EP0339348A1 - Elektrische Fahrzeugkupplung - Google Patents

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EP0339348A1
EP0339348A1 EP89106290A EP89106290A EP0339348A1 EP 0339348 A1 EP0339348 A1 EP 0339348A1 EP 89106290 A EP89106290 A EP 89106290A EP 89106290 A EP89106290 A EP 89106290A EP 0339348 A1 EP0339348 A1 EP 0339348A1
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EP
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wheel
coupling
clutch according
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electrical
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EP89106290A
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Dominique Loutan
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18248—Crank and slide
    • Y10T74/18256—Slidable connections [e.g., scotch yoke]

Definitions

  • the invention relates to an electrical vehicle coupling with a contact socket for establishing an electrical connection between two rail vehicles.
  • a mechanical and an electrical coupling are required to couple two rail vehicles.
  • the mechanical coupling transmits the tractive force of the locomotive to the other vehicles and the electrical coupling creates the electrical contact for control and supply purposes.
  • the clutch should be both mechanically and electrically simple.
  • the object of the invention is therefore to provide an electrical vehicle coupling with a contact socket for establishing an electrical connection between two rail vehicles, which operates fully automatically, is simple and compact and can also be operated manually in an emergency.
  • the solution is that a drive that always rotates in the same direction by means of an eccentric both pushes the contact socket (for coupling) and also pulls it back (for uncoupling).
  • the eccentric comprises a disc wheel with an eccentrically mounted roller wheel and a slide rail in which the roller wheel is guided.
  • the contact socket is preferably fastened at the end of an impact axis on which the slide rail is axially resiliently mounted, the slide rail being perpendicular to the impact axis.
  • the eccentric then has an eccentricity of (x +) / 2, where x denotes a nominal feed and a compression feed.
  • Fig. 1 shows an exploded view of a preferred embodiment of the invention.
  • the step-down gear 4.2 drives a disk wheel 4.1.
  • the two gears 2 and 4.2 thus form a gear.
  • the disc wheel 4.1 is provided with an eccentrically mounted roller wheel (not shown in FIG. 1) which runs in a slide rail 5.1.
  • Disc wheel 4.1, roller wheel and slide rail 5.1 thus form an eccentric.
  • the slide rail 5.1 is mounted on an impact axis 5.
  • the slide rail 5.1 is perpendicular to the joint axis 5 and can be moved in the axial direction on the shock axis.
  • a contact socket 6 is attached to a front end of the shock axis 5, which creates electrical contact with a second, coupled vehicle.
  • a spring 5.2 is arranged between the contact socket 6 and the slide rail 5.1, which presses the impact axis 5 with respect to the slide rail 5.1.
  • a collar placed on the impact axis 5 offers the slide rail 5.1 a stop against the rear.
  • the contact socket 6 has on its front side electrical contacts 6.2, which are connected via cables in a cable guide 6.3 to the corresponding parts in the vehicle.
  • a hinged protective cover 6.3 covers the electrical contacts when there is no electrical coupling with another vehicle.
  • a box 3 receives the eccentric and parts of the reduction gear.
  • Fig. 2 shows an illustration of the shock axis 5 in the retracted position.
  • the following can be seen in FIGS. 2 to 4 of the parts already described: the disk wheel 4.1, the roller wheel 4.3, which engages in the slide rail 5.1, the spring 5.2, the collar 5.3 placed on the impact axis 5, the contact socket 6 and the protective cover 6.1 .
  • the disk wheel 4.1 and the slide rail 5.1 are retracted to the maximum at the rear dead point of the disk wheel 4.1.
  • the protective cover 6.1 is folded down.
  • the protective cover 6.1 is fastened, for example, to the contact socket 6 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the plane of the drawing and connected to the non-moving box 3 by a rod.
  • Fig. 3 shows an illustration of the shock axis 5 in the advanced position.
  • the shock axis 5 is now advanced by a nominal feed rate .DELTA.x
  • the contact socket 6a now touches the symmetrically advanced contact socket 6b of the second vehicle to be coupled.
  • the disk wheel 4.1 has not yet rotated a full 180 ° with respect to the starting position in FIG.
  • Fig. 4 shows, finally, the thrust shaft 5 when the disc wheel is rotated a full 180 4.1 o with respect to the initial position and is therefore in the forward dead point.
  • the slide rail 5.1 is advanced by a compression advance ⁇ onto the shock axis 5, as a result of which the spring 5.2 has been tensioned.
  • the two contact sockets 6a, 6b of the coupled two vehicles are pressed together.
  • the contact socket 6b of the other vehicle is not there to offer counter pressure, then the shock axis is of course advanced by a total distance of ⁇ x + ⁇ and the spring 5.2 is not tensioned.
  • the disc wheel is 4.1 by means of drive gear 1 and in the same direction is further rotated by 180 o, so that it comes again to the position shown in Fig. 2 position.
  • the slide rail 5.1 is withdrawn by a distance ⁇ x + ⁇ and the shock axis by a distance ⁇ x.
  • the drive can work cyclically and continuously.
  • the disc wheel 4.1 effects the two functions “coupling” and “uncoupling” with one revolution.
  • a lever can be attached to an axis of the disk wheel 4.1 in order to turn it directly by hand. In this way it is possible to actuate the clutch even if the drive 1 is defective.
  • a camshaft 7 can be coupled from the pinion 1.3 (FIG. 1) by means of a clutchable disk wheel 7.1, with which a release mechanism of a mechanical clutch, not shown in FIG. 1, can be actuated.
  • the detachable gear 2 must be decoupled from the pinion 1.3 and the disc wheel 7.1 coupled. With the drive 1, the camshaft 7 is then rotated once. Thereafter, the detachable gear 2 is again connected to the pinion 1.3 and the disk wheel 7.1 is uncoupled.
  • the invention provides an electrical vehicle clutch that operates fully automatically, ensures good electrical contact even when shaken, and is mechanically and electrically simple.

