DE19713913A1 - Eisenbahn-Kupplung mit ESL-Modul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Eisenbahnwagen, die zur Übertragung elektrischer Signale dient.

Es ist bekannt, die mechanische Verbindung zweier Eisenbahn­ wagen automatisch vorzunehmen z. B. mittels einer sogenannten "Z-AK"-Kupplung. Um die Funktionsfähigkeit sämtlicher Kompo­ nenten, z. B. der Bremsanlage, bei beiden verbundenen Eisen­ bahnwagen zu gewährleisten, muß darüber hinaus eine pneu­ matische Verbindung erfolgen, sowie eine elektrische Verbin­ dung.

Insbesondere bei Triebzügen (Im folgenden wird allgemein von "Eisenbahnwagen" gesprochen) ist die Kopplung der Datenbus­ systeme für die Steuer- und Bremselektronik wünschenswert. Dabei können anstelle vielpoliger Steckverbindungen vorteilhaft induktiv wirkende sogenannte ESL-Module Verwendung finden. Derartige Module weisen Signalübertragungsflächen auf, die aneinanderliegend oder auch in einem geringen Abstand von­ einander die Signalübertragung ermöglichen.

Im Fahrbetrieb ist problematisch, daß die dynamischen Bela­ stungen zweier benachbarter Eisenbahnwagen Zugkräfte auf die Kupplung und damit ggf. auch auf die ESL-Elemente aufbringen. Derartige Belastungen könnten die Einhaltung des zulässigen Höchstabstandes beeinträchtigen, der eine zuverlässige Si­ gnalübertragung der elektrischen Signale mittels der beiden ESL-Module gewährleistet. Zudem könnte eine vor dem Kupp­ lungsvorgang erfolgte Verschmutzung oder Vereisung auf den Signalübertragungsflächen der frei und ungeschützt angeordne­ ten ESL-Module die Signalübertragung stören oder ganz verhin­ dern, insbesondere wenn auch das ESL-Modul der zweiten Kupplung verschmutzt oder vereist ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, die bei dem Kupplungsvorgang zweier Eisenbahnwa­ gen die automatische Herstellung einer elektrischen Verbindung zuverlässig ermöglicht, und die diese Verbindung im Fahrbetrieb zuverlässig aufrechterhält.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Kupplung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die beiden Si­ gnalübertragungsflächen der ESL-Module nicht stumpf auf Stoß in Längsrichtung der Eisenbahnwagen beim Kuppeln dieser bei­ den Wagen aufeinandertreffen zu lassen. Vielmehr sind die bei­ den Module entlang einer Bahnkurve bewegbar gelagert, z. B. schwenkbeweglich, so daß beim Ankupplungsvorgang eine Re­ lativbewegung zwischen zwei gleichartigen Kupplungen bewirkt wird, wobei die beiden Signalübertragungsflächen der ESL- Module aneinander abgleiten. Hierdurch wird eine automatische Reinigung der beiden Oberflächen beim Kupplungsvorgang er­ zielt, so daß Schmutz, Eis oder ähnliche störenden Oberflä­ chenbeläge von den Signalübertragungsflächen entfernt wer­ den.

Zudem verhindert ein Formschluß zwischen den beiden Kupp­ lungen mittels mechanischer Verbindungsmittel, daß die wäh­ rend des Fahrbetriebes in Längsrichtung der Wagen auftreten­ den Bewegungen zu einer Vergrößerung des Abstandes zwi­ schen den beiden ESL-Modulen führen, so daß ein zulässiger Höchstwert für den Abstand zwischen den beiden Signalüber­ tragungsflächen nicht überschritten wird.

Der Kupplungsvorgang der ESL-Module erfolgt vorteilhaft sepa­ rat und anschließend an das Herstellen der mechanischen Ver­ bindung der beiden Eisenbahnwagen, so daß die Komponenten der elektrischen Kupplungsanlage weitestgehend geschont wer­ den.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich­ nungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Hauptkupplung mit einer darauf angeordneten Kupplung, welche ein ESL- Modul aufweist

Fig. 2 eine Stirnansicht auf die Kupplung von Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Kupplung von Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Hauptkupplung für Eisenbahnwagen be­ zeichnet, beispielsweise eine aus der Praxis als "Z-AK" bekannt die ein automatisches Kuppeln zweier aufeinandertreffender Ei­ senbahnwagen ermöglicht. An der Hauptkupplung 1 ist eine Kupplung 2 befestigt, die gegenüber der Hauptkupplung 1 schwenkbeweglich gelagert ist: Insgesamt vier im Rechteck an­ geordnete Lenker 3, von denen die beiden oberen erkennbar sind, legen eine Grundplatte 4 fest, ermöglichen deren schwenkbewegliche Verschiebung und führen sie kippsicherer als lediglich zwei derartige Lenker, wobei eine lediglich zwei Lenker umfassende Konstruktion ebenfalls möglich ist.

