EP1052156A1 - Zentriervorrichtung zur Aufnahme einer Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung - Google Patents

Zentriervorrichtung zur Aufnahme einer Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung Download PDF

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EP1052156A1
EP1052156A1 EP00105995A EP00105995A EP1052156A1 EP 1052156 A1 EP1052156 A1 EP 1052156A1 EP 00105995 A EP00105995 A EP 00105995A EP 00105995 A EP00105995 A EP 00105995A EP 1052156 A1 EP1052156 A1 EP 1052156A1
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EP
European Patent Office
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coupling
centering device
centering
baffle
section
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EP00105995A
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English (en)
French (fr)
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EP1052156B1 (de
Inventor
Othmar Czink
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Knorr Bremse GmbH
Knorr Bremse AG
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse GmbH
Knorr Bremse AG
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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Publication of EP1052156A1 publication Critical patent/EP1052156A1/de
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Publication of EP1052156B1 publication Critical patent/EP1052156B1/de
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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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a centering device for receiving an electric clutch an automatic train coupling according to the preamble of claim 1, a automatic train coupling with such a centering device and a coupling and release method for the electrical coupling of an automatic train coupling.
  • Automatic train couplings enable the automated connection of two Rail vehicles, in the coupled state two such couplings one Establish a rigid connection between the vehicles.
  • An automatic pull coupling has become known from EP 0501244, comprising a coupling head as well as a cable coupling with elastic at the front push-back and in the coupling state pneumatically forward, in the pressing direction to a mating line coupling head, loaded line coupling head.
  • a disadvantage of the automatic train couplings with pneumatic distribution is that compressed air must always be available. For example, a car has been standing for three months in the cold, the air reservoir is emptied and propulsion accordingly not possible anymore.
  • DE 43 10 741 shows an automatic train coupling with a coupling body and an electric clutch, which subsequently, i.e. after finishing mechanical Coupling, coupling.
  • Such a coupling must be up to the compensation certain transverse play between the mechanical couplings only in the longitudinal direction be moved.
  • the electric clutch known from DE 43 10 741 is designed such that the electrical coupling is released before mechanical uncoupling, so that due to the transverse movements forced by the mechanical coupling Longitudinal guide of the electric coupling is not damaged.
  • a disadvantage of the line couplings or the electrical coupling according to the State of the art is that the coupling of the line elements or the electrical coupling either must be done mechanically or after completion of the mechanical Coupling process.
  • the object of the invention is a centering device for receiving an electric clutch an automatic train coupling to indicate the disadvantages of the State of the art can be avoided, but in particular a safe and automated coupling of the electrical coupling simultaneously with the mechanical one Domes is enabled.
  • the invention has a centering device for receiving such Electric coupling a guide frame, a locking and releasing device and a receiving device for the electric clutch and is characterized in that that the centering device has a height and self-centering device, so that the electrical couplings arranged in the receiving devices two consecutive pull couplings are automatically centered without the two electrical couplings in contact with each other during the centering process come.
  • the height and side centering is advantageously carried out with the help of an impact surface reached, the impact surface having a first, a second and a third section has and the baffles of the first and third sections offset in parallel run to each other and the baffles of the second section with the Boundary surface of the first or third section enclose an angle 0 ⁇ ⁇ 90 °.
  • angle ⁇ the impact surface of the second section with that of the first or third section, preferably in Range is 30 ⁇ ⁇ 60 °.
  • Angle ⁇ 45 °
  • the baffle is part of a baffle frame, which is guided by a guide frame of the centering device.
  • a sufficient mobility of the impact surface and protection of the electrical coupling against Damage to the coupling process is achieved in that the centering device comprises a handlebar arrangement with a pre-pressing device, which is configured in this way is that the baffle is in a position ready for coupling before coupling Lead is held in front of the coupling level of the electric clutch.
  • This lead is particularly preferably 10 to 20 cm.
  • a delay device is advantageously provided which is configured in this way is that they have run-up forces that occur when the impact surfaces of the electric clutch collide arise, delay.
  • a further damping can be in a special embodiment of the electric clutch at high run-up forces can be achieved with the help of a friction lever, which in the Socket is stored and rubs against the impact frame when the socket is deflected.
  • the locking and releasing device at least one projection and includes at least one undercut.
  • the locking and release device further one Has catch hooks.
  • the catch hook is used for a multiple when the clutch is iced up After the ice layer has thawed, it can be snapped into place when the to enable automatic train coupling.
