DE19921611A1 - Elektrokuppeleinrichtung für eine automatische Zugkupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrokuppeleinrichtung für eine automatische Zugkupplung umfassend DOLLAR A eine Zentriervorrichtung mit Prallfläche; DOLLAR A einer Arretier- und Löseeinrichtung zum Kuppeln und Entkuppeln; DOLLAR A eine Elektrokupplung, die eine Vielzahl von Stiftkontakteinrichtungen sowie eine Schutzplatte umfaßt. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß DOLLAR A die Zentriervorrichtung eine Betätigungseinrichtung mit Mitteln wenigstens zur Betätigung der Schutzplatte umfaßt, die derart an der Zentriereinrichtung angeordnet ist, daß die Schutzplatte aus einer ersten Stellung, in der die Steckkontakteinrichtungen abgedeckt sind, in eine zweite Stellung in der die Steckkontakteinrichtungen freigegeben sind, verbracht wird, wenn die Arretiervorrichtungen der miteinander kuppelnden Zentriervorrichtungen ineinander einrasten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrokuppeleinrichtung für eine automatische Zugkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine automatische Zugkupplung mit einer derartigen Elektrokuppeleinrichtung sowie ein Kuppel- und Löseverfahren für die Elek­ trokuppeleinrichtung einer automatischen Zugkupplung.

Automatische Zugkupplungen ermöglichen das automatisierte Verbinden zweier Schie­ nenfahrzeuge, wobei im gekuppelten Zustand zwei derartige Kupplungen eine starre Verbindung zwischen den Fahrzeugen herstellen.

Automatische Zugkupplungen sind in den nachfolgenden Artikeln eingehend beschrie­ ben, deren Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung voll umfänglich mit auf­ genommen wird:

• - Peter Nolle, Hans Friedrich "Die automatische Kupplung in Europa", ETR Eisen­ bahntechnische Rundschau, Heft 4/92
• - Adolf Felsing, Eberhardt Hoffmann "Die automatische Zugkupplung - Stand der Entwicklung und Versuchsprogramm", ETR Eisenbahntechnische Rundschau, Heft 4/95.

Wenn Luftleitungen und elektrische Leitungen automatisch mitgekuppelt werden, so spricht man von vollautomatischen Zugkupplungen.

Bei der aus A. Felsing, E. Hoffmann "Die automatische Zugkupplung - Stand der Ent­ wicklung und Versuchsprogramm", ETR Eisenbahntechnische Rundschau, Heft 4/95 in Bild 2 bekanntgewordenen automatischen Zugkupplung, war die Elektrokupplung noch als separate Kupplung ausgebildet, die nach Kuppeln der Kupplungskörper manuell verbunden wurde.

Aus der EP 05 01 244 ist eine automatische Zugkupplung bekanntgeworden, umfas­ send einen Kupplungskopf sowie eine Leitungskupplung mit vornstehendem, elastisch rückdrückbarem und im Kupplungszustand pneumatisch nach vorne, in Andrückrich­ tung an einen Gegenleitungskupplungskopf, belasteten Leitungskupplungskopf.

Die DE 43 10 741 zeigt eine automatische Zugkupplung mit einem Kupplungskörper und einer Elektrokupplung, die nachträglich, d. h. nach Beendigung des mechanischen Kuppelns, gekuppelt wird. Eine derartige Kupplung muß bis auf den Ausgleich gewisser Querspiele zwischen den mechanischen Kupplungen nur in Längsrichtung bewegt wer­ den.

Des weiteren ist die aus der DE 43 10 741 bekannte Elektrokupplung derart ausgestal­ tet, daß die Elektrokupplung vor dem mechanischen Entkuppeln gelöst wird, so daß durch die von der mechanischen Kupplung erzwungenen Querbewegungen die Längsführung der Elektrokupplung nicht beschädigt wird.

Aus der DE 15 63 964 ist eine Elektrokuppeleinrichtung bekanntgeworden mit zwei zu­ sammenfahrbaren Kupplungshälften, die mit aus den Gehäusehälften ausschiebbaren Schaltstangen ausgerüstet sind. Nach Zentrierung der Kupplungshälften werden diese mit Hilfe der Schaltstangen und Kolbenantrieben miteinander elektrisch verbunden.

Nachteilig an den Elektrokuppeleinrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist unter anderem, daß das Kuppeln der Leitungselemente bzw. der Elektrokupplung entweder mechanisch erfolgen muß oder aber nach Abschluß des mechanischen Kuppelvorgan­ ges.