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Abstract

Um eine elektrische Fahrzeugkupplung mit einer Kontaktbuchse (6) vollautomatisch betätigen zu können, ist ein stets gleichsinnig drehender Antrieb (1) vorgesehen, welcher mittels eines Exzenters die Kontaktbuchse (6) sowohl (zum Ankuppeln) vorschiebt als auch (zum Abkuppeln) zurückzieht. Der Exzenter umfasst im Scheibenrad (4.1) mit einem exzentrisch angebrachten Rollrad (4.3) und eine Gleitschiene (5.1), in welche das Rollrad (4.3) eingreift. Der Exzenter hat eine Exzentrizität von (Δx + ε)/2, wobei Δ x einen Sollvorschub und ε einen Kompressionsvorschub bezeichnen.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Fahrzeugkupplung mit einer Kontaktbuchse zum Herstellen einer elektrischen Verbin­dung zwischen zwei Schienenfahrzeugen.
    • STAND DER TECHNIK
  • Um zwei Schienenfahrzeuge zu kuppeln, bedarf es einer mechani­schen und einer elektrischen Kupplung. Die mechanische Kupplung überträgt die Zugkräfte des Triebfahrzeugs auf die übrigen Wagen und die elektrische Kupplung schafft den elektrischen Kontakt zu Steuerungs- und Versorgungszwecken.
  • Im Hinblick auf grössere Effizienz bezüglich Personal und Rollmaterial besteht das Verlangen nach einer vollautomatischen Fahrzeugkupplung.
  • Für eine vollautomatische elektrische Fahrzeugkupplung muss die Kontaktbuchse mit den elektrischen Kontakten vorgeschoben und zurückgezogen werden können. In der vorgeschobenen Stellung, d.h. in der gekuppelten Position, muss auch bei kleinen Ver­schiebungen z.B. aufgrund des Spiels der mechanischen Kupplung der elektrische Kontakt mit der Kontaktbuchse des angekuppel­ten Fahrzeugs gewährleistet sein. Ferner soll die Kupplung sowohl mechanisch als auch elektrisch einfach sein.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Fahrzeug­kupplung mit einer Kontaktbuchse zum Herstellen einer elektri­schen Verbindung zwischen zwei Schienenfahrzeugen anzugeben, welche vollautomatisch arbeitet, einfach und kompakt ist und sich im Notfall auch manuell betätigen lässt.
  • Erfindungsgemäss besteht die Lösung darin, dass ein stets gleichsinnig drehender Antrieb mittels eines Exzenters die Kontaktbuchse sowohl (zum Ankuppeln) vorschiebt als auch (zum Abkuppeln) zurückzieht.
  • Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Exzenter ein Scheibenrad mit einem exzentrisch angebrachten Rollrad und eine Gleitschiene, in welcher das Rollrad geführt wird.
  • Bevorzugterweise ist die Kontaktbuchse am Ende einer Stoss­achse befestigt, auf welcher die Gleitschiene axial federnd gelagert ist, wobei die Gleitschiene senkrecht zur Stossachse steht. Der Exzenter hat dann eine Exzentrizität von ( x+ )/2, wobei x einen Sollvorschub und einen Kompressionsvorschub bezeichnen.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemässen elektrischen Fahrzeugkupplung;
    • Fig. 2 eine Darstellung der Stossachse in zurückgezogener Position;