  • the invention also provides a Fully automatic train coupling available, which is characterized in that it comprises a centering device of the type described above.
  • an embodiment of the invention is particularly preferred in which the centering device, which receives the electrical coupling in the manner described above, is arranged at an angle ⁇ with respect to the carriage axis. Preferably this angle lies in the range 20 ⁇ ⁇ 40 °.
  • the invention also provides a clutch and a release method for the electric clutch an automatic train coupling with a centering device, as described above, on.
  • two coupling heads become automatic Pull coupling run onto each other, creating the baffles the centering device in the area of the second compared to the first and third Section arranged at an angle ⁇ to the system with each other come and the two baffles in the area of the second section on each other slide so that those picked up by the receiving device of the centering device Electrical couplings are centered in height.
  • the height centering and the run-up become the two centering devices rejected by the catch hooks so that the locking and Release device can not snap into place. Is due to a certain feed point of the overrun forces are reached, the catch hooks will not be caught by the counter clutch rejected more.
  • the catch hooks and the projections of the locking and releasing device then snap into the undercuts of the respective counter coupling, whereby the transverse displacement and the hooking in the counter coupling are completed is.
  • the invention also adjusts Method for disconnecting a coupled electric clutch from an automatic Towing coupling with a centering device, as described above, is available. If the automatic pull coupling is disconnected, the catch hook and the hook the centering device from the undercuts of the respective mating coupling threaded out. The baffle frame is then pushed through the first pushing device pushed forward so that the baffles are in the position ready for coupling with a lead in front of the coupling level of the electrical coupling, which is thereby protected from damage during the coupling process.
  • Fig. 1 is an automatic train coupling 1, comprising a mechanical Coupling head 3 and an air coupling 5 and the centering device according to the invention 10 shown with electric clutch 12.
  • the electric clutch 12 is below the mechanical one Coupling head 3 arranged. Both air clutch 5 and electric clutch 12 couple automatically when the mechanical coupling head comes up 3 on a corresponding counter coupling head.
  • the centering device 10 comprises a guide frame 20, which in turn via the connection points 21, 23 shown in Fig. 1 with the mechanical Coupling head 3 is connected.
  • the pre-compression spring is supported in the guide frame 20 22 from, which in turn via a handlebar assembly 24 and the delay springs 26 support the impact frame 28.
  • the baffle frame 28 in turn has an impact surface 30 divided into the present three sections, one first section 32, a second section 34 and a third section 36.
  • the first and third sections 32, 36 run parallel to one another.
  • the baffle of the second section 34 makes an angle ⁇ with both the surface of the first Section 32 as with the area of the third section 36.
  • the angle ⁇ below which the area in the middle area compared to that of the first or third area is inclined, can take any angle greater than 0 and less than 90 °, it is preferably in the range between 30 and 60 °.
  • the receiving device 40 for the electric clutch which can be clearly seen a socket 42 and a locking ring assembly 44 against which the Socket or the receiving housing 42 is sealed by O-rings 46.
  • the delay spring 26 is based on the one hand on the handlebar arrangement 24 and on the other hand on the impact frame.
  • the receiving device 40 further comprises a catch device 50 with a catch arm 52, an undercut 54 and a projection 56.
  • the baffle frame 34 is in in the uncoupled state brought a forward position in front of the dome level 60. This guarantees that when the mating clutch opens, the receiving device 40, in which the electric clutch is arranged, not in contact with the electrical coupling of the counter-coupling comes before the mechanical coupling process is completed. Damage is avoided.
  • the high run-up forces are caused by friction with a friction lever 27 which is mounted on the socket 42 and when the Socket on the impact frame rubs, damped.
  • the frictional damping becomes higher, the further the frame runs forward. The frictional damping works when it compresses and spring back.
  • the baffle surface 30 with the first section 32 and the second section can be clearly seen 34 and third section 36 and the receiving device 40 for the Electric clutch with attached catch device 50, comprising one Catch hook 52 as well as the undercut 54 and the projection 56.
  • the mating coupling head 100 is also shown.
  • the mating coupling head also includes an impact surface 30 and a catch device 50 with catch hooks 52, undercuts 54 and protrusions 56.
  • 3a shows the couplings in the uncoupled state, the ones not shown Pushing devices push the baffle forward by the advance V.
  • 3b shows the run-up of the clutches.
  • the impact surfaces of the clutch and the counter clutch 100 touch in the middle Area 34 of the baffles 30.
