden Zugbus verbunden. Der Datenbus/Zugbus überträgt sowohl Energie zur Versorgung der Wagen-Steuerungen als auch Kommunikations-Protokolle zur Datenverbindung zwischen dem Triebfahrzeug und den einzelnen Wagen. Über diesen Datenbus/Zugbus werden die Information der Wagenreihung, welche Wagen hintereinander gekuppelt sind, und die Information der Wagenorientierung ausgetauscht. Somit ist bekannt, welche Kuppelstellen existieren und welche Kupplungen jeweils beteiligt sind. Über den Datenbus/Zugbus kommt zusätzlich ein Signal zum Entkuppeln bzw. zur Aktivierung der sogenannten Pufferstellung. Dieses Signal stammt beispielsweise von dem Triebfahrzeug, welches im Datenbus/Zugbus eine Sonderrolle einnimmt, da von hier aus die sicherheitsrelevanten Funktionen autorisiert werden.The compressed air lines for the brakes are mechanically integrated in the coupling head. In addition, the individual cars are electrically connected to a train bus that serves as a data bus. The data bus/train bus transmits both energy to supply the car controls and communication protocols for the data connection between the locomotive and the individual cars. The information about the train sequence, which cars are coupled one behind the other, and the information about the car orientation are exchanged via this data bus/train bus. This means that it is known which coupling points exist and which couplings are involved. An additional signal for decoupling or activating the so-called buffer position comes via the data bus/train bus. This signal comes, for example, from the locomotive, which plays a special role in the data bus/train bus, as the safety-relevant functions are authorized from here.

In 1 ist schematisch die elektrische Architektur eines mit einer automatischen Zugkupplung ausgerüsteten Güterwagens gezeigt.In 1 The electrical architecture of a freight wagon equipped with an automatic train coupling is shown schematically.

An beiden Wagenenden befindet sich jeweils eine automatische Zugkupplung mit einem entsprechenden Kupplungskopf und eine elektrische Steuerung CCU (CCU = Coupler Control Unit). Die elektronische Steuerung CCU steuert die Funktion der Kupplung und ist ausgebildet, um die Sensorik und Aktorik der Zugkupplung zu bedienen.At both ends of the car there is an automatic train coupling with a corresponding coupling head and an electrical control CCU (CCU = Coupler Control Unit). The electronic control CCU controls the function of the coupling and is designed to operate the sensors and actuators of the train coupling.

Zusätzlich ist in jedem Wagen eine Wagensteuerung WCU (WCU = Wagon Control Unit) installiert.In addition, a wagon control unit WCU (WCU = Wagon Control Unit) is installed in each wagon.

Die Wagensteuerung WCU kommuniziert über den Datenbus/Zugbus mit dem Triebwagen und den anderen Wagen und vorzugsweise über einen internen Bus mit den beiden elektronischen Steuerungen CCU der an beiden Wagenenden angebrachten automatischen Zugkupplung. Über die Wagensteuerung WCU werden die Befehle zum Entkuppeln und zur Pufferstellung empfangen und an die entsprechende elektronische Steuerung der beiden automatischen Zugkupplungen weitergeleitet.The car control WCU communicates via the data bus/train bus with the railcar and the other cars and preferably via an internal bus with the two electronic controls CCU of the automatic train coupling attached to both car ends. The WCU wagon control system receives the commands for uncoupling and the buffer position and forwards them to the corresponding electronic control system for the two automatic train couplings.

Die elektronischen Steuerungen CCU und die Wagensteuerung WCU sind in 1 zur Vereinfachung als drei getrennte Steuereinrichtungen gezeigt, können aber auch als ein physikalisches Steuergerät ausgeführt sein.The electronic controls CCU and the carriage control WCU are in 1 For simplicity, they are shown as three separate control devices, but can also be designed as one physical control device.

Der Kupplungsvorgang erfolgt, indem eine automatische Zugkupplung eines ersten Wagenkastens mit einer automatischen Zugkupplung eines benachbarten, zweiten Wagenkastens mit geringer Geschwindigkeit aufeinanderprallen. Dabei wird eine mechanische, pneumatische und auch elektrische Verbindung zwischen den beiden Wagen hergestellt. Hierzu müssen sich beide automatischen Zugkupplungen, die an dem Kupplungsvorgang beteiligt sind, jeweils in einem kuppelbereiten, geöffneten Zustand befinden.The coupling process takes place when an automatic train coupling of a first car body collides with an automatic train coupling of an adjacent, second car body at low speed. This creates a mechanical, pneumatic and electrical connection between the two cars. For this to happen, both automatic train couplings involved in the coupling process must be in an open, ready-to-couple state.

Neben den stabilen Zuständen „gekuppelt“ und „geöffnet“ gibt es für jede automatische Zugkupplung noch einen weiteren Zustand, der als „Pufferstellung“ bezeichnet wird. In diesem Zustand können die Wagen geschoben werden, wobei die Druckkräfte über die automatischen Zugkupplungen übertragen werden, was bei der klassischen Schraubenkupplung über die Seitenpuffer der Wagen erfolgt ist.In addition to the stable states “coupled” and “opened”, there is another state for every automatic train coupling, which is referred to as the “buffer position”. In this state, the wagons can be pushed, with the compressive forces being transmitted via the automatic train couplings, which in the classic screw coupling is done via the side buffers of the wagons.

In der Pufferstellung kuppeln die aneinander angrenzenden automatischen Zugkupplungen der benachbarten Wagen jedoch nicht. Diese Sonderfunktion wiederspricht dem eigentlichen Prinzip der automatischen Kupplung. Daher muss die Funktion „Pufferstellung“ aktiv eingeschaltet und aktiv deaktiviert werden.However, in the buffer position, the adjacent automatic train couplings of the neighboring cars do not couple. This special function contradicts the actual principle of the automatic clutch. Therefore, the “buffer creation” function must be actively switched on and actively deactivated.

Die beschriebene Pufferstellung wird für den Rangier-Betrieb auf dem Ablaufberg und das so genannte Abstoßen und Ablaufen benötigt.The buffer position described is required for shunting operations on the run-off hill and the so-called push-off and run-off.

Der Ablaufberg ist eine Infrastruktur-Einrichtung, um Zugverbände neu zu sortieren. Der Ablaufberg unterteilt sich in drei grundsätzliche Bereiche, nämlich die Einfahrgruppe, den Berg und das Richtungsgleis.The hump is an infrastructure facility for re-sorting train formations. The hump is divided into three basic areas, namely the entry group, the hump and the directional track.

In der Einfahrgruppe kommt der Zugverbund mit der Streckenlok an. Die Streckenlok bremst den Zugverbund ein und wird abgekoppelt. Es wird eine Rangierlok angekoppelt, die den Zugverbund über den Berg schieben wird. Von der Einfahrgruppe wird der Zugverbund in die Berggleise geschoben, obgleich diese nicht zwingend notwendig sind. In dem in 2 schematisch gezeigten Fall ist die Einfahrgruppe gleich das Berggleis.The train group arrives in the entry group with the mainline locomotive. The mainline locomotive slows down the train and is uncoupled. A shunting locomotive will be coupled up to push the train over the mountain. The train group is pushed into the mountain tracks by the entry group, although these are not absolutely necessary. In the in 2 In the case shown schematically, the entry group is equal to the mountain track.

Hier wird der Zug „langgemacht“ (siehe Bereich A in 2). Dabei werden die Schraubenkupplungen gelöst, aber nicht ausgehängt. Es gibt aber auch Eisenbahnunternehmen, die bereits alle Kupplungen an dieser Stelle voll aushängen. Auf diese Weise kann die Kupplung noch Zugkräfte übernehmen. Wenn die Schraubenkupplungen gelöst, aber nicht ausgehängt wurde, kann sie im lastfreien Zustand, d.h. dann, wenn die Wagen nicht unter Zug stehen, ausgehängt werden.Here the train is “made long” (see area A in 2 ). The screw couplings are loosened but not unhooked. But there are also railway companies that have already completely removed all couplings at this point. In this way, the coupling can still absorb tensile forces. If the screw coupling has been loosened but not unhooked, it can be unhooked in a no-load state, ie when the wagons are not under tension.