Ein weiterer Nachteil der Elektrokuppeleinrichtung gemäß dem Stand der Technik be­ steht darin, daß die Kupplungen oft störanfällig sind, da sie Temperatur- und Um­ welteinflüssen ungeschützt ausgesetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Elektrokuppeleinrichtung für eine automatische Zugkupplung anzugeben, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können, insbesondere soll zum einen ein sicheres und automatisiertes Kuppeln der Elektrokupplung gleichzeitig mit dem mechanischen Kuppeln ermöglicht werden, andererseits soll die Elektrokupplung sowohl in der gekuppelten wie in der ungekuppel­ ten Stellung einen ausreichenden Schutz gegen Witterungs- und Umwelteinflüsse auf­ weisen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zentriervorrichtung der Elektrokuppeleinrichtung eine Betätigungseinrichtung mit Mitteln wenigstens zur Betäti­ gung einer Schutzplatte umfaßt, wobei die Schutzplatte derart an der Zentriereinrich­ tung angeordnet ist, daß sie mit Hilfe der Betätigungseinrichtung aus einer ersten Stel­ lung in der die Steckkontakteinrichtungen der Elektrokupplung abgedeckt sind, in eine zweite Stellung, in der die Steckkontakteinrichtungen der Elektrokupplung freigegeben sind, verbracht werden kann, wenn die Arretiervorrichtungen der miteinander kuppeln­ den Zentriervorrichtungen ineinander einrasten.

In einer Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Betätigungseinrichtung ne­ ben den Mitteln zum Betätigen der Schutzplatte Mittel zum Verschieben der Vielzahl von Steckkontakteinrichtungen der elektrischen Kupplung umfaßt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Mittel zum Betätigen der Schutz­ platte bzw. der Vor- und Rückbewegung der Steckkontakteinrichtungen einen Antriebs­ hebel umfassen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittel zum Betätigen wenigstens der Schutzplatte, insbesondere der Antriebshebel, eine Rückholfeder umfassen, so daß der Antriebshebel beim Lösen einer Kupplung selbsttätig in eine kuppelbereite Stellung zurückverbracht wird.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß der Antriebshebel zum Betätigen der Schutzplat­ te und der Steckkontaktstifte je eine Verzahnung aufweist, die mit den jeweils zu betäti­ genden Bauteilen in Eingriff steht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese beiden Verzahnungen am Antriebshebel derart angeordnet sind, daß bei einem Kuppelvorgang der Elektrokuppeleinrichtung zunächst die Schutzplatte aus einer ersten in eine zweite Position, in der die Steckkontakteinrich­ tungen freigegeben werden, verbracht wird und anschließend die freigegebenen Steck­ kontakteinrichtungen aus einem zurückgezogenen in einen kuppelbereiten Zustand verschoben werden. Ein Verfahren der Steckkontakteinrichtungen zusammen mit der Schutzplatte ist insbesondere bei Ausbildung der Steckkontakte als Stift und Buchse vorteilhaft.

Um eine noch sicherere Abdichtung gegen Umwelteinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit und Nässe zu bieten, ist vorgesehen, daß die Elektrokupplung ein Dichtelement, vor­ zugsweise in Form eine Dichtringes bzw. einer Dichtlippe aufweist. Das Dichtelement bzw. die Dichtlippe der Elektrokupplung ist besonders bevorzugt im Bereich der Steck­ kontakteinrichtungen angeordnet, derart, daß, wenn die Schutzplatte die Steckkontakte überdeckt, eine Dichtung zwischen Schutzplatte und der Aufnahme für die Steckkontakt­ einrichtungen ausgebildet werden und im freigegebenen Zustand eine Dichtung zwi­ schen den Steckkontaktverbindungen selbst und der Aufnahme besteht. Die elektrische Kupplung ist durch eine derartige Anordnung sowohl im gekuppelten wie im entkuppel­ ten Zustand relativ staub- und wasserdicht abgeschlossen. Um Kondenswasser zu vermeiden, ist eine Abflußöffnung für Kondenswasser vorgesehen.

Durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Elektrokuppeleinrichtung mit einer automatisch beim Kuppeln in zwei Positionen verbringbaren Schutzplatte sowie Steck­ kontakteinrichtungen, die erst beim Kuppelvorgang in eine vorgeschobene Position verbracht werden, werden die Risiken für einen elektrischen Schlag, den ein Rangier­ arbeiter erleiden kann, weitgehend ausgeschlossen und die Kupplung vor Witterungs­ einflüssen wie auch vor mechanischen Stößen auf die Kupplungsseite sicher geschützt.

Um eine ausreichende Redundanz sowie eine hohe Zuverlässigkeit eines ununterbro­ chenen Stromflusses zu gewährleisten, ist mit Vorteil vorgesehen, daß die Kupplung über eine Vielzahl von Steckkontakteinrichtungen, insbesondere zwei mal acht Steck­ kontakteinrichtungen verfügt, ohne hierauf beschränkt zu sein. Um unabhängig davon wie ein zu kuppelnder Wagen im Zug steht, ein Kuppeln ständig zu ermöglichen, ist mit Vorteil vorgesehen, die Elektrokupplung symmetrisch auszulegen, das heißt, mit 50% Steckerstiften und 50% Steckerhülsen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn sämtliche Steckerstifte bzw. Steckerhülsen von glei­ cher Größe sind, womit gleich große Kontakte zur Verfügung gestellt werden und einen guten Stromdurchgang sowohl für Höchstströme wie auch die Zug-/Bussignale zur Verfügung stellt.

Insbesondere ist die Elektrokupplung derart ausgestaltet, daß die in UIC Mb 541-5 be­ stimmten elektrischen Funktionen mit der Ausnahme des Notsignales realisiert werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zentriervorrichtung der Elektrokupplungseinrich­ tung einen Führungsrahmen sowie eine Höhen- und Selbstzentriereinrichtung aufweist, so daß die Elektrokupplungen zweier aufeinander auflaufender Zugkupplungen selbsttätig zentriert werden, ohne daß die beiden Elektrokupplungen miteinander in Be­ rührung kommen.

Vorteilhafterweise wird die Höhen- und Seitenzentrierung mit Hilfe einer Prallfläche er­ reicht, wobei die Prallfläche einen ersten, einen zweiten sowie einen dritten Abschnitt aufweist und die Prallflächen des ersten und dritten Abschnittes parallel versetzt zuein­ ander verlaufen und die Prallflächen des zweiten Abschnittes mit der Prallfläche des ersten bzw. dritten Abschnittes einen Winkel 0 < α < 90° einschließen.

Es hat sich herausgestellt, daß der Winkel α, den die Prallfläche des zweiten Abschnit­ tes mit der des ersten bzw. dritten Abschnittes einschließt, vorzugsweise im Bereich 30 < α < 45° liegt. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung unter einem Winkel α = 45°.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Prallfläche Teil eines Prallrahmens, der von einem Führungsrahmen der Zentriervorrichtung geführt wird. Eine ausreichende Beweglichkeit der Prallfläche sowie ein Schutz der Elektrokupplung vor Beschädigun­ gen beim Kuppelvorgang wird dadurch erreicht, daß die Zentriervorrichtung eine Len­ keranordnung mit einer Vordrückeinrichtung umfaßt, die derart ausgestaltet ist, daß die Prallfläche vor dem Kuppeln in kuppelbereiter Stellung mit einem Vorlauf vor der Kupplungsebene der Elektrokupplung gehalten wird.

Besonders bevorzugt beträgt dieser Vorlauf 10 bis 20 cm.

Vorteilhafterweise wird eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen, die derart ausgestal­ tet ist, daß sie Auflaufkräfte, die beim Auflaufen der Prallflächen der Elektrokupplung entstehen, verzögern.

Um eine ausreichende Beweglichkeit der gekuppelten Elektrokupplung zu gewährleisten und gleichzeitig eine sichere Verbindung in gekuppeltem Zustand, ist mit Vorteil vorgesehen, daß die Arretier- und Löseeinrichtung mindestens einen Vorsprung sowie mindestens eine Hinterschneidung umfaßt.

Um zu verhindern, daß die Prallrahmen beim Zentriervorgang zweier aufeinander auf­ laufender Elektrokupplungen übereinandergeschoben werden, ohne zu verhaken, ist mit Vorteil vorgesehen, daß die Arretier- und Löseeinrichtung desweiteren einen Fang­ haken aufweist.