  • the receiving devices 40 of the electric clutch are kept at a distance D, so that the electrical coupling in the receiving device 40 do not touch and there is no damage when coupling can.
  • the receiving device 40 By sliding the impact surfaces in the central area 34, the receiving device 40 height centered. The clutches do not lock because the Catch arms 52 reject the respective counter coupling.
  • the closing movement of the coupling head and the electric coupling are the same and allow a high coupling and separation speed.
  • baffle frame The impact on the baffle frame will possibly freeze and knocked on snow and coarse dirt.
  • the storage of the baffle frames in the guide frame is advantageously designed in such a way that despite pull-push movements, rearing up, lowering and angle formation when cornering the automatic pull clutch, the electric clutch like Described here as a rigid structure and remains closed.
  • the storage of the electric clutch is further designed such that a coupled Electric clutch, which is, for example, icy, can also be separated can, for example by positive locking.
  • FIGS. 4a-4d are three-dimensional views of an embodiment of the Centering device according to the invention shown.
  • FIG. 4a is a top view of a centering device according to the invention shown.
  • the frame 20 with the connection points or suspension points can be clearly seen 21, 23.
  • Openings 55 in the impact frame 30 can also be seen Movement of the baffle frame 30 causes ice, snow and dirt the openings 55 shown aborted.
  • the feathers 22 are based on the frame 20 of the centering device and the handlebar arrangement 24 for the baffle.
  • the three sections of the baffle 30, namely the first section 32, the second section 34 and the third section 36 can be seen.
  • the first portion of the baffle 32 with the surface of the second portion the baffle 36 parallel and the second portion of the baffle 34 under one Angle arranged.
  • the receiving device 40 for the electric clutch is also clearly recognizable.
  • FIG. 4b shows a top view of an arrangement according to FIG. 4a.
  • the impact frame 30 with the three sections 32, 34 and 36 can again be seen and the catch device 50 arranged on the impact frame, the handlebar arrangement 24 and the compression springs 22.
  • FIGS. 4c and 4d show three-dimensional top views of the arrangement according to Figures 4a and 4b.
  • the same reference numbers are used for the same Components related.
  • the impact frame 30 can again be clearly seen in FIG. 4c and the handlebar assembly 24 with the compression spring 22, which is on the frame 20th supports the centering device.
  • the delay spring 26 can be seen particularly well, which relates to the Baffle frame 30 and the handlebar assembly 24 is supported.
  • the delay spring 26 essentially serves the high run-up forces when coupling onto the impact frame 30 to record, so as to damage the electrical coupling, which is in the Recording device 40 is to prevent.
  • a component is thus specified for the first time with the centering device according to the invention, in that an electric clutch can be added and an automatic one Coupling and releasing the electrical connections in an automatic Pull coupling without damaging the electrical coupling.

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Abstract

Die Erfindung berifft eine Zentriervorrichtung zur Aufnahme einer Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung (1) mit
  • einem Führungsrahmen (20);
  • einer Arretier- und Löseeinrichtung;
  • einer Aufnahmeeinrichtung (40) für die Elektrokupplung.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
  • die Zentriervorrichtung eine Höhen- und Seitenzentriervorrichtung aufweist, so daß die in der Aufnahmeeinrichtung (40) angeordnete Elektrokupplung zweier aufeinander auflaufender Zugkupplungen (1) selbsttätig zentriert werden, ohne daß die beiden Elektrokupplungen während des Zentriervorganges miteinander in Berührung kommen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung zur Aufnahme einer Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine automatische Zugkupplung mit einer derartigen Zentriervorrichtung sowie ein Kuppel- und Löseverfahren für die Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung.
Automatische Zugkupplungen ermöglichen das automatisierte Verbinden zweier Schienenfahrzeuge, wobei im gekuppeltem Zustand zwei derartige Kupplungen eine starre Verbindung zwischen den Fahrzeugen herstellen.
Automatische Zugkupplungen sind in den nachfolgenden Artikeln eingehend beschrieben, deren Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung voll umfänglich mit aufgenommen wird:
  • Peter Nolle, Hans Friedrich, "Die automatische Kupplung in Europa", ETR Eisenbahntechnische 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 Entwicklung 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 0501244 ist eine automatische Zugkupplung bekanntgeworden, umfassend einen Kupplungskopf sowie eine Leitungskupplung mit vornstehendem, elastisch rückdrückbarem und im Kupplungszustand pneumatisch nach vorne, in Andrückrichtung an einen Gegenleitungskupplungskopf, belasteten Leitungskupplungskopf.