Es werden beim „Langmachen“ auch die Hauptluftleitungen getrennt. Dadurch legen sich alle Bremsen an, sollte diese beispielsweise durch die Rangierlok noch einmal geöffnet worden sein. Im letzten Schritt werden die Steuerventile der Bremsen entlüftet. Dadurch ist die Bremse wieder gelöst und der Wagen kann rollen.When “making it long” the main air lines are also separated. This means that all brakes are applied if they have been opened again by the shunting locomotive, for example. In the last step, the brake control valves are vented. This releases the brake and the car can roll.

Der Zugverbund wird nun langsam über den Berg geschoben (vgl. Bereich B in 2). Die Lock bzw. der Triebwagen wird dabei in modernen Anlagen über einen Ablaufberg-Rechner ferngesteuert.The train group is now slowly pushed over the mountain (see area B in 2 ). In modern systems, the lock or railcar is controlled remotely via a remote computer.

Das Personal hat zwei Aufgaben: die erste Aufgabe ist die Überwachung des Vorgangs. Im Falle eines Problems wird ein Notaus betätigt, der die Lock bzw. den Triebwagen anhalten lässt. Wenn beim Langmachen die Schraubenkupplungen gelöst, aber nicht ausgehängt wurden, kann die Rangierlok in dieser langsamen Fahrt alle Wagen zum Stillstand bremsen.The staff has two tasks: the first is to monitor the process. In the event of a problem, an emergency stop is activated, which causes the locomotive or railcar to stop. If the screw couplings are loosened but not unhooked during the lengthening process, the shunting locomotive can brake all the cars to a standstill during this slow journey.

Die zweite Aufgabe des Personals ist das Aushängen der Kupplungen kurz vor dem Scheitelpunkt des Ablaufbergs. Ab diesem Zeitpunkt rollt der Wagen oder die Wagengruppe den Hang hinunter. Dabei laufen nicht nur einzelne Wagen, sondern auch Wagengruppen gemeinsam über den Ablaufberg.The second task of the personnel is to unhook the couplings just before the apex of the drainage ridge. From this point on, the wagon or group of wagons rolls down the slope. Not only individual wagons, but also groups of wagons run together over the drainage hill.

Dem Berg folgt eine Weichengruppe (vgl. Bereich C in 2), welche automatisch über den Ablaufberg-Rechner gesteuert wird, so dass der Wagen in das richtige Richtungsgleis geführt wird.A group of switches follows the mountain (see area C in 2 ), which is automatically controlled via the run-off hill computer so that the car is guided in the correct direction.

In modernen Anlagen wird die Geschwindigkeit der abrollenden Wagen überwacht und über Gleisbremsen automatisch auf eine niedrige Geschwindigkeit in der Richtungsgruppe gebremst. In älteren Anlagen erfolgt das Abbremsen durch händisches Setzen von Bremsschuhen in den Richtungsgleisen.In modern systems, the speed of the rolling wagons is monitored and automatically braked to a low speed in the directional group using track brakes. In older systems, braking is done by manually setting brake shoes in the directional tracks.

Es gibt auch Ablaufberg-Varianten, an denen der Zug nicht langgemacht wird, sondern die Kupplungen in der Einfahrgruppe bereits entkuppelt werden. In diesen Szenarien ist ein Bremsen über die Lock nicht mehr möglich, was durch bauliche Maßnahmen am Gleis ersetzt wird.There are also run-off mountain variants where the train is not lengthened, but rather the couplings in the entry group are already uncoupled. In these scenarios, braking via the lock is no longer possible, which is replaced by structural measures on the track.

Nachdem die Wagen im Richtungsgleis stehen (vgl. Bereich D in 2) werden diese entweder über eine Lock/einen Triebwagen oder über eine Wagen-Förderanlage zusammengeschoben. Die Wagen werden gekuppelt, die Streckenlok angehängt und nach erfolgreicher Bremsprobe verlässt der neue Zugverbund den Rangierbahnhof.After the cars are on the directional track (see area D in 2 ) these are pushed together either via a lock/railcar or via a car conveyor system. The cars are coupled, the mainline locomotive is attached and after a successful brake test, the new train set leaves the marshalling yard.

Bei Ersatz der Schraubenkupplung durch eine automatische Zugkupplung muss diese vor dem Berg, in der Einfahrgruppe oder beim Hochfahren des Bergs in die Pufferstellung gebracht werden. Dadurch ist es möglich, den Zugverbund zu schieben und die Wagen lösen sich voneinander am Berg und rollen getrennt ab. Ohne Pufferstellung würden die Wagen durch das Schieben sofort kuppeln und alle Wagen würden zusammen den Berg hinabrollen.When replacing the screw coupling with an automatic pull coupling, it must be brought into the buffer position in front of the hill, in the entry group or when driving up the hill. This makes it possible to push the train combination and the cars separate from each other on the hill and roll off separately. Without a buffer position, the cars would immediately couple when pushed and all the cars would roll down the mountain together.

Da die automatischen Zugkupplungen in der Pufferstellung vorliegen, werden sie im Richtungsgleis nicht automatisch kuppeln. Es wäre nötig, die automatischen Zugkupplungen von Hand in einen kuppelbereiten Zustand zu bringen und die Wagen in einem zusätzlichen Arbeitsschritt zusammenzuschieben.Since the automatic train couplings are in the buffer position, they will not automatically couple on the directional track. It would be necessary to bring the automatic train couplings into a coupling-ready state by hand and to push the wagons together in an additional step.

Es wird daher ein automatisches Aufheben der Pufferstellung benötigt, so dass die Wagen am Berg geschoben werden können, ohne dass diese kuppeln und im Richtungsgleis die Pufferstellung aufgehoben ist und die Wagen automatisch kuppeln.An automatic cancellation of the buffer position is therefore required so that the wagons can be pushed on the hill without coupling and in the directional track the buffer position is canceled and the wagons couple automatically.

Das Aktivieren der Pufferstellung bei einer automatischen Zugkupplung ist grundsätzlich einfach. Im Fahrzeugstillstand wird die Funktion beispielsweise per Knopfdruck aktiviert. Alternativ wird über den Datenbus/Zugbus der Befehl dazu von der Lock oder einem Ablaufsteuerrechner oder einer Fernsteuerung empfangen. Dies kann auch während der Fahrt erfolgen.Activating the buffer position on an automatic train coupling is basically easy. When the vehicle is stationary, the function is activated, for example, at the push of a button. Alternatively, the command for this is received from the lock or a sequential control computer or a remote control via the data bus/train bus. This can also be done while driving.

Jedoch ist das Auflösen der Pufferstellung nicht trivial da zum einen sich die Wagen zu diesem Zeitpunkt bewegen und eine Handbetätigung zum Auflösen der Pufferstellung nicht möglich ist, und da zum anderen die Wagen ohne Lock und ohne Datenbus/Zugbus den Hang herunterrollen und somit keinen Befehl von dem Datenbus/Zugbus empfangen können.However, resolving the buffer position is not trivial because, on the one hand, the wagons are moving at this point in time and manual operation to clear the buffer position is not possible, and, on the other hand, because the wagons roll down the slope without a lock and without a data bus/train bus and therefore no command from the data bus/train bus.

Das Auflösen der Pufferstellung sollte - wenn möglich - automatisch passieren, und zwar zwischen dem Moment, in dem sich der Wagen oder die Wagenkastengruppe am Berg gelöst hat (vgl. Position X in 2), und dem Moment, in welchem der Wagen auf einen Wagen in der Richtungsgruppe stößt (vgl. Bereich C in 2).The release of the buffer position should - if possible - happen automatically, between the moment in which the wagon or wagon body group has come loose on the hill (see position X in 2 ), and the moment at which the car encounters a car in the direction group (see area C in 2 ).