    • Fig. 3 eine Darstellung der Stossachse in vorgeschobener Position vor dem Vorspannungsvorschub; und
    • Fig. 4 eine Darstellung der Stossachse in endgültiger Position nach dem Vorspannungsvorschub.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt eine Explosionszeichnung einer bevorzugten Aus­führungsform der Erfindung.
  • Ein Antrieb 1, z.B. ein elektrischer Motor, ist mit einer starken Untersetzung 1.2, z.B. einem Schneckengetriebe ausge­rüstet. An einem Ausgang der Untersetzung 1.2 befindet sich ein Ritzel 1.3, welches in ein kuppelbares Zahnrad 2 eingreift. Dieses wiederum ist über eine erste Achse mit einem untersetzen­den Zahnrad 4.2 verbunden. Das untersetzende Zahnrad 4.2 treibt ein Scheibenrad 4.1 an. Die beiden Zahnräder 2 und 4.2 bilden so ein Getriebe.
  • Das Scheibenrad 4.1 ist mit einem exzentrisch angebrachten Rollrad (in Fig. 1 nicht zu sehen) versehen, welches in einer Gleitschiene 5.1 läuft. Scheibenrad 4.1, Rollrad und Gleit­schiene 5.1 bilden somit einen Exzenter.
  • Die Gleitschiene 5.1 ist auf einer Stossachse 5 gelagert. Dabei steht die Gleitschiene 5.1 senkrecht zur Stossachse 5 und ist in axialer Richtung auf der Stossachse verschiebbar. An einem vorderen Ende der Stossachse 5 ist schliesslich eine Kontaktbuchse 6 befestigt, welche den elektrischen Kontakt mit einem zweiten, angekuppelten Fahrzeug schafft.
  • Zwischen der Kontaktbuchse 6 und der Gleitschiene 5.1 ist eine Feder 5.2 angeordnet, welche die Stossachse 5 bezüglich der Gleitschiene 5.1 nach vorne drückt. Ein auf die Stossachse 5 aufgesetzter Bund (in Fig. 1 nicht sichtbar) bietet der Gleitschiene 5.1 gegen hinten einen Anschlag.
  • Die Kontaktbuchse 6 weist an ihrer Vorderseite elektrische Kontakte 6.2 auf, welche über Kabel in einer Kabelführung 6.3 mit den entsprechenden Teilen im Fahrzeug verbunden sind. Ein klappbarer Schutzdeckel 6.3 deckt die elektrischen Kontakte ab, wenn keine elektrische Kupplung mit einem anderen Fahrzeug besteht.
  • Ein Kasten 3 nimmt den Exzenter und Teile des untersetzenden Getriebes auf.
  • Anhand von Figuren 2 bis 4 wird im folgenden das Funktions­prinzip der elektrischen Fahrzeugkupplung erläutert. In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Stossachse 5 in zurückgezoge­ner Position. Von den bereits beschriebenen Teilen sind in Figuren 2 bis 4 folgende zu erkennen: Das Scheibenrad 4.1, das Rollrad 4.3, welches in die Gleitschiene 5.1 eingreift, die Feder 5.2, der auf die Stossachse 5 aufgesetzte Bund 5.3, die Kontaktbuchse 6 und der Schutzdeckel 6.1.
  • Das Scheibenrad 4.1 und die Gleitschiene 5.1 sind maximal zurückgezogen im hinteren toten Punkt des Scheibenrades 4.1. Der Schutzdeckel 6.1 ist heruntergeklappt.
  • Zum Kuppeln wird das Scheibenrad 4.1 mittels des Antriebes 1 und des Getriebes z.B. in der eingezeichneten Richtung gedreht. Das Rollrad 4.3 und die Gleitschiene 5.1 verwandeln die drehende in eine lineare Bewegung. Die Stossachse 5 mit der Kontaktbuchse 6 wird vorgeschoben, und gleichzeitig wird der Schutzdeckel 6.1 hochgeklappt. Für diesen Zweck ist der Schutzdeckel 6.1 z.B. an der Kontaktbuchse 6 um eine senkrecht zur Zeichenebene stehende Achse drehbar befestigt und durch eine Stange mit dem sich nicht bewegenden Kasten 3 verbunden.