Ein derartiges Übereinanderschieben tritt dann auf, wenn bei hohen Auflaufgeschwin­ digkeiten durch den auftretenden Impuls der Prallrahmen sehr weit zurückgedrückt wurde, andererseits aber die automatische Zugkupplung den Zentriervorgang weiter ausgeführt hat, so daß die seitliche Verschiebung in Verhakungsrichtung fortgesetzt wurde, bevor die Druckfeder den Prallrahmen wieder in Kuppelrichtung drängen konn­ te.

Durch den vorlaufenden Fanghaken wird in derartigen Betriebssituationen die Fortset­ zung der seitlichen Verschiebung unterbunden.

Desweiteren dient der Fanghaken dazu, daß bei vereister Kupplung ein mehrfaches Auflaufen sowie nach Abtauen der Eisschicht ein nachträgliches Einrasten bei gekup­ pelter automatischer Zugkupplung zu ermöglichen.

Neben der zuvor beschriebenen Elektrokuppeleinrichtung stellt die Erfindung auch eine vollautomatische Zugkupplung zur Verfügung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Elektrokuppeleinrichtung der zuvor beschriebenen Art umfaßt.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Zentriervorrich­ tung, der Elektrokuppeleinrichtung unter einem Winkel β gegenüber der Wagenachse angeordnet ist. Vorzugsweise liegt dieser Winkel im Bereich 20 < β < 40°. Neben der Zentriervorrichtung sowie der automatischen Zugkupplung, umfassend eine derartige Vorrichtung, gibt die Erfindung auch ein Kupplungs- und ein Löseverfahren für die Elektrokupplungseinrichtung wie zuvor beschreiben, an.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kuppeln laufen zunächst die Prallflächen der Zentriervorrichtungen aufeinander auf und gleiten aufeinander ab, bis die Arretier­ vorrichtungen der miteinander zu kuppelnden Zentriervorrichtungen ineinander einra­ sten. Beim Einrasten der Arretiervorrichtungen betätigen die Zentriereinrichtungen den Antriebshebel zur Betätigung der Schutzplatte, wodurch die Schutzplatte aus einer er­ sten Position in eine zweite Position verbracht wird. In der zweiten Position ist die Schutzplatte derart angeordnet, daß die in der ersten Position durch die Schutzplatte abgedeckten Steckkontakteinrichtungen freigegeben werden. Durch weiteres Zurück­ drängen des Antriebshebels werden nach Freigabe der Steckkontakteinrichtungen durch die Schutzplatte diese aus einer zurückgezogenen Stellung in eine kuppelbereite zweite Position verbracht.

Neben dem Verfahren zum Kuppeln stellt die Erfindung auch ein Verfahren zum Lösen einer derartigen automatischen Zugkupplung zur Verfügung. Beim Löseverfahren wer­ den die Zentriereinrichtungen der beiden Elektrokuppeleinrichtungen auseinander her­ ausgefädelt. Aufgrund der rücktreibenden Kraft der Rückholfeder wird der Antriebshe­ bel in seine kuppelbereite Ausgangsstellung gedrängt. Hierdurch werden zunächst die Steckkontaktverbindungen in eine zurückgezogene Position verbracht und sodann die Schutzplatte in eine Stellung, in der die Steckkontaktverbindungen abgedeckt werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele beispielhaft beschrie­ ben werden.

Es zeigen:

Fig. 1a-1e Ansicht einer erfindungsgemäßen Elektrokuppeleinrichtung mit Mitteln zum Betätigen der Schutzplatte sowie Mitteln zum Verfahren der elektri­ schen Steckkontakte,

Fig. 2 Aufeinanderlaufen zweier erfindungsgemäßer Elektrokuppeleinrichtungen mit Antriebshebel in kuppelbereiter Stellung,

Fig. 3 Zwei Elektrokuppeleinrichtungen mit Antriebshebel in gekuppelter Stel­ lung,

Fig. 4 Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Elektrokupplung,

Fig. 5a-5b Detaildarstellung der Schutzplatte sowie der verfahrbaren Steckkontakt­ einrichtungen vor und nach dem Kuppeln.