Beim Abstoßen und Ablaufen wird zuerst die Streckenlok vom Zugverbund durch eine Rangierlok ersetzt bzw. es wird eine Rangierlok an den zu rangierenden Wagenverbund gesetzt. Im Stillstand werden die zu rangierenden Wagen abgekoppelt. Dann wird die Bremse am abgekoppelten Wagen entlüftet. Der Wagen kann dann frei rollen. Die Rangierlok schiebt den Wagen an und bremst dann ab. Der Wagen selbst rollt weiter. Dieser Vorgang wird „Abstoßen“ genannt. Um den Wagen zu bremsen, werden entweder Bremsschuhe auf das Gleis gelegt, oder bei Wagen mit Bremsbühne für die Handbremse wird diese über mitfahrendes Personal während des Rollens betätigt.When pushing off and running off, the mainline locomotive from the train group is first replaced by a shunting locomotive or a shunting locomotive is placed on the wagon group to be shunted. When stationary, the wagons to be maneuvered are uncoupled. The brake on the uncoupled car is then bled. The car can then roll freely. The shunting locomotive pushes the car and then brakes. The car itself keeps rolling. This process is called “repelling”. To brake the car, either brake shoes are placed on the track or, in the case of cars with a brake platform, by hand The brake is activated by accompanying personnel while the vehicle is taxiing.

Bei Ersatz der Schraubenkupplung durch die automatische Zugkupplung muss diese vor dem Anschieben in die Pufferstellung gebracht werden. Dadurch ist es möglich, den Zugverbund zu schieben und die Wagen lösen sich beim Abbremsen der Lock ab. Ohne Pufferstellung würden die Wagen durch das Schieben nach einer kurzzeitigen Trennung sofort wieder kuppeln.When replacing the screw coupling with the automatic pull coupling, it must be brought into the buffer position before pushing. This makes it possible to push the train combination and the cars detach themselves when the lock brakes. Without a buffer position, the cars would immediately couple again when pushed after a brief separation.

Da die automatischen Kupplungen in der Pufferstellung vorliegen, werden sie nicht automatisch kuppeln, sobald zwei rangierende Wagen aufeinanderstoßen. Es wäre nötig, die automatischen Zugkupplungen von Hand in einen kuppelbereiten Zustand zu bringen und die Wagen in einem zusätzlichen Arbeitsschritt zusammenzuschieben.Since the automatic couplers are in the buffer position, they will not couple automatically as soon as two shunting wagons collide. It would be necessary to bring the automatic train couplings into a coupling-ready state by hand and to push the wagons together in an additional step.

Somit wird ein automatisches Aufheben der Pufferstellung benötigt, so dass die Wagen von der Lock geschoben werden können, ohne dass diese kuppeln. Wenn allerdings der nächste Wagen auf diesen Wagen auffährt, muss die Pufferstellung aufgelöst werden.This means that the buffer position needs to be automatically canceled so that the cars can be pushed off the lock without them coupling. However, if the next car hits this car, the buffer position must be dissolved.

Wie beim Ablaufberg ist das Aktivieren der Pufferstellung einfach, wobei das Auflösen wieder das Problem hat, dass sich der Wagen bewegt und kein Datenbus/Zugbus zum Empfang eines derartigen Befehls verfügbar ist. Zusätzlich gibt es beim Abstoßen keinen definierten örtlichen Bereich (vgl. 2, Bereich X, in dem die Pufferstellung aufgelöst werden sollte).As with the drain berg, activating the buffer position is easy, although dissolving it again has the problem of the carriage moving and no data bus/train bus available to receive such a command. In addition, there is no defined local area when pushing off (cf. 2 , area X in which the buffer position should be resolved).

Demnach ist ersichtlich, dass das automatische Deaktivieren der Pufferstellung das kritische Element ist und für einen automatisierten Betrieb dringend benötigt wird.It can therefore be seen that automatically deactivating the buffer position is the critical element and is urgently needed for automated operation.

Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der Erfindung somit die Aufgabe zu Grunde, eine automatische Zugkupplung insbesondere für einen Güterwagen eines spurgeführten Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, anzugeben, wobei die automatische Zugkupplung ausgebildet ist, in einer automatisierten Weise die Pufferstellung der Zugkupplung aufheben bzw. deaktivieren zu können.Based on this problem, the invention is based on the object of specifying an automatic train coupling, in particular for a freight car of a track-guided vehicle, in particular a rail vehicle, whereby the automatic train coupling is designed to be able to cancel or deactivate the buffer position of the train coupling in an automated manner .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine automatische Zugkupplung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der automatischen Zugkupplung in den abhängigen Patentansprüchen angegeben sind.This object is achieved according to the invention by an automatic train coupling according to independent claim 1, with advantageous developments of the automatic train coupling being specified in the dependent patent claims.

Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere eine automatische Zugkupplung für einen Güterwagen eines spurgeführten Fahrzeugs, wobei die automatische Zugkupplung einen Kupplungskopf mit mindestens einem Kupplungsorgan aufweist. Der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan liegt insbesondere wahl- oder bedarfsweise in einer entkuppelten und kuppelbereiten Stellung oder in einer gekuppelten Stellung vor.Accordingly, the invention relates in particular to an automatic train coupling for a freight wagon of a track-guided vehicle, the automatic train coupling having a coupling head with at least one coupling element. The coupling head with the at least one coupling element is in particular optionally or as required in a decoupled and coupling-ready position or in a coupled position.

Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan insbesondere wahl- oder bedarfsweise ferner in einer Pufferstellung betreibbar ist, in welcher der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan in einer entkuppelten und nicht kuppelbereiten Stellung vorliegt. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die automatische Zugkupplung ferner eine Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan aufweist, wobei nach Aufheben der Pufferstellung der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan in seiner entkuppelten und kuppelbereiten Stellung vorliegt.According to the invention, it is in particular provided that the coupling head with the at least one coupling element can be operated in a buffer position, in particular optionally or if necessary, in which the coupling head with the at least one coupling element is in a decoupled and not ready-to-couple position. It is provided according to the invention that the automatic train coupling further has a device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element, whereby after canceling the buffer position the coupling head with the at least one coupling element is in its uncoupled and ready-to-couple position.

Zur Realisierung der Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens eine Logik-Einrichtung insbesondere in Gestalt einer digitalen Logik-Schaltung aufweist, welche ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch nur dann eine Aufhebung der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan zu initiieren, wenn seitens der Logik-Einrichtung kein Signal oder kein entsprechender Befehl mehr empfangen wird, mit dem aktiv die Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan angefordert wird.In order to implement the device for preferably automatically canceling the buffer position, according to embodiments of the present invention, it is provided that the device has at least one logic device, in particular in the form of a digital logic circuit, which is designed to initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element, preferably automatically, only when no signal or corresponding command is received from the logic device with which the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element is actively requested.

Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass die Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung mindestens eine Schnittstellen-Einrichtung aufweist, oder dass der Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung mindestens eine Schnittstellen-Einrichtung zugeordnet ist, wobei die mindestens eine Schnittstellen-Einrichtung ausgebildet ist, über einen insbesondere als Zugbus ausgeführten Datenbus von einer übergeordneten Steuereinrichtung und insbesondere von einer Zugsteuerung oder von einem Leitwerk Daten und/oder Befehle zu empfangen und/oder über einen insbesondere als Zugbus ausgeführten Datenbus zu einer übergeordneten Steuereinrichtung und insbesondere zu einer Zugsteuerung oder zu einem Leitwerk Daten zu versenden.In particular, it is conceivable in this context that the device for preferably automatically canceling the buffer position has at least one interface device, or that the device for preferably automatically canceling the buffer position is assigned at least one interface device, wherein the at least one interface device is formed is to receive data and/or commands from a higher-level control device and in particular from a train control or from a control unit via a data bus, in particular designed as a train bus, and/or via a data bus, in particular designed as a train bus, to a higher-level control device and in particular to a train control or to to send data to a control unit.

Bei Weiterbildungen der zuletzt genannten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die mindestens eine Logik-Einrichtung der Vorrichtung zum automatischen Aufheben der Pufferstellung ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch nur dann eine Aufhebung der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan zu initiieren, wenn seitens der Logik-Einrichtung über die mindestens eine Schnittstellen-Einrichtung entweder kein Signal oder kein entsprechender Befehl mehr von der übergeordneten Steuereinrichtung empfangen wird, über welches bzw. über welchen aktiv die Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan angefordert wird, oder wenn seitens der Logik-Einrichtung ein entsprechendes Signal oder ein entsprechender Befehl von der übergeordneten Steuereinrichtung empfangen wird, die Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan zu deaktivieren.In further developments of the last-mentioned embodiments, it is provided that the at least one logic device of the device is designed to automatically cancel the buffer position is formed, preferably automatically only to initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element if either no signal or no corresponding command is received from the higher-level control device by the logic device via the at least one interface device which or via which the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element is actively requested, or if the logic device receives a corresponding signal or a corresponding command from the higher-level control device to deactivate the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element .