  • Fig. 3 zeigt eine Darstellung der Stossachse 5 in vorgeschobe­ner Position. Die Stossachse 5 ist nun um einen Sollvorschub Δx vorgeschoben, die Kontaktbuchse 6a berührt nun die symmetrisch vorgeschobene Kontaktbuchse 6b des anzukuppelnden, zweiten Fahrzeugs. Das Scheibenrad 4.1 hat sich allerdings noch nicht um volle 180 o gegenüber der Ausgangslage von Fig. 2 gedreht.
  • Fig. 4 zeigt schliesslich die Stossachse 5, wenn das Scheibenrad 4.1 um volle 180 o gegenüber der Ausgangslage gedreht ist und damit im vorderen toten Punkt ist. Die Gleitschiene 5.1 ist um einen Kompressionsvorschub ε weiter vorgeschoben auf die Stossachse 5, wodurch die Feder 5.2 gespannt worden ist. Die beiden Kontaktbuchsen 6a, 6b der gekuppelten beiden Fahr­zeuge werden aneinander gepresst.
  • Wenn aus irgendeinem Grund (z.B. wegen Panne oder Leerversuch) die Kontaktbuchse 6b des anderen Fahrzeugs nicht da ist, um Gegendruck zu bieten, dann wird die Stossachse natürlich um ein Wegstück von insgesamt Δx + ε vorgeschoben und die Feder 5.2 wird nicht gespannt.
  • Zum Abkuppeln wird das Scheibenrad 4.1 mittels Antrieb 1 und Getriebe im gleichen Drehsinn um 180 o weitergedreht, so dass es wieder in die in Fig. 2 gezeigte Stellung kommt. Dabei wird, in Umkehrung zum Ankoppeln, die Gleitschiene 5.1 um eine Strecke Δx + ε und die Stossachse um eine Strecke Δx zurückgezogen.
  • Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass der Antrieb zyklisch und kontinuierlich arbeiten kann. Das Scheibenrad 4.1 bewirkt mit einer Umdrehung die beiden Funktionen "Ankuppeln" und "Abkuppeln".
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, das Zahnrad 4.2 auszurücken und so den kraftschlüssigen Kontakt zwischen Antrieb 1 und Scheibenrad 4.1 zu lösen. Gleichzeitig kann an einer Achse des Scheibenrades 4.1 ein Hebel befestigt werden, um dieses von hand direkt zu drehen. Auf diese Weise ist es möglich, die Kupplung auch dann zu betätigen, wenn der Antrieb 1 defekt ist.
  • Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vom Ritzel 1.3 (Fig. 1) mittels eines kuppelbares Scheibenrades 7.1 eine Nockenwelle 7 angekuppelt werden, mit welcher ein Entriegelungsmechanismus einer in Fig. 1 nicht gezeigten mechani­schen Kupplung betätigt werden kann.
  • Das kuppelbare Zahnrad 2 muss dazu vom Ritzel 1.3 abgekoppelt und das Scheibenrad 7.1 angekoppelt werden. Mit dem Antrieb 1 wird dann die Nockenwelle 7 einmal gedreht. Danach wird das kuppelbare Zahnrad 2 wieder an das Ritzel 1.3 an- und das Scheibenrad 7.1 abgekoppelt.
  • Insgesamt schafft die Erfindung eine elektrische Fahrzeugkupp­lung, welche vollautomatisch arbeitet, einen guten elektrischen Kontakt auch bei Erschütterungen sichert und mechanisch und elektrisch einfach ist.