In den Fig. 1a-1e ist die erfindungsgemäße Elektrokuppeleinrichtung 1 in der Drauf­ sicht nochmals detaillierter dargestellt. Fig. 1a zeigt eine Gesamtübersicht der Elek­ trokuppeleinrichtung. Die Zentriervorrichtung 10 umfaßt einen Führungsrahmen 20, der über nicht dargestellte Verbindungsstellen mit dem mechanischen Kupplungskopf 3 verbunden ist. Im Führungsrahmen 20 stützt sich Vordrückfeder 22 ab, die wiederum über eine Lenkeranordnung 24 sowie eine nicht dargestellte Verzögerungsfeder den Prallrahmen 28 abstützen. Der Prallrahmen 28 wiederum weist eine Prallfläche 30 auf, die in die vorliegenden drei Abschnitte unterteilt ist, einen ersten Abschnitt 32, einen zweiten Abschnitt 34 sowie einen dritten Abschnitt 36. Erster und dritter Abschnitt 32, 36 verlaufen parallel zueinander. Die Prallfläche des zweiten Abschnittes 34 schließt einen Winkel α sowohl mit der Fläche des ersten Abschnittes 32 wie mit der Fläche des dritten Abschnittes 36 ein. Der Winkel α, unter dem die Fläche im mittleren Bereich gegenüber der des ersten bzw. dritten Bereiches geneigt ist, kann jeden Winkel größer als 0 und kleiner als 90° einnehmen, bevorzugt liegt er im Bereich zwischen 30 und 60.

Deutlich zu erkennen auch die Aufnahmeeinrichtung 40 für den zentralen, d. h. mittleren Bereich der Elektrokupplung. Die Aufnahmeeinrichtung 40 umfaßt des weiteren eine Fangeinrichtung 50 mit einem Fangarm 52, einer Hinterschneidung 54 sowie einem Vorsprung 56.

Durch die Vordrückfeder 22 wird der Prallrahmen 28 im nicht gekuppelten Zustand in eine Vorlaufstellung vor die Kuppelebene 60 gebracht. Hierdurch wird garantiert, daß bei Auflaufen der Gegenkupplung die Elektrokupplung nicht mit der Elektrokupplung der Gegenkupplung in Kontakt kommt, bevor der mechanische Kupplungsvorgang ab­ geschlossen ist. Eine Beschädigung wird so vermieden.

Des weiteren umfaßt die erfindungsgemäße Elektrokuppeleinrichtung wie in Fig. 1a dargestellt, einen Antriebshebel 100 zur Betätigung sowohl der Schutzplatte 102 wie der als Elektrostecker 104 ausgebildeten Steckkontakteinrichtungen beim Kuppelvor­ gang.

Die einzelnen für die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung entscheidenden Bau­ teile sind in den Fig. 1b-1e nochmals näher dargestellt.

So zeigt Fig. 1b die Lenkeranordnung 24.

In Fig. 1c ist detailliert der Antriebshebel 100 dargestellt. Der Antriebshebel 100 um­ faßt einen Hebelarm 110, auf dem die auflaufende Gegenkupplung eine Kraft ausübt, so daß der Hebelarm 110 in die eingezeichnete Pfeilrichtung 112 getrieben wird. Der Antriebshebel 100 dreht sich um den Drehpunkt 114, der mit dem Drehpunkt der Len­ keranordnung 24 zusammenfällt.

Am Antriebshebel 100 ist eine erste Verzahnung 116 vorgesehen, die in die in Fig. 1d und die Verzahnung 118 der in Fig. 1d dargestellten Schutzplatte 102 eingreift und die aus einer ersten Stellung, in der die Elektrostecker 104 überdeckt werden in eine zweite Position, in der diese Stecker freigegeben werden, verbracht. Die eingezeichne­ te Richtung der Schutzplatte die beim Kuppeln bewegt wird, ist mit Bezugsziffer 120 gekennzeichnet.

Neben der ersten Verzahnung 116 umfaßt der in Fig. 1c dargestellte Antriebshebel 100 eine zweite Verzahnung 122, die in die Verzahnung 124 der Elektrostecker 104 eingreift und diese, nachdem die Schutzplatte die Stecker freigegeben hat, aus einer zurückgezogenen Position in eine vorgeschobene Position bewegt, so daß die Stecker mit denen der Gegenkupplung verrasten können. Die Bewegungsrichtung, in der die Stecker bewegt werden, ist mit Pfeil 126 angegeben. Bei dem dargstellten Elektro­ stecker 104 handelt es sich um einen Stecker mit Stift 128, der in eine nicht dargestellte Buchse eines Elektrosteckers der Gegenkupplung einrasten kann.

In den Fig. 2 und 3 ist der Kupplungsvorgang näher dargestellt.