Die Lenker 3 sind in ihrer Länge veränderlich ausgestaltet. Die Grundplatte 4 kann daher nicht nur exakt parallelogrammartig entlang einem Bogen geführt werden, sondern einer komplizier­ teren Bahnkurve folgen. Die Lenker 3 sind einfach, preisgünstig und betriebssicher als Federzylinder ausgestaltet, was ihre Län­ genveränderlichkeit ermöglicht.

Die vier Lenker 3 sind bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel horizontal angeordnet. Ebenso horizontal wie die vier Len­ ker 3 ist eine aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Kolben-Zylinderanordnung dargestellt, die kraftbetätigt ist, bei­ spielsweise pneumatisch. Diese Kolben-Zylinderanordnung verläuft schräg zu der Längsachse der Lenker 3, so daß eine Betätigung der Kolben-Zylinderanordnung zwangsweise die Verschiebebewegung der Grundplatte 4 einleitet, wobei die vier Lenker 3 die Grundplatte 4 während dieser Bewegung führen.

Ggf. kann eine Kulisse vorgesehen sein, die die Bewegungskur­ ve der Grundplatte bestimmt. Ein derartige Kulisse kann alter­ nativ zu der Kolben-Zylinderanordnung die Bewegung der Grundplatte bestimmen oder als zusätzliches Führungsmittel zu der Kolben-Zylinderanordnung und den Lenkern 3 vorgesehen sein. Insbesondere kann durch eine derartige Kulisse sicherge­ stellt sein, daß sich die Kupplung 2 zunächst in einer zurückge­ zogenen Stellung gegenüber der Hauptkupplung 1 befindet, an der sie befestigt ist, so daß beim mechanischen Verbinden zweier Eisenbahnwagen, also bei dem Verbinden der beiden Hauptkupplungen, mechanische Schäden an der Kupplung 2 ausgeschlossen werden. Die elektrische Verbindung der beiden Eisenbahnwagen, also die Betätigung der Kupplungen 2, kann vorteilhaft anschließend an die mechanische Verbindung erfol­ gen.

Die Grundplatte 4 bzw. deren Halterung ist gegenüber der Hauptkupplung 1 schwimmend bzw. federnd gelagert, um zu ermöglichen, daß sich die beiden gleichartigen Kupplungen 2 zweier Eisenbahnwagen treffen und zentrieren können und um das Auftreten von Zwangskräften zu vermeiden. Die Hauptkupp­ lungen sind zu dem Zeitpunkt, zu dem die beiden Kupplungen 2 miteinander verriegeln, bereits verkuppelt und weisen erheblich weniger Spiel auf als noch nicht gefangene Hauptkupplungen. Daß die Kupplungen 2 nach Herstellung der mechanischen Verbindung betätigt werden, schont daher erstens die Kupplun­ gen 2 und erleichtert zweitens das Zusammenfinden der beiden Kupplungen 2.

Die Grundplatte 4 trägt ein schematisch angedeutetes, soge­ nanntes ESL-Modul 5 mit einer Signalübertragungsfläche 6. Die Signalübertragungsfläche 6 ist von einem Kupplungskragen 7 umgeben. Der Kupplungskragen 7 ist zum Zusammenwirken mit einer gleichartigen Kupplung 2 und einem dementsprechend gleichartig ausgestalteten Kupplungskragen 7 ausgelegt: Zwei derartige Kupplungen 2 werden voreinander gefahren und bei ihrer weiteren Schwenk- bzw. Abgleitbewegung wird eine Füh­ rungslasche 8 der einen Kupplung 2 auf die gegenüberliegende Kupplung 2 aufgeschoben.

Im Anschluß an die Führungslasche 8 verbreitert sich der Kupplungskragen 7 zu Griffkanten 9, wobei die Griffkanten 9 durch zwei gegenüberliegende Abschnitte der Umfangskontur des Kupplungskragens 7 gebildet werden. Im Anschluß an die Griffkanten 9 bildet der Kupplungskragen 7 zwei Klauen 10 aus, die die Griffkanten 9 der korrespondierenden, gleichartigen Kupplung 2 umgreifen und so die beiden Kupplungen 2 mitein­ ander festlegen.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Kupplung 2 mit ihrer Grundplatte 4 und mit der Signalübertragungsfläche 6 schräg zu der mit L strichpunktiert angedeuteten Längsachse des Eisenbahnwaggons ausgerichtet. Hierdurch wird beim Kupplungsvorgang die schräge Abgleitbewegung der beiden Si­ gnalübertragungsflächen 6 aufeinander unterstützt. Zudem wird so vorhandener Bauraum an der Hauptkupplung 1 besser aus­ genutzt und ein weiterer Weg bei der Kupplungsbewegung für die Kupplung 2 ermöglicht.