Nachteilig an den automatischen Zugkupplungen mit pneumatischem Vertrieb ist, daß stets Druckluft vorhanden sein muß. Steht beispielsweise ein Wagen drei Monate in der Kälte, so ist der Luftspeicher entleert und ein Vortrieb dementsprechend nicht mehr möglich.
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 werden.
Des weiteren ist die aus der DE 43 10 741 bekannte Elektrokupplung derart ausgestaltet, 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.
Nachteilig an den Leitungskupplungen bzw. an der Elektrokupplung gemäß dem Stand der Technik ist, daß das Kuppeln der Leitungselemente bzw. der Elektrokupplung entweder mechanisch erfolgen muß oder aber nach Abschluß des mechanischen Kuppelvorganges.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zentriervorrichtung zur Aufnahme einer Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung anzugeben, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können, insbesondere aber ein sicheres und automatisiertes Kuppeln der Elektrokupplung gleichzeitig mit dem mechanischen Kuppeln ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß weist eine Zentriervorrichtung zur Aufnahme einer derartigen Elektrokupplung einen Führungsrahmen, eine Arretier- und Läseeinrichtung sowie eine Aufnahmeeinrichtung für die Elektrokupplung auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung eine Höhen- und Selbstzentriereinrichtung aufweist, so daß die in den Aufnahmeeinrichtungen angeordneten Elektrokupplungen zweier aufeinander auflaufender Zugkupplungen selbsttätig zentriert werden, ohne daß die beiden Elektrokupplungen während des Zentriervorganges miteinander in Berührung kommen.
Vorteilhafterweise wird die Höhen- und Seitenzentrierung mit Hilfe einer Prallfläche erreicht, wobei die Prallfläche einen ersten, einen zweiten sowie einen dritten Abschnitt aufweist und die Prallflächen des ersten und dritten Abschnittes parallel versetzt zueinander 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 Abschnittes mit der des ersten bzw. dritten Abschnittes einschließt, vorzugsweise im Bereich 30 < α < 60° liegt. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung unter einem Winkel α = 45°
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung 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 Beschädigungen beim Kuppelvorgang wird dadurch erreicht, daß die Zentriervorrichtung eine Lenkeranordnung 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 ausgestaltet ist, daß sie Auflaufkräfte, die beim Auflaufen der Prallflächen der Elektrokupplung entstehen, verzögern.
Eine weitere Dämpfung kann in einer besonderen Ausgestaltung der Elektrokupplung bei hohen Auflaufkräften mit Hilfe eines Reibhebels erreicht werden, der in der Fassung gelagert ist und beim Einfedern der Fassung am Prallrahmen reibt.
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 auflaufender Elektrokupplungen übereinandergeschoben werden, ohne zu verhaken, ist mit Vorteil vorgesehen, daß die Arretier- und Löseeinrichtung des weiteren einen Fanghaken aufweist.
Ein derartiges Übereinanderschieben tritt dann auf, wenn bei hohen Auflaufgeschwindigkeiten 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 konnte.
Durch den vorlaufenden Fanghaken wird in derartigen Betriebssituationen die Fortsetzung der seitlichen Verschiebung unterbunden.
Des weiteren dient der Fanghaken dazu, daß bei vereister Kupplung ein mehrfaches Auflaufen sowie nach Abtauen der Eisschicht ein nachträgliches Einrasten bei gekuppelter automatischer Zugkupplung zu ermöglichen.
Neben der zuvor beschriebenen Zentriereinrichtung stellt die Erfindung auch eine vollautomatische Zugkupplung zur Verfügung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Zentriereinrichtung der zuvor beschriebenen Art umfaßt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Zentriervorrichtung, die die Elektrokupplung in der zuvor beschriebenen Art und Weise aufnimmt, 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 Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung mit einer Zentriervorrichtung, wie zuvor beschreiben, an.