Gemäß bevorzugten Realisierungen der erfindungsgemäßen Zugkupplung ist vorgesehen, dass die Zugkupplung eine Elektrokontaktkupplung aufweist, über welche ein insbesondere als Zugbus ausgeführter Datenbus kuppelbar bzw. anschließbar ist, um Daten und/oder Befehle von einer übergeordneten Steuereinrichtung zu empfangen und/oder um Daten zu einer übergeordneten Steuereinrichtung zu versenden. Dabei ist die Elektrokontaktkupplung insbesondere ausgebildet, auch in der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan über den Datenbus signaltechnisch mit der übergeordneten Steuereinrichtung zu kommunizieren, sofern die Kupplungsköpfe und damit auch die Elektrokontaktkupplungen zusammenstehen.According to preferred implementations of the train coupling according to the invention, it is provided that the train coupling has an electrical contact coupling, via which a data bus, in particular designed as a train bus, can be coupled or connected in order to receive data and / or commands from a higher-level control device and / or to send data to a higher-level To send control device. The electrical contact coupling is in particular designed to communicate with the higher-level control device via the data bus with the at least one coupling element in terms of signal technology, even in the buffer position of the coupling head, provided that the coupling heads and thus also the electrical contact couplings are together.

In diesem Zusammenhang bietet es sich an, dass die Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan ausgebildet ist, über den Datenbus/Zugbus zu detektieren, ob eine signaltechnische Verbindung mit der übergeordneten Steuereinrichtung existiert. Dabei sollte die Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan vorzugsweise ferner ausgebildet sein, vorzugsweise automatisch eine Aufhebung der Pufferstellung zu initiieren, wenn detektiert wird, dass über den Datenbus/Zugbus keine signaltechnische Verbindung mehr mit der übergeordneten Steuereinrichtung existiert.In this context, it is advisable that the device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head is designed with the at least one coupling element to detect via the data bus/train bus whether a signaling connection exists with the higher-level control device. The device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element should preferably also be designed to preferably automatically initiate a cancellation of the buffer position when it is detected that there is no longer a signaling connection to the higher-level control device via the data bus/train bus .

Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor genannten Ausführungsformen ist es denkbar, dass die Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung mindestens eine Sensorik aufweist, welche ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch nur dann eine Aufhebung der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan zu initiieren, wenn seitens der Sensorik erfasst wird, dass eine mechanische und/oder signaltechnische Verbindung zwischen der Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan und einer übergeordneten Steuereinrichtung unterbrochen ist.Alternatively or in addition to the aforementioned embodiments, it is conceivable that the device for preferably automatically canceling the buffer position has at least one sensor system, which is designed to preferably automatically only initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element if on the part The sensor system detects that a mechanical and/or signaling connection between the device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element and a higher-level control device is interrupted.

Bei dieser alternativen Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Sensorik ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch eine Aufhebung der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan zu initiieren, sobald seitens der Sensorik eine Aufhebung einer signaltechnischen Verbindung zwischen der Vorrichtung zum vorzugsweise automatischen Aufheben der Pufferstellung des Kupplungskopfs und der übergeordneten Steuereinrichtung erfasst wird.In this alternative embodiment, it is preferred that the sensor system is designed to preferably automatically initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element as soon as the sensor system cancels a signaling connection between the device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head and the higher-level control device is recorded.

Denkbar insbesondere in diesem Zusammenhang ist es, dass die Sensorik ausgebildet ist, vorzugsweise automatisch eine Aufhebung der Pufferstellung des Kupplungskopfs mit dem mindestens einen Kupplungsorgan zu initiieren, sobald seitens der Sensorik erfasst wird, dass keine signaltechnische Verbindung (mehr) zwischen dem der automatischen Zugkupplung zugeordneten Wagen und einem Triebwagen besteht.It is conceivable, particularly in this context, that the sensor system is designed to preferably automatically initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element as soon as the sensor system detects that there is no longer a signaling connection between the one assigned to the automatic train coupling wagon and a railcar.

Zum automatischen Aufheben der Pufferstellung ist gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zugkupplung vorgesehen, dass die Zugkupplung mindestens einen dem mindestens einen Kupplungsorgan des Kupplungskopfs zugeordneten Aktuator aufweist, welcher derart bedarfsweise vorzugsweise von einer Zugsteuerung oder einer übergeordneten Steuereinrichtung ansteuerbar ist, dass der Kupplungskopf mit dem mindestens einen Kupplungsorgan in die Pufferstellung überführt wird.To automatically cancel the buffer position, it is provided according to embodiments of the train coupling according to the invention that the train coupling has at least one actuator assigned to the at least one coupling element of the coupling head, which, if necessary, can preferably be controlled by a train control or a higher-level control device in such a way that the coupling head is connected to the at least one coupling element is transferred to the buffer position.

Das Basiskonzept der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass die Pufferstellung der automatischen Zugkupplung nicht aktiviert und wieder deaktiviert wird, sondern nur so lange aktiv ist, wie die Pufferstellung aktiv angefordert wird.The basic concept of the solution according to the invention is that the buffer position of the automatic train coupling is not activated and deactivated again, but is only active as long as the buffer position is actively requested.

Dies erfolgt insbesondere über ein kontinuierliches bzw. ein sich innerhalb eines definierten Zeitfensters zyklisch wiederholendes Signal über den Datenbus/Zugbus. Dieses wird am Ablaufberg von der Schublok bzw. dem Triebwagen gesendet. Dabei werden sowohl Szenarien unterstützt, bei denen die Lock bzw. der Triebwagen immer nur die Kuppelstelle in Pufferstellung bringt, die gerade benötigt wird, oder von Anfang an alle Kuppelstellen in Pufferstellung bringt. Die genutzte Variante hängt maßgeblich vom Prozess des Betreibers ab.This is done in particular via a continuous signal or a cyclically repeating signal via the data bus/train bus within a defined time window. This is sent from the push locomotive or railcar at the discharge hill. Scenarios are supported in which the lock or railcar always only brings the coupling point into the buffer position that is currently needed, or brings all coupling points into the buffer position from the start. The variant used depends largely on the operator’s process.

Wird der Prozess des Langmachens in der Einfahrgruppe durch einen automatisierten Kupplungsprozess ersetzt, ist am Berg in der Regel nur eine Kuppelstelle in Pufferstellung zu bringen.If the process of lengthening in the entry group is replaced by an automated coupling process, only one coupling point usually has to be brought into a buffer position on the hill.

Wird in der Einfahrgruppe gleich entkuppelt, müssen alle zu trennenden Kuppelstellungen in Pufferstellung gesetzt werden.If the coupling is uncoupled immediately in the entry group, all coupling positions to be separated must be set in the buffer position.

In einer Weiterbildung der automatischen Zugkupplung ist vorgesehen, dass die automatische Zugkupplung eine Zusatz-Logik-Einrichtung aufweist, welche ausgebildet ist,

a) den die Stellung des Kupplungskopfs betreffenden Status zum Zeitpunkt zu speichern, kurz bevor oder wenn eine signaltechnische Verbindung zwischen der automatischen Zugkupplung zu einer Zugsteuerung oder einer übergeordneten Steuereinrichtung unterbrochen wird; und
b) eine Kennung oder einen Identifikator des letzten Gegen-Kupplungskopfs zu speichern, mit welchem der Kupplungskopf gekuppelt oder signaltechnisch verbunden war, bevor die signaltechnische Verbindung zu der Zugsteuerung oder der übergeordneten Steuereinrichtung unterbrochen wird.

In a further development of the automatic train coupling it is provided that the automatic train coupling has an additional logic device which is designed

a) to save the status relating to the position of the coupling head at the time shortly before or when a signaling connection between the automatic train coupling and a train control or a higher-level control device is interrupted; and
b) to store an identifier or an identifier of the last mating coupling head to which the coupling head was coupled or connected in terms of signaling before the signaling connection to the train control or the higher-level control device is interrupted.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Zusatz-Logik-Einrichtung ferner ausgebildet ist, vorzugsweise das Einstellen der Pufferstellung des Kupplungskopfs automatisch zu initiieren, wenn erfasst wird, dass:

i) der gespeicherte Status des Kupplungskopfs der Pufferstellung entspricht; und dass
ii) die gespeicherte Kennung oder der gespeicherte Identifikator des letzten Gegen-Kupplungskopfs mit der Kennung oder dem Identifikator des Gegen-Kupplungskopfs übereinstimmt, mit welchem der Kupplungskopf wieder signaltechnisch verbunden ist.