Die Lenker 3 sind als federbeaufschlagte Kolbenanordnungen ausgestaltet, wobei innerhalb der Kolbenanordnung z. B. jeweils eine Druckfeder vorgesehen ist, die die Lenker 4 auf ihre maxi­ male Länge auszudehnen bestrebt ist. Bei der Schwenkbewe­ gung, durch die pneumatische Kolben-Zylinder-Anordnung an­ getrieben, werden die Lenker 3 zunächst komprimiert und an­ schließend, durch die eigene Federkraft unterstützt, expandiert.

Dadurch, daß die Lenker 3 bei dieser Schwenkbewegung wäh­ rend des Kuppelns zweier gleichartiger Kupplungen 2 eine Tot­ punktstellung mit einer Mindestlänge durchlaufen und anschlie­ ßend wieder expandieren, ist sichergestellt, daß aufgrund der Federkraft die Lenker 3 bestrebt sind, ihre Endstellung beizube­ halten. Die Federkraft kann dabei vorteilhaft so stark gewählt sein, daß sie für einen ausreichenden Anpreßdruck der beiden Signalübertragungsflächen 6 sorgt und eine sichere Signalüber­ tragung elektrischer Signale durch die beiden Kupplungen 2 si­ cherstellt. Diese Signalübertragung ist auch bei Beschleunigun­ gen der beiden mechanischen Hauptkupplungen in Längsrich­ tung des Gleises bzw. des Eisenbahnwagens sichergestellt und auch dann, wenn eine Hilfsenergie in Form von Druckluft ausfal­ len sollte, mit deren Hilfe die Kolben-Zylinderanordnung norma­ lerweise die beiden ESL-Module aneinanderpreßt.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Kupplungsteile zweier gleichartiger Kupplungen 2 aneinandergeführt, der Totpunkt der Lenker 3 überfahren und die Griffkanten der einen mit den Klauen der anderen Kupplung zum Formschluß gebracht wer­ den können, auch wenn nur eine Kupplung 2 pneumatisch mit Energie versorgt ist. So ist eine elektronische Datenübertragung zu einem weder elektrisch noch pneumatisch mit Energie ver­ sorgten Eisenbahnwagen möglich. Zu diesem Zweck ist der Weg, um den eine Kupplung 2 gegenüber der sie tragenden Hauptkupplung 1 in der Längsrichtung L des Eisenbahnwagens beweglich ist, ausreichend dimensioniert, um die Erfassung der korrespondierenden zweiten Kupplung 2 auch dann zu ermögli­ chen, wenn die zweite Kupplung nicht angetrieben und von ih­ rem Wagen aus bewegbar ist.

Claims (8)

1. Kupplung (2) für Eisenbahnwagen, zur Übertragung elektrischer Signale,
wobei die Kupplung (2) als ESL-Modul zur induktiven Übertra­ gung elektrischer Signale zu einer zweiten Kupplung (2) an einem zweiten Eisenbahnwagen ausgestaltet ist
und mechanische Verbindungsmittel zur Verbindung der Kupp­ lung (2) mit der zweiten Kupplung (2) aufweist,
und wobei die Kupplung (2) mit einer die mechanische Verbin­ dung zwischen zwei Eisenbahnwagen herstellenden Hauptkupp­ lung (1) verbunden ist,
und wobei die Kupplung (2) sowohl in Längsrichtung (L) des Ei­ senbahnwagens als auch quer dazu beweglich an der Hauptkupp­ lung (1) festgelegt ist,
und wobei die Kupplung (2) entlang einer Bahnkurve bewegbar gelagert ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (2) parallelogrammartig schwenkbar gelagert ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelogramm-Lenker (3) längenveränderlich ausgebildet sind.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (3) als Federzylinder ausgebildet sind.

5. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ESL-Modul (5) mit seiner Signalüber­ tragungsfläche (6) schräg zur Längsachse (L) des Eisenbahnwa­ gens ausgerichtet ist

6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfläche (6) des ESL-Moduls (5) von einem Kupplungskragen (7) umgeben ist, der Klauen (10) zum Erfassen einer gleichartigen Kupplung (2) aufweist sowie Griffkanten (9) zur Festlegung an den Klauen (10) einer gleichar­ tigen Kupplung (2).

7. Kupplung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine von dem Kupplungskragen (7) ausgebildete Führungslasche (8), die in Aufschieberichtung der Kupplung (2) gesehen vor den Klauen (10) und den Griffkanten (9) angeordnet ist.

8. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine kraftbetätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung, die schwenkbeweglich gelagert ist und die mit einem Ende an der Hauptkupplung (1) und mit ihrem anderen Ende an der Kupplung (2) befestigt ist, derart, daß ihre Ausdehnung oder Zusammenzie­ hung die Schwenkbewegung der Kupplung (2) gegenüber der Hauptkupplung (1) bewirkt.