Beim erfindungsgemäßen Kuppelverfahren werden zwei Kupplungsköpfe einer automatischen Zugkupplung aufeinander auflaufen gelassen, wodurch die Prallflächen der Zentriereinrichtung im Bereich des zweiten gegenüber dem ersten und dritten Abschnitt unter einem Winkel α angeordneten Abschnittes miteinander zur Anlage kommen und die beiden Prallflächen im Bereich des zweiten Abschnittes aufeinander abgleiten, so daß die von der Aufnahmeeinrichtung der Zentriervorrichtung aufgenommenen Elektrokupplungen höhenzentriert werden. Bei diesem Verfahrensschrift der Höhenzentrierung und des Auflaufens werden die beiden Zentriervorrichtungen durch die Fanghaken derart voneinander abgewiesen, daß die Arretier- und Lösevorrichtung nicht einrasten kann. Wird ein gewisser Vorschubpunkt aufgrund der Auflaufkräfte erreicht, so werden die Fanghaken von der Gegenkupplung nicht mehr abgewiesen. Die Fanghaken sowie die Vorsprünge der Arretier- und Lösevorrichtung rasten dann in die Hinterschneidungen der jeweiligen Gegenkupplung ein, wodurch die Querverschiebung und die Verhakung in der Gegenkupplung abgeschlossen ist.
Neben dem vorbeschriebenen Kupplungsverfahren stellt die Erfindung auch ein Verfahren zum Trennen einer gekuppelten Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung mit einer Zentriereinrichtung, wie zuvor beschrieben, zur Verfügung. Wird die automatische Zugkupplung getrennt, so wird der Fanghaken sowie die Haken der Zentriervorrichtung aus den Hinterschneidungen der jeweiligen Gegenkupplung herausgefädelt. Anschließend wird der Prallrahmen durch die erste Vordrückeinrichtung nach vorne gedrängt, so daß die Prallflächen sich in kuppelbereiter Stellung befinden, und zwar mit einem Vorlauf vor der Kupplungsebene der Elektrokupplung, die hierdurch beim Kuppelvorgang vor Beschädigungen geschützt wird.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kupplungskopf mit einer mechanischen, einer Luftkupplung sowie der erfindungsgemäßen Elektrokupplung.
Fig. 2
eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Elektrokupplung.
Fig. 3a - 3c
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Elektrokupplung beim Kuppeln.
Fig. 4a - 4d
einen erfindungsgemäßen Kupplungskopf in Schnittdarstellung.
In Fig. 1 ist eine automatische Zugkupplung 1, umfassend einen mechanischen Kupplungskopf 3 sowie eine Luftkupplung 5 und die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung 10 mit Elektrokupplung 12 dargestellt.
Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen, ist die Elektrokupplung 12 unterhalb des mechanischen Kupplungskopfes 3 angeordnet. Sowohl Luftkupplung 5 wie auch Elektrokupplung 12 kuppeln automatisch beim Auflaufen des mechanischen Kupplungskopfes 3 auf einen entsprechenden Gegenkupplungskopf.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Elektrokupplung 12 in der Draufsicht nochmals detaillierter dargestellt. Die Zentriervorrichtung 10 umfaßt einen Führungsrahmen 20, der wiederum über die in Fig. 1 dargestellten Verbindungsstellen 21, 23 mit dem mechanischen Kupplungskopf 3 verbunden ist. Im Führungsrahmen 20 stützt sich Vordrückfeder 22 ab, die wiederum über eine Lenkeranordnung 24 sowie die Verzögerungsfedern 26 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 die Elektrokupplung, die eine Fassung 42 sowie eine Verschlußringanordnung 44 aufweist, gegen die die Fassung bzw. das Aufnahmegehäuse 42 durch O-Ringe 46 abgedichtet ist.
Die Verzögerungsfeder 26 stützt sich zum einen auf der Lenkeranordnung 24 und zum anderen am Prallrahmen ab. 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 34 im nicht gekuppelten Zustand in eine Vorlaufstellung vor die Kuppelebene 60 gebracht. Hierdurch wird garantiert, daß bei Auflaufen der Gegenkupplung die Aufnahmevorrichtung 40, in der die Elektrokupplung angeordnet ist, nicht mit der Elektrokupplung der Gegenkupplung in Kontakt kommt, bevor der mechanische Kupplungsvorgang abgeschlossen ist. Eine Beschädigung wird so vermieden.
Die bei hohen Auflaufgeschwindigkeiten auftretenden Kräfte werden mit Hilfe der Verzögerungsfeder 26, abgefangen.
In der dargestellten Ausführungsform werden die hohen Auflaufkräfte durch Reibung mit einem Reibhebel 27, der an der Fassung 42 gelagert ist und beim Einfedern der Fassung am Prallrahmen reibt, gedämpft. Die Reibkraftdämpfung wird umso höher, je weiter die Fassung nach vorne läuft. Die Reibkraftdämpfung wirkt beim Einfedern und Zurückfedern.