In a further development of this embodiment variant, it is provided that the additional logic device is further designed to preferably automatically initiate the adjustment of the buffer position of the coupling head when it is detected that:

i) the saved status of the coupling head corresponds to the buffer position; and that
ii) the stored identifier or the stored identifier of the last mating coupling head matches the identifier or the identifier of the mating coupling head, to which the coupling head is again connected for signaling purposes.

Die Erfindung betrifft ferner ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer automatischen Zugkupplung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art.The invention further relates to a track-guided vehicle, in particular a rail vehicle, with an automatic train coupling of the type according to the invention described above.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer automatischen Zugkupplung, insbesondere einer automatischen Zugkupplung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art, insbesondere bei einer Zugauflösung in einem Abstoß- oder in einem Abdrückbetrieb, wobei die Zugkupplung in einer Pufferstellung betrieben wird, in welcher die Zugkupplung entkuppelt und nicht kuppelbereit ist, solange die Zugkupplung signaltechnisch mit einer übergeordneten Zugsteuerung oder einer übergeordneten Steuereinrichtung verbunden ist, und wobei vorzugsweise automatisch die Pufferstellung des Kupplungskopfs aufgehoben wird, sobald die signaltechnische Verbindung der Zugkupplung mit der übergeordneten Zugsteuerung oder der übergeordneten Steuereinrichtung unterbrochen wird.Furthermore, the invention relates to a method for operating an automatic train coupling, in particular an automatic train coupling of the type according to the invention described above, in particular when the train is released in a push-off or push-off operation, the train coupling being operated in a buffer position in which the train coupling decouples and is not ready for coupling as long as the train coupling is connected in terms of signaling to a higher-level train control or a higher-level control device, and the buffer position of the coupling head is preferably automatically canceled as soon as the signaling connection of the train coupling to the higher-level train control or the higher-level control device is interrupted.

Unter dem hierin verwendeten Begriff „übergeordnete Zugsteuerung“ ist eine Steuereinrichtung zu verstehen, die dem Triebwagen des Zugverbunds zugeordnet ist. Hingegen betrifft der Begriff „übergeordnete Steuereinrichtung“ auch Steuereinrichtungen, die außerhalb des Triebwagens angeordnet sind, beispielsweise eine in einem Stellwerk angeordnete Steuereinrichtung.The term “higher-level train control” used herein means a control device that is assigned to the railcar of the train combination. On the other hand, the term “higher-level control device” also refers to control devices that are arranged outside the railcar, for example a control device arranged in a signal box.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings using a specific exemplary embodiment.

Es zeigen:

1 schematisch die elektrische Architektur eines mit einer automatischen Zugkupplung ausgerüsteten Güterwagens;
2 schematisch eine Ablaufberg-Infrastruktur zum Auflösen und Neuzusammenstellen eines Zugverbunds;
3 schematisch verschiedene Situationen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Auflösung und Neuzusammenstellung eines Zugverbunds in einer Ablaufberg-Infrastruktur; und
4 schematisch verschiedene Situationen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auflösung und Neuzusammenstellung eines Zugverbunds insbesondere in einer Ablaufberg-Infrastruktur.

Show it:

1 schematically the electrical architecture of a freight wagon equipped with an automatic train coupling;
2 schematically a drainage mountain infrastructure for dismantling and reassembling a train network;
3 schematically different situations in the method according to the invention for dissolving and reassembling a train network in a drainage mountain infrastructure; and
4 schematically different situations of the method according to the invention for dissolving and reassembling a train network, especially in a drainage mountain infrastructure.

An beiden Wagenenden befindet sich jeweils eine automatische Zugkupplung 10 mit einem entsprechenden Kupplungskopf und eine elektrische Steuerung CCU. At both ends of the car there is an automatic train coupling 10 with a corresponding coupling head and an electrical control CCU.

Die elektronische Steuerung CCU steuert die Funktion der Kupplung und ist ausgebildet, um die Sensorik und Aktorik der Zugkupplung 10 zu bedienen. Zusätzlich ist in jedem Wagen eine Wagensteuerung WCU installiert.The electronic control CCU controls the function of the clutch and is designed to operate the sensors and actuators of the train clutch 10. In addition, a WCU wagon control system is installed in each wagon.

Die Wagensteuerung WCU kommuniziert über den Datenbus/Zugbus 11 mit dem Triebwagen und den anderen Wagen und über eine interne Kommunikationsverbindung, wie beispielweise über einen internen Bus mit den beiden elektronischen Steuerungen CCU der an beiden Wagenenden angebrachten automatischen Zugkupplung 10. Über die Wagensteuerung WCU werden die Befehle zum Entkuppeln und zur Pufferstellung empfangen und an die entsprechende elektronische Steuerung der beiden automatischen Zugkupplungen 10 weitergeleitet.The car control WCU communicates via the data bus/train bus 11 with the railcar and the other cars and via an internal communication connection, such as via an internal bus with the two electronic controls CCU of the automatic train coupling 10 attached to both car ends. The car control WCU Commands for uncoupling and buffer position are received and forwarded to the corresponding electronic control of the two automatic train couplings 10.

In 2 ist schematisch eine Ablaufberg-Infrastruktur zum Auflösen und Neuzusammenstellen eines Zugverbunds gezeigt.In 2 A drainage mountain infrastructure for dismantling and reassembling a train network is shown schematically.

Güterzüge, insbesondere im Wagenladungsverkehr, bestehen aus einzelnen Güterwagen mit unterschiedlichen Herkunfts- und Zielorten. Die jeweiligen Güterwagen bzw. ganze Wagengruppen werden entsprechend ihrer Route in Rangierbahnhöfen (in Österreich auch als „Verschiebebahnhöfe“ bezeichnet) immer wieder aufgeteilt und neu verbunden.Freight trains, especially wagonload traffic, consist of individual freight cars with different origins and destinations. The respective freight wagons or entire groups of wagons are repeatedly divided and reconnected according to their route in marshalling yards (also known as “shunting yards” in Austria).

In der Einfahrgruppe (vgl. Bereich A in 2) und dem Ablaufberg/Abrollberg (vgl. Bereich B in 2) werden Güterzüge aufgetrennt und in der Richtungsgruppe (vgl. Bereich D in 2) werden sie neu zusammengesetzt.In the entry group (see area A in 2 ) and the run-off mountain/roll-off mountain (see area B in 2 ) freight trains are separated and placed in the direction group (see area D in 2 ), they are reassembled.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit dem automatisierten Auftrennen und Neuzusammensetzen von Güterzügen. Die auszuführenden Aktionen beim Trennen der bislang verwendeten Schraubenkupplung werden mit den Begriffen „Langmachen“ und „Entkuppeln“ zusammengefasst. Diese Einteilung ist insofern sinnvoll, da die jeweiligen Tätigkeiten, je nach Topologie des Ablauf-/Abrollberges, aktuell auch an verschieden Stellen am Verschiebebahnhof durchgeführt werden.The present invention is particularly concerned with the automated separation and reassembly of freight trains. The actions to be carried out when separating the previously used screw coupling are summarized with the terms “slackening” and “uncoupling”. This classification makes sense because the respective activities are currently carried out at different locations at the marshalling yard, depending on the topology of the run-off/roll-off heap.

Das Langmachen erfolgt immer in der Einfahrgruppe am stehenden Zug. Es umfasst die Tätigkeiten:

▪ Positionierung entlang des Zuges in der bis zu 750 m langen Einfahrgruppe;
▪ Identifizierung der Verbindungen, die gelöst werden müssen;
▪ Betätigen des Lösezuges, d.h. Lösen der Druckluftbremse;
▪ Schließen der Druckluft-Absperrhähne;
▪ Öffnen der Bremsschläuche; und
▪ Aufschrauben der Schraubenkupplung.