Bei Fig. 2 läuft auf die Elektrokuppeleinrichtung 1 die Gegen-Elektrokuppleinrichtung 1000 auf. Die Prallflächen 30 der Zentriereinrichtung berühren sich im mittleren abge­ schrägten Bereich 34 und gleiten aufeinander ab. Da die Prallflächen im mittleren Be­ reich 34 gerade erst zur Anlage kommen, wird der schraffiert dargestellte Antriebshebel 100 durch die Gegenkupplung in dieser Stellung noch nicht rückgetrieben. Daher ist die Schutzplatte geschlossen und der Elektrostecker 104 befindet sich in einer zurückge­ zogenen Stellung.

Läuft die Kupplung weiter auf, wie in Fig. 3 dargestellt, wird aufgrund des Auflaufens der Gegenkupplung der Hebel 110 des Antriebshebels 100 betätigt und der gesamte Antriebshebel der in Fig. 3 schraffiert dargestellt ist, in die eingezeichnete Stellung bewegt. Hierdurch wird die Schutzplatte zurückgezogen und der Elektrostecker 104 in die vorgezogene Stellung bewegt. Hierdurch kann der Stift 128 in die Buchse 130 der Steckkontakte der Gegenkupplung eingreifen. Auf diese Art und Weise wird der elektri­ sche Kontakt zwischen den beiden Kupplungen hergestellt.

In Fig. 4 ist eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Elektrokuppeleinrichtung ein­ gezeigt. Deutlich zu erkennen sind die insgesamt 8 Elektrostecker 104 auf jeder Seite der Elektrokupplung. Die Elektrostecker 104 sind mit einer Abdeckplatte 102 überdeckt und werden auf diese Art und Weise gegen Beschädigungen geschützt. Die Abdeck­ platte 102 wird bei Auflaufen der Gegenkupplung zurückgezogen und zwar aus der eingezeichneten Stellung, in der die Elektrostecker 104 abgedeckt werden, entlang Bewegungsrichtung 120 in die dargestellte strichpunktierte Position 132.

Hierdurch werden die Elektrostecker 104 freigegeben.

Die Fig. 5a und 5b zeigen eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Elektrokuppeleinrichtung und zwar Fig. 5a die Elektrokuppeleinrichtung in kuppelbe­ reiter Stellung vor Auflaufen der Gegenkupplung und Fig. 5b die Kupplung in gekup­ pelter Stellung nach Auflaufen der Gegenkupplung.

Wie in Fig. 5a deutlich zu erkennen überdeckt die Schutzplatte 102 vor Auflauf der Gegenkupplung die Elektrostecker 104. Deutlich zu erkennen auch der erfindungsge­ mäße Dichtungsring 140, mit dem die Elektrostecker 104 gegen die Schutzplatte 102 abgedichtet werden.

Ist die Gegenkupplung vollständig aufgelaufen, so wird durch Betätigung des Antriebs­ hebels 100 wie in den vorausgegangenen Figuren dargestellt, die Schutzplatte 102 in die in Fig. 5b eingezeichnete Position zurückgezogen. Dadurch werden die Elektro­ stecker 104 freigegeben. Des weiteren werden mit Hilfe des Antriebshebels die Elektro­ stecker aus einer zurückgezogenen Position in die in Fig. 5b dargestellte vorgescho­ bene Position verbracht, so daß die Stifte 128 in die Buchsen 130 der jeweiligen Ge­ genkupplung einrasten können und auf diese Arte und Weise ein sicherer elektrischer Kontakt hergestellt wird. Deutlich zu erkennen wiederum die Dichteinrichtungen 140. Bei dem Elektrostecker mit Stift 128 dichtet die Dichtung 140 gegen die Aufnahmeöff­ nung ab, wohingegen die Dichtung 140 beim Stecker 104 mit Buchse 130 auf die Vor­ derseite aufgebracht sind, so daß hier eine Dichtung von Stift und Buchse ausgebildet wird. Durch diese Maßnahmen werden sowohl die Aufnahmeöffnungen für die Elektro­ stecker 104 vor dem Eindringen von Wasser und anderen Umwelteinflüssen geschützt wie die Steckverbindung selbst.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird somit erstmals eine Elektrokuppeleinrich­ tung angegeben, die ein sicheres vollautomatisches Verrasten von Elektrosteckverbin­ dungen ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1