Claims (8)

1. Elektrische Fahrzeugkupplung mit einer Kontaktbuchse zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass ein stets gleichsinnig drehender Antrieb (1) mittels eines Exzenters die Kontaktbuchse (6) sowohl - zum Ankuppeln - verschiebt als auch - zum Abkuppeln - zurückzieht.
2. Elektrische Fahrzeugkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Exzenter ein Scheibenrad (4.1) mit einem exzentrisch angebrachten Rollrad (4.3) und eine Gleitschiene (5.1) umfasst, in welcher das Rollrad (4.3) geführt wird.
3. Elektrische Fahrzeugkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Kontaktbuchse (6) am Ende einer Stoss­achse (5) befestigt ist, auf welcher die Gleitschiene (5.1) axial federnd gelagert ist, wobei die Gleitschiene (5.1) senkrecht zur Stossachse (5) steht.
4. Elektrische Fahrzeugkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Exzenter eine Exzentrizität von (Δx + ε)/2 aufweist wobei Δ x einen Sollvorschub und ε einen Kompressions­vorschub bezeichnen.
5. Elektrische Fahrzeugkupplung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet, dass der Antrieb (1) mittels eines unterset­zenden Getriebes das Scheibenrad (4.1) jeweils um 180o dreht.
6. Elektrische Fahrzeugkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, dass der kraftschlüssige Kontakt des Getriebes mit dem Scheibenrad (4.1) gelöst werden kann und dass das Scheibenrad durch einen Hebel für ein manuelles Kuppeln direkt gedreht werden kann.
7. Elektrische Fahrzeugkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, dass am Getriebe mittels eines Scheibenrades (7.1) eine Nockenwelle (7) angekoppelt werden kann, mit welcher am Entriegelungsmechanismus einer mechanischen Kupplung betätigt werden kann.
8. Elektrische Fahrzeugkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, dass das Getriebe ein kuppelbares Zahnrad (2), welches mit einem untersetzenden Zahnrad (4.2) auf einer Achse sitzt, umfasst.
EP89106290A 1988-04-28 1989-04-10 Elektrische Fahrzeugkupplung Expired - Lifetime EP0339348B1 (de)

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AT89106290T ATE68426T1 (de) 1988-04-28 1989-04-10 Elektrische fahrzeugkupplung.

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CH158688 1988-04-28
CH1586/88 1988-04-28

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EP0339348A1 true EP0339348A1 (de) 1989-11-02
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EP (1) EP0339348B1 (de)
JP (1) JPH01314663A (de)
AT (1) ATE68426T1 (de)
AU (1) AU615538B2 (de)
CZ (1) CZ277855B6 (de)
DE (1) DE58900370D1 (de)
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