The lengthening always takes place in the running-in group on the stationary train. It includes the following activities:

▪ Positioning along the train in the entry group up to 750 m long;
▪ Identification of the connections that need to be resolved;
▪ Operating the release cable, ie releasing the air brake;
▪ Close the compressed air shut-off valves;
▪ Opening the brake hoses; and
▪ Screw on the screw coupling.

Das Entkuppeln erfolgt entweder unmittelbar nach dem Langmachen am stehenden Zug, oder kurz vor dem Abrollen, dann aber am fahrenden Zug. Es umfasst die Tätigkeiten:

▪ Kontrolle der Trennstelle; und
▪ Aushängen des Kupplungsbügels aus dem Zughaken.

Uncoupling takes place either immediately after slowing down on the stationary train, or shortly before rolling off, but then on the moving train. It includes the activities:

▪ Checking the separation point; and
▪ Unhook the coupling bracket from the tow hook.

Nach wie vor werden alle diese Tätigkeiten vom Rangier-/Verschubpersonal unter hohem körperlichen Einsatz durchgeführt. Das Verschieben ist zeitintensiv, kostenintensiv und gefährlich.All of these activities are still carried out by shunting/shunting personnel with great physical effort. Postponing is time-consuming, costly and dangerous.

Demnach betrifft die Erfindung insbesondere die Aufgabe, eine Automatisierbarkeit des Trennprozesses anzugeben, bei welcher insbesondere auch geometrische, kinematische, mechanische und arbeitsrechtliche Randbedingungen eingehalten werden.Accordingly, the invention relates in particular to the task of specifying the ability to automate the separation process, in which in particular geometric, kinematic, mechanical and labor law boundary conditions are adhered to.

Insbesondere wird vorliegend das Problem adressiert, dass die Bildung eines Zuges und die Herstellung der Abfahrtbereitschaft im Schienengüterverkehr auch heute noch ein zeitaufwändiges Unterfangen sind.In particular, the problem addressed here is that the formation of a train and the preparation of its readiness for departure in rail freight transport are still a time-consuming undertaking.

Je nach örtlichen Begebenheiten und Zugzusammensetzung muss das Rangierpersonal 6-mal den Zug entlanglaufen und manuelle Tätigkeiten verrichten. Dabei ist das Kuppeln der Wagen zwar eine zeitaufwändige Aufgabe, aber auch nur eine von mehreren Aufgaben.Depending on local conditions and train composition, the shunting personnel have to walk along the train 6 times and carry out manual work. Coupling the cars is a time-consuming task, but it is also just one of several tasks.

Somit kann der Arbeitsaufwand für das Bilden eines Zuges bei Verwendung einer automatischen Kupplung zwar reduziert werden, gleichzeitig bleiben aber weitere Tätigkeiten am Zug für das Rangierpersonal bestehen. Somit zeigt sich klar, dass nur ein gesamthafter Ansatz für die Automatisierung der Betriebsabläufe bei der Zugvorbereitung zielführend ist.This means that the amount of work required to form a train can be reduced when using an automatic coupling, but at the same time additional work on the train remains for the shunting personnel. It is therefore clear that only a holistic approach to automating operational processes in train preparation is effective.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit insbesondere auch den Aspekt, eine automatische Kupplung für den Schienengüterverkehr anzugeben, welche insbesondere im Hinblick auf den Zugbildungsaufwand optimiert ist.One aspect of the present invention therefore particularly relates to the aspect of specifying an automatic coupling for rail freight transport, which is optimized in particular with regard to the train formation effort.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellung in 3 das erfindungsgemäße Verfahren zur Auflösung und Neuzusammenstellung eines Zugverbunds insbesondere in einem Abstoß- oder Abdrückprozess in einer Ablaufberg-Infrastruktur näher beschrieben.The following is with reference to the illustration in 3 the method according to the invention for dissolving and reassembling a train network is described in more detail, in particular in a push-off or push-off process in a drainage mountain infrastructure.

Wie in Schritt S1 dargestellt, weist der aufzulösende Zugverbund mehrere Wagen, insbesondere Güterwagen, und einen Triebwagen auf, wobei zwei zueinander benachbarte Wagen jeweils über eine Kupplungsstelle miteinander verbunden sind, und wobei der Triebwagen - in Fahrtrichtung des aufzulösenden Zugverbunds gesehen - über eine Kuppelstelle mit dem letzten Wagen des Zugverbunds verbunden ist, wobei jede Kuppelstelle durch zwei automatische Zugkupplungen 10 der erfindungsgemäßen Art gebildet wird, die miteinander gekuppelt sind.As shown in step S1, the train combination to be broken up has several wagons, in particular freight cars, and a railcar, with two mutually adjacent wagons each being connected to one another via a coupling point, and the railcar - seen in the direction of travel of the train group to be broken up - via a coupling point is connected to the last car of the train combination, each coupling point being formed by two automatic train couplings 10 of the type according to the invention, which are coupled to one another.

In Schritt S1 werden die Wagen des Zugverbunds mit Hilfe des Triebwagens zumindest bereichs- oder teilweise auf den Bergbereich der Ablaufberg-Infrastruktur geschoben. Dabei ist vorgesehen, dass die an dem dem Triebwagen abgewandten Endbereich des - in Fahrtrichtung des aufzulösenden Zugverbunds gesehen - ersten Wagens angeordnete Zugkupplung 10 in ihrer kuppelbereiten Stellung vorliegt. Alle anderen Zugkupplungen 10 der Kupplungsstellen zwischen den benachbarten Wagen liegen in ihrer gekuppelten Stellung vor.In step S1, the wagons of the train group are pushed onto the mountain area of the drainage mountain infrastructure at least in part or in part with the help of the railcar. It is intended that the railcar faces away from the railcar The tenth end region of the first car - seen in the direction of travel of the train combination to be broken up - is in its ready-to-couple position. All other train couplings 10 of the coupling points between the neighboring cars are in their coupled position.

In Schritt S2 werden alle entsprechenden Kuppelstellen und im Einzelnen alle die entsprechenden Kuppelstellen ausbildenden Kupplungsköpfe der Wagen des Zugverbunds in die Pufferstellung gesetzt. Dies kann beispielsweise per Knopfdruck am Wagen realisiert werden. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, dass dies über den Datenbus, insbesondere Datenbus/Zugbus mit Hilfe eines kontinuierlichen Signals von dem Triebwagen erfolgt.In step S2, all corresponding coupling points and, in particular, all coupling heads of the wagons of the train combination that form the corresponding coupling points are placed in the buffer position. This can be achieved, for example, by pressing a button on the car. Alternatively, it is also conceivable that this takes place via the data bus, in particular data bus/train bus, with the aid of a continuous signal from the railcar.

In dem in 3 gezeigten Beispiel handelt es sich dabei um die Kupplungsköpfe der automatischen Zugkupplungen 10 zwischen dem Wagen 5 und dem Wagen 4, um die Kupplungsköpfe der automatischen Zugkupplungen 10 zwischen den Wagen 3 und 2 sowie um die Kupplungsköpfe der automatischen Zugkupplungen 10 zwischen den Wagen 2 und 1.In the in 3 In the example shown, these are the coupling heads of the automatic train couplings 10 between the carriage 5 and the carriage 4, the coupling heads of the automatic train couplings 10 between the carriages 3 and 2 and the coupling heads of the automatic train couplings 10 between the carriages 2 and 1.

Anschließend werden die Wagen des Zugverbunds mit Hilfe des Triebwagens zumindest bereichs- oder teilweise auf den Bergbereich der Ablaufberg-Infrastruktur so weit geschoben, bis die erste Kuppelstelle, die in ihrer Pufferstellung vorliegt, d.h. in dem in 3 gezeigten Beispiel die Kuppelstelle zwischen dem Wagen 2 und dem Wagen 1, in den Bereich der Kuppe des Bergbereichs gelangt, so dass - wie in Schritt S3 gezeigt - der Wagen 1 von dem restlichen Zugverbund abrollt. Da der Wagen 1 in diesem Zustand den Kontakt zum Datenbus verloren hat, wird von dem Wagen 1 nicht mehr die kontinuierliche Anforderung des Triebwagens betreffend die Aktivierung der Pufferstellung empfangen, und es wird somit bei den Kupplungsköpfen der automatischen Zugkupplungen 10 des Wagen 1 die Pufferstellung aufgelöst.The wagons of the train group are then pushed with the help of the railcar at least partially or partially onto the mountain area of the drainage mountain infrastructure until the first coupling point, which is in its buffer position, ie in the in 3 In the example shown, the coupling point between the car 2 and the car 1 reaches the area of the top of the mountain area, so that - as shown in step S3 - the car 1 rolls away from the rest of the train set. Since the car 1 has lost contact with the data bus in this state, the car 1 no longer receives the continuous request from the railcar regarding the activation of the buffer position, and the buffer position is thus released in the coupling heads of the automatic train couplings 10 of the car 1 .