Elektrokuppeleinrichtung

3

mechanischer Kupplungskopf

10

Zentriervorrichtung

20

Führungsrahmen

22

Vordrückfeder

24

Lenkeranordnung

28

Prallrahmen

30

Prallfläche

34

erster Abschnitt der Prallfläche

34

zweiter Abschnitt der Prallfläche

36

dritter Abschnitt der Prallfläche

40

Aufnahmeeinrichtung

50

Fangeinrichtung

52

Fangarm

54

Hinterschneidung

56

Vorsprung

60

Kupplungsebene

100

Antriebshebel

102

Schutzplatte

104

Elektrostecker

110

Hebelarm

112

Pfeilrichtung

114

Drehpunkt

116

erste Verzahnung des Antriebshebels

118

Verzahnung der Schutzplatte

120

Bewegungsrichtung der Schutzplatte

122

zweite Verzahnung

124

Verzahnung des Elektrosteckers

126

Bewegungsrichtung

128

Stift

130

Buchse

140

Dichtelemente

1000

Gegen-Elektrokuppeleinrichtung
α Winkel zwischen den verschiedenen Prallflächen
β Winkel, unter dem die Zentriervorrichtung gegenüber der Wagen­ achse angeordnet ist.

Claims (26)

1. Elektrokuppeleinrichtung (1) für eine automatische Zugkupplung umfassend

• 1. 1.1 eine Zentriervorrichtung (10) mit Prallfläche (30);
• 2. 1.2 einer Arretier- und Löseeinrichtung zum Kuppeln und Entkuppeln;
• 3. 1.3 eine Elektrokupplung, die eine Vielzahl von Steckkontakteinrichtungen (104) sowie eine Schutzplatte (102) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
• 4. 1.4 die Zentriervorrichtung (10) eine Betätigungseinrichtung mit Mitteln wenig­ stens zur Betätigung der Schutzplatte (102) umfaßt, die derart an der Zen­ triereinrichtung (10) angeordnet ist, daß die Schutzplatte (102) aus einer er­ sten Stellung, in der die Steckkontakteinrichtungen (104) abgedeckt sind, in eine zweite Stellung in der die Steckkontakteinrichtungen (104) freigegeben sind, verbracht wird, wenn die Arretiervorrichtungen der miteinander kuppeln­ den Zentriervorrichtungen (10) ineinander einrasten.

2. Elektrokuppeleinrichtung, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung des weiteren Mittel zum Verschieben der Vielzahl von Steckkontakteinrichtungen (104) umfaßt.

3. Elektrokupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel wenigstens zum Betätigen der Schutzplatte (102) einen Antriebshe­ bel (100) umfassen.

4. Elektrokuppeleinrichtung, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel zum Betätigen wenigstens der Schutzplatte (102) des weiteren eine Rückholfeder umfassen.

5. Elektrokuppeleinrichtung, gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antriebshebel (100) eine erste Verzahnung (116) zum Betätigen der Schutzplatte (102) aufweist.

6. Elektrokuppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebshebel (100) eine zweite Verzahnung (122) zum Betätigen der Steckkontakteinrichtungen (104) umfaßt.

7. Elektrokuppeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Verzahnung (116, 122) am Antriebshebel (100) derart ange­ ordnet sind, daß beim Kuppeln der Elektrokuppeleinrichtung (1) zunächst die Schutzplatte (102) aus einer ersten in eine zweite Position, in der die Steck­ kontakteinrichtungen (104) freigegeben sind, verbracht werden, anschließend die Steckkontakteinrichtungen (104) aus einer zurückgezogenen in eine kup­ pelbereite Position verbracht werden und beim Lösen der Elektrokuppelein­ richtung (1) zunächst die Steckkontakteinrichtung (104) aus der Kuppelpositi­ on in die zurückgezogene Stellung und anschließend die Schutzplatte (102) aus der zweiten in die erste Position verbracht wird.

8. Elektrokuppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektrokupplung Dichtelemente (140) in Form eines Dichtringes bzw. einer Dichtlippe aufweist.

9. Elektrokuppeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (140) an der Elektrokupplung im Bereich der Steckkon­ takteinrichtungen (104) angeordnet sind.

10. Elektrokuppeleinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elektrokupplung eine Vielzahl von Steckkontakteinrichtungen (104) um­ faßt.

11. Elektrokuppeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Hälfte der Steckkontakteinrichtungen Steckerstifte (128) und die an­ dere Hälfte Steckerhülsen (130) sind.

12. Elektrokuppeleinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung (10) umfaßt:

• 1. 12.1 einen Führungsrahmen (20);
• 2. 12.2 eine Höhen- und Seitenzentriervorrichtung, die derart ausgestaltet sind, daß die Elektrokupplung zweier aufeinander auflaufender Zugkupplungen selbst­ tätig zentriert werden, ohne daß die beiden Elektrokupplungen miteinander in Berührung kommen.

13. Elektrokuppeleinrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen- und Seitenzentriervorrichtung eine Prallfläche (30) umfaßt mit ei­ nem ersten Abschnitt (32), einem zweiten Abschnitt (34) sowie einem dritten Abschnitt (36), wobei die Prallflächen (30) des ersten (32) und dritten Ab­ schnittes (36) parallel versetzt zueinander verlaufen und die Prallfläche (30) des zweiten Abschnittes (32) mit der Prallfläche (30) des ersten bzw. dritten Abschnittes einen Winkel von 0 < α < 90° einschließt.

14. Elektrokuppeleinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α im Bereich 30 < α < 60° liegt.

15. Elektrokuppeleinrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ungefähr α = 45° beträgt.

16. Elektrokuppeleinrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (30) Teil eines Prallrahmens ist, der vom Führungsrahmen der Zentriervorrichtung (10) geführt wird.

17. Elektrokuppeleinrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung (10) eine Lenkeranordnung (24) mit einer Vordrückeinrichtung (22) umfaßt, die die Prallfläche (30) in kuppelbe­ reiter Stellung mit Vorlauf vor der Kupplungsebene (60) der Elektrokupplung hält.

18. Elektrokuppeleinrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf 10 bis 20 cm beträgt.

19. Elektrokuppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, mit der hohe Auflaufkräfte abgefangen werden.

20. Elektrokuppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Arretier- und Löseeinrichtung einen Vorsprung sowie mindestens eine Hinterschneidung (54) umfaßt.

21. Elektrokuppeleinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier- und Löseeinrichtung des weiteren einen Fanghaken (52) umfaßt.

22. Automatische Zugkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Elektrokuppeleinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 um­ faßt.

23. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung (10) unter einem Winkel β gegenüber der Wa­ genachse angeordnet ist.

24. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel β, unter dem die Zentriervorrichtung (10) gegenüber der Wa­ genachse angeordnet ist, im folgenden Bereich liegt:
20° < β < 40°.

25. Verfahren zum Kuppeln einer Elektrokuppeleinrichtung gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 24, umfassend folgende Schritte:

• 1. 25.1 die Zentriervorrichtung (10) zweier Elektrokuppeleinrichtungen laufen aufein­ ander auf, wobei die Prallflächen (30) aufeinander abgleiten, bis die Arretier­ vorrichtungen der miteinander kuppelnden Zentriervorrichtungen ineinander einrasten;
• 2. 25.2 beim Einrasten der Arretiervorrichtung wird der Antriebshebel (100) zur Betä­ tigung der Schutzplatte (102) angetrieben, wodurch die Schutzplatte (102) aus einer ersten Position in eine zweite Position verbracht wird, so daß die durch die Schutzplatte (102) in der ersten Position abgedeckten Steckkontakteinrich­ tungen (104) freigegeben werden;
• 3. 25.3 nach Freigabe der Steckkontakteinrichtungen (104) werden durch den An­ triebshebel (100) diese aus einer zurückgezogenen ersten Position in eine kuppelbereite zweite Position verbracht.

26. Verfahren zum Lösen einer Elektrokuppeleinrichtung gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 24, umfassend folgende Schritte:

• 1. 26.1 die automatische Zugkupplung wird getrennt, wodurch die miteinander verra­ steten Arretiervorrichtungen auseinander gefädelt werden;
• 2. 26.2 beim Ausfädeln der Arretiervorrichtung wird der Antriebshebel (100) aufgrund der rücktreibenden Kraft der Rückholfeder angetrieben, wodurch die freigege­ benen Steckkontakteinrichtungen (104) aus der kuppelbereiten zweiten Posi­ tion in eine zurückgezogene erste Position verbracht werden;
• 3. 26.3 nach Zurückziehen der Steckkontakteinrichtungen (104) wird die Schutzplatte (102) angetrieben, wodurch die Schutzplatte (102) aus der zweiten Position in die erste Position verbracht wird, so daß die Schutzplatte (102) in der ersten Position die Steckkontakteinrichtungen (104) abdeckt.