Nachfolgend soll anhand von Zeichnungen 3a - 3c der Kuppelvorgang beispielhaft beschrieben werden.
Gleiche Bauteile wie in den vorangegangenen Abbildungen sind mit denselben Bezugsziffern belegt.
Deutlich zu erkennen ist die Prallfläche 30 mit erstem Abschnitt 32, zweitem Abschnitt 34 sowie drittem Abschnitt 36 sowie die Aufnahmevorrichtung 40 für die Elektrokupplung mit daran angebrachter Fangeinrichtung 50, umfassend einen Fanghaken 52 sowie die Hinterschneidung 54 und den Vorsprung 56.
Des weiteren dargestellt ist der Gegenkupplungskopf 100. Der Gegenkupplungskopf umfaßt ebenfalls eine Prallfläche 30 sowie eine Fangeinrichtung 50 mit Fanghaken 52, Hinterschneidungen 54 und Vorsprüngen 56.
Fig. 3a zeigt die Kupplungen in ungekuppeltem Zustand, wobei die nicht dargestellten Vordrückeinrichtungen die Prallfläche um den Vorlauf V nach vorne drängen.
In Fig. 3b ist das Auflaufen der Kupplungen dargestellt. Wie deutlich zu erkennen ist, berühren sich die Prallflächen der Kupplung sowie der Gegenkupplung 100 im mittleren Bereich 34 der Prallflächen 30. Die Aufnahmeeinrichtungen 40 der Elektrokupplung sind auf Abstand D gehalten, so daß die Elektrokupplung in der Aufnahmeeinrichtung 40 sich nicht berühren und keinerlei Beschädigungen beim Kuppeln auftreten können.
Durch das Abgleiten der Prallflächen im mittleren Bereich 34 wird die Aufnahmeeinrichtung 40 höhenzentriert. Ein Verrasten der Kupplungen findet nicht statt, da die Fangarme 52 die jeweilige Gegenkupplung abweisen.
Die Schließbewegung des Kupplungskopfes und der Elektrokupplung sind gleichsinig und lassen eine hohe Kuppel- und Trenngeschwindigkeit zu.
Durch den Aufprall auf den Prallrahmen wird eventuell vorhandene Vereisung und aufliegender Schnee sowie grobe Verschmutzungen abgeklopft.
In Fig. 3c sind die beiden Kupplungen in gekuppeltem Zustand dargestellt.
Wenn der Fang haken über die in Fig. 3b dargestellte Position in Axialrichtung A hinaus verschoben wird, so werden die Fanghaken 52 von der jeweiligen Gegenkupplung 100 nicht mehr abgewiesen. Die Kupplung und die jeweilige Gegenkupplung 100 rasten ineinander ein, indem die Fanghaken 52 sowie die durch die Vorsprünge 56 ausgebildeten Haken in die Hinterschneidung 54 der jeweiligen Gegenkupplung einrasten. Auf diese Art und Weise wird eine seitliche Zentrierung der Kupplungsköpfe erreicht.
In der in Fig. 3c dargestellten Kuppelstellung ist ein Lösen der Kupplung ohne Einsatz einer Lösevorrichtung nicht mehr möglich.
Beim zuvor beschriebenen zentriervorgang werden die Flächen der Elektrokupplung beim Zentriervorgang immer mehr zueinander parallel zugeführt. Diese liegen im gekuppelten Zustand mit der Vorspannkraft der Vordrückfedern aufeinander auf. Die Vordrückfedern wiederum drücken die Elektrokupplungen zu einem starren Gebilde zusammen. Erst bei größeren axialen Schwingungen der automatischen Zugkupplung in der Waggonachse reicht die Anpreßkraft hierfür nicht mehr aus. Zwischen den Flächen kann ein kleiner Spalt entstehen, bis die Elektrokupplung am starren Fanghaken mit dem Einlaufspiel anschlägt.
Die Lagerung der Prallrahmen im Führungsrahmen ist vorteilhafterweise derart ausgestaltet, daß trotz Zug-Druck-Bewegungen, Aufbäumen, Absenken sowie Winkelbildung bei Kurvenfahrt der automatischen Zugkupplung, die Elektrokupplung wie vorliegend beschrieben als starres Gebilde vorliegt und geschlossen bleibt.