In Schritt S4 löst sich der nächste Wagen 2 vom restlichen Zugverbund und rollt ebenfalls den Bergbereich der Ablaufberg-Infrastruktur hinunter. Auch der Wagen 2 verliert somit den Kontakt zum Datenbus, so dass von dem Wagen 2 keine Anforderung für die Pufferstellung mehr empfangen wird und somit die Pufferstellung für die Kupplungsköpfe der automatischen Zugkupplungen 10 des Wagens 2 aufgelöst wird.In step S4, the next car 2 detaches from the rest of the train and also rolls down the mountain area of the drainage mountain infrastructure. The carriage 2 also loses contact with the data bus, so that the carriage 2 no longer receives a request for the buffer position and the buffer position for the coupling heads of the automatic train couplings 10 of the carriage 2 is therefore dissolved.

In Schritt S5 rollt der Wagen 2 auf den Wagen 1 auf. Da keine Pufferstellung der miteinander in Kontakt kommenden Zugkupplungen 10 des Wagens 2 und des Wagens 1 aktiv ist, können die Zugkupplungen 10 der Wagen kuppeln.In step S5, the carriage 2 rolls onto the carriage 1. Since no buffer position of the contacting train couplings 10 of the carriage 2 and the carriage 1 is active, the train couplings 10 of the carriages can couple.

In Schritt S5 sind der Wagen 1 und der Wagen 2 im gekuppelten Zustand gezeigt, wobei der Kupplungskopf der automatischen Zugkupplung 10 des Wagens 2, der in Richtung des restlichen Zugverbunds zeigt, in seiner kuppelbereiten Stellung vorliegt.In step S5, the carriage 1 and the carriage 2 are shown in the coupled state, with the coupling head of the automatic train coupling 10 of the carriage 2, which points in the direction of the rest of the train combination, being in its position ready for coupling.

Weiter ist in Schritt S5 gezeigt, dass in diesem Fall zwei miteinander gekuppelte Wagen (Wagen 3 und Wagen 4) von dem restlichen Zugverbund getrennt sind, wobei die nicht miteinander gekuppelten Kupplungsköpfe der Wagen 3 und 4 automatisch in den kuppelbereiten Zustand übergehen.Furthermore, it is shown in step S5 that in this case two cars coupled to one another (car 3 and car 4) are separated from the rest of the train, with the coupling heads of cars 3 and 4 that are not coupled to one another automatically switching to the ready-to-couple state.

In 4 ist ein Prell-Szenario am Bergbereich der Ablaufberg-Infrastruktur gezeigt. Dabei entsprechen die Schritte S1 und S2 den zuvor unter Bezugnahme auf die Darstellung in 3 beschriebenen Schritten S1 und S2.In 4 A bounce scenario is shown at the mountain area of the drainage mountain infrastructure. Steps S1 and S2 correspond to those previously described with reference to the illustration in 3 described steps S1 and S2.

Allerdings ist - im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Szenario - im Schritt S3 eine Prell-Situation gezeigt, bei welcher zwar der Wagen 1 und der Wagen 2 von dem restlichen Zugverbund getrennt (und voneinander getrennt) vorliegen und somit die entsprechenden Kupplungsköpfe der Zugkupplungen 10 der Wagen 1 und 2 von der Pufferstellung in die kuppelbereite Stellung übergehen.However, in contrast to that in 3 scenario shown - a bouncing situation is shown in step S3, in which the carriage 1 and the carriage 2 are separated from the rest of the train network (and separated from each other) and thus the corresponding coupling heads of the train couplings 10 of the carriages 1 and 2 from the buffer position skip the dome-ready position.

Im Unterschied zu dem in Schritt S3 in 3 gezeigten Szenario löst sich beim Schritt S3 in 4 jedoch nicht nur der Wagen 1 von dem restlichen Zugverbund, sondern auch der Wagen 2, wobei dieser jedoch nicht über die Kuppe des Bergbereichs rollt, sondern wieder zurück auf den letzten Wagen (Wagen 3) des restlichen Zugverbunds stößt (vgl. Schritt S4).In contrast to that in step S3 in 3 The scenario shown resolves itself in step S3 4 However, not only car 1 from the rest of the train set, but also car 2, although this does not roll over the top of the mountain area, but instead comes back onto the last car (car 3) of the rest of the train set (see step S4).

Da jedoch die Pufferstellung bei der entsprechenden Zugkupplung 10 des Wagens 3 (noch) aktiv ist, kann der zurückprellende Wagen 2 nicht einkuppeln. Allerdings wird der Datenbus (Datenbus/Zugbus) wieder von dem Wagen 2 empfangen. Somit wird dann auch am Wagen 2 die Pufferstellung wieder aktiv.However, since the buffer position of the corresponding train coupling 10 of the car 3 is (still) active, the rebounding car 2 cannot engage. However, the data bus (data bus/train bus) is received again by car 2. This means that the buffer position on carriage 2 will be active again.

In Schritt S5 in 4 rollt der Wagen 2 auf den Wagen 1 auf. Da durch die Trennung von dem restlichen Zugverbund mit dem Triebwagen diese beiden Wagen keine Verbindung mehr zu dem Datenbus/Zugbus haben, gibt es auch keine Pufferstellung und die Wagen kuppeln. Dies wäre ein Fehler und die Wagen 2 und 3 würden zusammen abrollen, wobei einer der beiden miteinander gekuppelten Wagen ggf. in einem falschen Richtungsgleis gelangen würde.In step S5 in 4 Cart 2 rolls up onto Cart 1. Since these two cars no longer have a connection to the data bus/train bus due to the separation from the rest of the train network with the railcar, there is no buffer position and the cars couple. This would be a mistake and cars 2 and 3 would roll together, with one of the two cars coupled together possibly ending up on the wrong track.

Um dieses Problem zu lösen, gibt es erfindungsgemäß eine entsprechende Zusatzlogik.In order to solve this problem, according to the invention there is a corresponding additional logic.

Im Einzelnen ist diesbezüglich vorgesehen, dass jede automatische Zugkupplung 10 eine Zusatz-Logik-Einrichtung aufweist, welche ausgebildet ist,

a) den die Stellung des Kupplungskopfs betreffenden Zustand zum Zeitpunkt zu speichern, wenn eine signaltechnische Verbindung zwischen der automatischen Zugkupplung 10 zu der Zugsteuerung des Triebwagens unterbrochen wird; und
b) eine Kennung oder einen Identifikator des letzten Gegen-Kupplungskopfs zu speichern, mit welchem der Kupplungskopf gekuppelt oder signaltechnisch verbunden war, bevor die signaltechnische Verbindung zu der Zugsteuerung im Triebwagen unterbrochen wird.

In this regard, it is specifically provided that each automatic train coupling 10 has an additional logic device which is designed

a) to save the state relating to the position of the coupling head at the time when a signaling connection between the automatic train coupling 10 and the train control of the railcar is interrupted; and
b) to store an identifier or an identifier of the last counter-coupling head to which the coupling head was coupled or connected in terms of signaling before the signaling connection to the train control in the railcar is interrupted.

Dabei ist die Zusatz-Logik-Einrichtung ferner ausgebildet, das Einstellen der Pufferstellung des Kupplungskopfs automatisch zu initiieren, wenn erfasst wird, dass der gespeicherte Status des Kupplungskopfs der Pufferstellung entspricht, und dass die gespeicherte Kennung oder der gespeicherte Identifikator des letzten Gegen-Kupplungskopfs übereinstimmt mit der Kennung oder dem Identifikator des Gegen-Kupplungskopfs, mit welchem der Kupplungskopf wieder signaltechnisch verbunden ist.The additional logic device is further designed to automatically initiate the setting of the buffer position of the coupling head when it is detected that the stored status of the coupling head corresponds to the buffer position and that the stored identifier or the stored identifier of the last mating coupling head matches with the identifier or identifier of the mating coupling head, to which the coupling head is again connected for signaling purposes.