Die Lagerung der Elektrokupplung ist des weiteren derart ausgebildet, daß eine gekuppelte Elektrokupplung, die beispielsweise vereist ist, auch noch getrennt werden kann, beispielsweise durch Formschluß.
In den Figuren 4a-4d sind dreidimensionale Ansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung dargestellt.
Dabei ist in Fig. 4a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Zentriervorrichtung gezeigt. Deutlich zu erkennen der Rahmen 20 mit den Verbindungsstellen bzw. Aufhängepunkten 21, 23.
Auch zu erkennen Durchbrüche 55 im Prallrahmen 30. Durch die seitlich eingeleitete Bewegung des Prallrahmens 30 werden Eis, Schnee und Verschmutzungen durch die dargestellten Durchbrüche 55 abgetrieben.
Des weiteren sind zwei Vordrückfedern 23, die den Prallrahmen in kuppelbereiter Stellung mit Vorlauf vor der Elektrokupplung halten, deutlich zu erkennen. Die Federn 22 stützen sich auf dem Rahmen 20 der Zentriervorrichtung sowie der Lenkeranordnung 24 für die Prallfläche ab.
Des weiteren sind die drei Abschnitte der Prallfläche 30, nämlich der erste Abschnitt 32, der zweite Abschnitt 34 sowie der dritte Abschnitt 36 zu erkennen. Erfindungsgemäß ist der erste Abschnitt der Prallfläche 32 mit der Fläche des zweiten Abschnittes der Prallfläche 36 parallel und der zweite Abschnitt der Prallfläche 34 unter einem Winkel angeordnet.
Deutlich zu erkennen auch die Aufnahmeeinrichtung 40 für die Elektrokupplung.
In Fig. 4b ist eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß Fig. 4a gezeigt. Deutlich zu erkennen ist wiederum der Prallrahmen 30 mit den drei Abschnitten 32, 34 und 36 sowie die am Prallrahmen angeordnete Fangeinrichtung 50, die Lenkeranordnung 24 sowie die Vordrückfedern 22.
Die Figuren 4c und 4d zeigen dreidimensionale Draufsichten der Anordnung gemäß den Figuren 4a und 4b. Hierbei werden wiederum gleiche Bezugsziffern für gleiche Bauteile verwandt. Deutlich in Fig. 4c zu erkennen wiederum der Prallrahmen 30 sowie die Lenkeranordnung 24 mit Vordrückfeder 22, die sich auf dem Rahmen 20 der Zentriereinrichtung abstützt.
In Fig. 4d ist besonders gut die Verzögerungsfeder 26 zu erkennen, die sich auf den Prallrahmen 30 und der Lenkeranordnung 24 abstützt. Die Verzögerungsfeder 26 dient im wesentlichen dazu, die hohen Auflaufkräfte beim Kuppeln auf den Prallrahmen 30 aufzunehmen, um so eine Beschädigung der Elektrokupplung, die sich in der Aufnahmeeinrichtung 40 befindet, zu verhindern.
Mit der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung wird somit erstmals ein Bauteil angegeben, indem eine Elektrokupplung aufgenommen werden kann und der ein automatisches Kuppeln und Lösen der elektrischen Verbindungen bei einer automatischen Zugkupplung ohne Beschädigung der Elektrokupplung ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1:
automatische Zugkupplung
3:
mechanischer Kupplungskopf
5:
Luftkupplung
10:
Zentriervorrichtung
12:
Elektrokupplung
20 :
Führungsrahmen
21, 23:
Verbindungsstellen
22:
Vordrückfeder
24:
Lenkeranordnung
26:
Verzögerungsfeder
27 :
Reibhebel
28:
Prallrahmen
30:
Prallfläche
32:
erster Abschnitt
34:
zweiter Abschnitt
36:
dritter Abschnitt
40:
Aufnahmeeinrichtung
42:
Fassung
44:
Verschlußanordnung
46:
O-Ringe
50:
Fangeinrichtung
52:
Fangarm
54:
Hinterschneidung
56:
Vorsprung
60:
Kupplungsebene
100:
Gegenkupplungskopf
V:
Vorlauf
D:
Abstand
α:
Winkel zwischen den verschiedenen Prallflächen
β:
Winkel , unter dem die Zentriervorrichtung gegenüber der Wagenachse angeordnet ist.