Im Einzelnen ist es beispielsweise denkbar, dass die entsprechenden elektronischen Steuerungen der Wagen sich den letzten Status speichern, wenn der Datenbus/Zugbus verloren geht.Specifically, it is conceivable, for example, that the corresponding electronic controls of the cars save the last status if the data bus/train bus is lost.

Wenn die Verbindung zu den Triebwagen verloren geht und der letzte Status die Pufferstellung war, und wenn dann wieder eingekuppelt wird, und zwar mit dem gleichen Kuppelpartner, d.h. dem Kuppelpartner wie vor dem Verlust der Verbindung zu dem Triebwagen, und wenn dann beide Steuereinrichtungen der Wagen diese gleichen Bedingungen detektieren, dann aktivieren beide Steuereinrichtungen selbsttätig die Pufferstellung. Diese Situation ist in 4 im Schritt S5 und im Schritt S6 gezeigt. Danach können die Wagen sauber ablaufen.If the connection to the railcar is lost and the last status was the buffer position, and if the coupling is then re-engaged, with the same coupling partner, ie the coupling partner as before the connection to the railcar was lost, and then both control devices of the wagon detect these same conditions, then both control devices automatically activate the buffer position. This situation is in 4 shown in step S5 and step S6. The cars can then run cleanly.

Selbst wenn es am Ablaufberg zu einem Fehler kommt und die so eigenständig getrennten Wagen 5 und 6 in das gleiche Richtungsgleis laufen, wird spätestens durch Verbindung mit der als Rangier- oder Streckenlok ausgeführten Triebwagen wieder das Auflöse-Signal der Pufferstellung empfangen.Even if there is an error on the run-off hill and the independently separated cars 5 and 6 run in the same direction track, the release signal for the buffer position is received again at the latest when they are connected to the railcar, which is designed as a shunting or mainline locomotive.

Zusätzlich zu dieser Logik wird das Prellen vorzugsweise durch Verzögerungsglieder in der Logik entschärft.In addition to this logic, the bouncing is preferably mitigated by delay elements in the logic.

Hierbei wird die Pufferstellung nicht bei sofortigem Verlust des Zugbusses/Datenbusses, sondern erst nach einer konfigurierbaren Verzögerungszeit beispielsweise von wenigen Sekunden aufgelöst. Somit führen kleinere Ruckler zwischen den Wagen im Prozess nicht zu Problemen im Ablauf.The buffer position is not released when the train bus/data bus is lost immediately, but only after a configurable delay time of a few seconds, for example. This means that minor jerks between the carriages in the process do not lead to problems in the process.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the drawings, but results from a synopsis of all the features disclosed herein.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2923195 C2 [0018]
EP 3470295 A1 [0019]
DE 102022104693 [0028]

Claims

Automatic train coupling (10), in particular for a freight wagon of a track-guided vehicle, in particular a rail vehicle, the automatic train coupling (10) having the following: - a coupling head with at least one coupling element, the coupling head with the at least one coupling element, in particular optionally or as required uncoupled and ready for coupling position or in a coupled position, characterized in that the coupling head with the at least one coupling element can be operated in a buffer position, in particular optionally or if necessary, in which the coupling head with the at least one coupling element is in a decoupled and not ready for coupling position is present, wherein the automatic train coupling (10) further has a device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element, wherein after canceling the buffer position the coupling head with the at least one coupling element is in its uncoupled and ready-to-couple position.

Automatic train coupling (10) after Claim 1 , wherein the device for preferably automatically canceling the buffer position has at least one logic device, in particular in the form of a digital logic circuit, which is designed to preferably automatically only initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element if on the part of the Logic device no longer receives a signal or a corresponding command with which the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element is actively requested.

Automatic train coupling (10) after Claim 1 or 2 , wherein the device for preferably automatically canceling the buffer position has at least one interface device or at least one interface device is assigned to the device for preferably automatically canceling the buffer position, wherein the at least one interface device is designed, in particular as a train bus ( 11) data bus from a higher-level control device and in particular a train control or a tail unit to receive data and / or commands and / or via a data bus, in particular designed as a train bus (11), to a higher-level control device and in particular to a train control or to a tail unit to send data to ship.

Automatic train coupling (10) after Claim 2 and 3 , wherein the at least one logic device is designed to preferably automatically only initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element when there is either no signal or no corresponding command from the logic device via the at least one interface device is received by the higher-level control device, via which or with which the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element is actively requested, or if a corresponding signal or a corresponding command is received from the higher-level control device by the logic device, the buffer position of the coupling head to deactivate with the at least one coupling element.

Automatic train coupling (10) according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the automatic train coupling (10) has an electrical contact coupling, via which a data bus, in particular designed as a train bus (11), can be coupled or connected in order to receive data and / or commands from a higher-level control device and / or to send data to a higher-level control device to send, whereby the electrical contact coupling is designed to communicate with the higher-level control device via the data bus with the at least one coupling element in terms of signaling, even in the buffer position of the coupling head.

Automatic train coupling (10) after Claim 5 , wherein the device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element is designed to detect via the data bus whether a signaling connection with the higher-level control device exists, wherein the device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least a coupling element is preferably further designed to preferably automatically initiate a cancellation of the buffer position when it is detected that there is no longer a signaling connection to the higher-level control device via the data bus.

Automatic train coupling (10) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the device for preferably automatically canceling the buffer position has at least one sensor system, which is designed to preferably automatically only initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element when the sensor system detects that a mechanical and / or signaling connection between the device and the front preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element and a higher-level control device is interrupted.

Automatic train coupling (10) after Claim 7 , wherein the sensor system is designed to preferably automatically initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element as soon as the sensor system detects a cancellation of a signaling connection between the device for preferably automatically canceling the buffer position of the coupling head and the higher-level control device.

Automatic train coupling (10) after Claim 7 or 8th , wherein the sensor system is designed to preferably automatically initiate a cancellation of the buffer position of the coupling head with the at least one coupling element as soon as the sensor system detects that there is no signaling connection between the wagon assigned to the automatic train coupling (10), in particular a freight wagon, and a railcar consists.

Automatic train coupling (10) according to one of the Claims 1 until 9 , wherein the automatic train coupling (10) has at least one actuator assigned to the at least one coupling element of the coupling head, which, if necessary, can preferably be controlled by a train control or a higher-level control device in such a way that the coupling head is transferred to the buffer position with the at least one coupling element.

Automatic train coupling (10) according to one of the Claims 1 until 10 , wherein the automatic train coupling (10) has an additional logic device which is designed to a) save the status relating to the position of the coupling head at the time before or at which a signaling connection between the automatic train coupling (10) is established a train control or a higher-level control device is interrupted; and b) to store an identifier or an identifier of the last mating coupling head to which the coupling head was coupled or connected in terms of signaling before the signaling connection to the train control or the higher-level control device is interrupted.

Automatic train coupling (10) after Claim 11 , wherein the additional logic device is further designed to preferably automatically initiate the setting of the buffer position of the coupling head when it is detected that: i) the stored status of the coupling head corresponds to the buffer position; and ii) the stored identifier or the stored identifier of the last mating coupling head corresponds to the identifier or the identifier of the mating coupling head, to which the coupling head is again connected in terms of signals.

Track-guided vehicle, in particular a rail vehicle, with an automatic train coupling (10) according to one of Claims 1 until 12 .

Method for operating an automatic train coupling (10), in particular an automatic train coupling (10) according to one of the Claims 1 until 12 , in particular when a train is released in a push-off or push-off operation, wherein the train coupling (10) is operated in a buffer position in which the train coupling (10) is uncoupled and not ready to be coupled as long as the train coupling (10) is signal-connected to a higher-level train control or a higher-level control device, and wherein the buffer position of the coupling head is preferably automatically canceled as soon as the signal-connection of the train coupling (10) to the higher-level train control or the higher-level control device is interrupted.