Claims (16)

  1. Zentriervorrichtung zur Aufnahme einer Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung (1) mit
    1.1 einem Führungsrahmen (20);
    1.2 einer Arretier- und Löseeinrichtung;
    1.3 einer Aufnahmeeinrichtung (40) für die Elektrokupplung, dadurch gekennzeichnet, daß
    1.4 die Zentriervorrichtung eine Höhen- und Seitenzentriervorrichtung aufweist, so daß die in der Aufnahmeeinrichtung (40) angeordnete Elektrokupplung zweier aufeinander auflaufender Zugkupplungen (1) selbsttätig zentriert werden, ohne daß die beiden Elektrokupplungen während des Zentriervorganges miteinander in Berührung kommen.
  2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen- und Seitenzentriervorrichtung eine Prallfläche (30) umfaßt mit einem ersten Abschnitt (32), einem zweiten Abschnitt (34) sowie einem dritten Abschnitt (36), wobei die Prallflächen (30) des ersten und dritten Abschnittes (32, 36) parallel versetzt zueinander verlaufen und die Prallfläche (30) des zweiten Abschnittes (34) mit der Prallfläche des ersten bzw. dritten Abschnittes (32, 36) einen Winkel von 0 < α <90° einschließt.
  3. Zentriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α im Bereich 30 < α <60° liegt.
  4. Zentriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α = 45° beträgt.
  5. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (30) Teil eines Prallrahmens (28) ist, der vom Führungsrahmen (20) der Zentriervorrichtung geführt wird.
  6. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung eine Lenkeranordnung (24) mit einer Vordrückeinrichtung (22) umfaßt, die die Prallfläche (30) in kuppelbereiter Stellung mit Vorlauf (V) vor der Kupplungsebene (60) der Elektrokupplung hält.
  7. Zentriervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf (V) 10 bis 20 cm beträgt.
  8. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungseinrichtung (26) vorgesehen ist, mit der hohe Auflaufkräfte abgefangen werden.
  9. Zentriervorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine Reibhebeleinrichtung (27) umfaßt.
  10. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier- und Löseeinrichtung einen Vorsprung (56) sowie mindestens eine Hinterschneidung (54) umfaßt.
  11. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier- und Löseeinrichtung einen Fanghaken (52) umfaßt.
  12. Automatische Zugkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zentriervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 umfaßt.
  13. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung unter einem Winkel β gegenüber der Wagenachse angeordnet ist.
  14. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel β , unter dem die Zentriervorrichtung gegenüber der Wagenachse angeordnet ist, im folgenden Bereich liegt: 20° < β < 40°.
  15. Kuppelverfahren für die Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung mit einer Zentriervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend folgende Schritte:
    15.1 zwei Kupplungsköpfe einer automatischen Zugkupplung werden aufeinander auflaufen gelassen, wodurch
    15.2 der zweite Abschnitt (34) der Prallfläche (30) der Zentriervorrichtung der ersten Kupplung und der zweite Abschnitt (34) der Prallfläche (30) der Zentriervorrichtung der zweiten Kupplung miteinander zur Anlage kommen;
    15.3 die beiden Prallflächen (30) unter Abweisung der Gegenkupplung durch Fanghaken (52) aneinander abgleiten, so daß die von der Aufnahmeeinnichtung (40) der Zentriervorrichtung aufgenommenen Elektrokupplungen höhenzentriert werden; und daß
    15.4 bei weiterem Vorlaufen, wenn die Fanghaken (52) von der Gegenkupplung nicht mehr abgewiesen werden, die Fanghaken (52) sowie die Vorsprünge (56) der Arretier- und Lösevorrichtung in die Hinterschneidungen (54) der jeweiligen Gegenkupplung einrasten, wodurch die Querverschiebung und die Verhakung mit der Gegenkupplung abgeschlossen wird.
  16. Verfahren zum Trennen der Elektrokupplung einer automatischen Zugkupplung mit einer Zentriervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die folgenden Schritte:
    16.1 die automatische Zugkupplung wird getrennt, wodurch die Vorsprünge (54) und Fanghaken (52) der Zentriervorrichtung für die Elektrokupplung aus den Hinterschneidungen (56) der jeweiligen Gegenkupplung herausgefädelt werden;
    16.2 der Prallrahmen wird durch die Vordrückeinnichtung (22) nach vorne gedrängt, so daß die Prallfläche (30) in kuppelbereiter Stellung mit Vorlauf vor der Kupplungsebene der Elektrokupplung gehalten wird.
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