EP1800987A1 - Mittlelpufferkuplung für Schienenfahrzeuge - Google Patents

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EP1800987A1
EP1800987A1 EP06405446A EP06405446A EP1800987A1 EP 1800987 A1 EP1800987 A1 EP 1800987A1 EP 06405446 A EP06405446 A EP 06405446A EP 06405446 A EP06405446 A EP 06405446A EP 1800987 A1 EP1800987 A1 EP 1800987A1
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EP
European Patent Office
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sealing
sealing body
coupling
closure member
central buffer
Prior art date
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Application number
EP06405446A
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English (en)
French (fr)
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EP1800987B1 (de
Inventor
Markus Jahns
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Schwab Verkehrstechnik AG
Original Assignee
Schwab Verkehrstechnik AG
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Publication date
Application filed by Schwab Verkehrstechnik AG filed Critical Schwab Verkehrstechnik AG
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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
    • B61G5/08—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for fluid conduits

Definitions

  • the invention relates to a central buffer coupling for rail vehicles according to the preamble of claim 1.
  • the invention aims to develop a central buffer coupling for rail vehicles such that the coupling head is compact, in particular the closure member should be compact and lightweight together with the associated sealing body and the closure member and / or the sealing body should be easy to operate and work reliably have to.
  • a central buffer coupling according to claim 1 is provided according to the invention.
  • the sealing element is formed in a preferred embodiment as an annular circumferential sealing lip which is elastically resilient at least in the radial direction and designed such that it applies by the pressure prevailing in the line form-fitting manner on the closure part of the closure member.
  • This design increases the reliability of the assembly by utilizing the pressure prevailing in the conduit to reliably seal the conduit.
  • Fig. 1 shows a perspective view of the coupling head 1 of a central buffer coupling. Since the basic structure and the basic mode of action of such a central buffer coupling are known, in particular only some of the elements of the central buffer coupling which are essential in connection with the invention are discussed below.
  • the coupling head 1 shown in the uncoupled state is provided with a coupling plate 2, the plane front side of which forms the actual coupling or impact surface 3.
  • the coupling plate 2 is provided with a round centering opening 4 and a dome 5 which is intended to engage in the centering opening of the counter-coupling (not shown).
  • From the bottom of the coupling plate is an angled Leitarm 6, which serves in the coupling process precentering the two coupling heads to be joined together.
  • the coupling head 1 is further provided with a pneumatic brake line 8 and a pneumatic supply line 9, which are each provided with a coupling or sealing body 10, 11 projecting in the uncoupled state via the coupling surface 3 of the coupling plate 2.
  • the respective sealing body 10, 11 is displaceable in the axial direction.
  • Fig. 2 shows the coupling head in longitudinal section, wherein this is shown in simplified form and will be discussed only on individual elements. Also in this case, the coupling head is shown in the uncoupled state.
  • the pneumatic brake line 8 With the brake line of the counter-coupling, it is provided in the region of the mouth of the coupling plate 2 with the axially displaceable sealing body 10, which has an axial passage opening and is provided on its front side with an annular sealing surface 12.
  • the first portion of the brake pipe 8 extends at a right angle to the coupling surface 3. Behind the coupling plate 2, the brake pipe 8 has a substantially radially opening into the first section 14 channel.
  • an axially displaceable closure piston 15 is arranged, which has a closure part 16 which rests in the active position on the inside of a sealing lip of the sealing body 10 to seal the brake line 8 to the outside.
  • a compression spring 17 loading the sealing body 10 in the extension direction is supported between the sealing body 10 and an annular shoulder surface of the closure piston 15.
  • a mechanical actuating mechanism is provided which u.a. a driven via a shaft 36 cam body 37 having a cam 38.
  • the extending at a right angle to the coupling surface 3 supply line 9 also opens into a substantially radially thereto extending channel 21.
  • an axially displaceable sealing body 11 is provided which has an axial passage opening and is provided on its front side with an annular sealing surface 13.
  • a stationary, ie non-movable closure piston 22 is provided, which is provided with a cylindrically shaped closure member 23 which on the inside of a sealing lip of the sealing body 11 applies and thus the supply line 9 seals to the outside.
  • a compression spring 24 is provided in order to push the sealing body 11 in the rest position shown here, in which it projects beyond the coupling surface 3.
  • the supply line 9 first runs at a right angle to the coupling surface 3, in order then to open into a substantially radially extending channel 21.
  • the two sealing bodies 10, 11 are in any case arranged such that their longitudinal central axes extend at least approximately perpendicular to the coupling surface 3.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the enlarged sealing body 10, which is formed substantially hollow cylindrical.
  • the preferably made of polyurethane sealing body 10 is provided with an annular sealing surface 13 which rises from the outside inwards.
  • an annular recess 26 is provided, through which an annular sealing lip 27 is provided, which is elastically yielding in the axial direction.
  • elastically yielding sealing lip 28 is arranged, which is designed and dimensioned such that it rests sealingly on the lateral surface of the closure part of located in the operative position of the closure piston.
  • a recess 29 is arranged, which on the one hand is intended to ensure the elastic resilience of the sealing lip 28 in the radial direction.
  • this recess 29 and the sealing lip 28 it should be ensured by the shape of this recess 29 and the sealing lip 28 that this applies by the prevailing in the respective pipe air pressure form fit with a sealing edge on the outside of the lateral surface of the closure part of the closure piston. If the pressure in the line increases, the contact pressure of the sealing lip on the closure part also increases.
  • an annular circumferential stop surface 30 is also arranged, which limits the extension of the sealing body under the action of the compression spring and the air pressure by applying to a snap ring, as will be explained in more detail below.
  • sealing body 10 On the inside of the sealing body 10 is finally provided with a recess 31, which is particularly important in connection with the closure piston of the supply line of importance.
  • the sealing body 10 shown here for both lines 8, 9 is used in identical form both in the brake line and in the supply line. If in each case an operative position is mentioned in connection with the closure member or the sealing body, its closing position is to be understood as meaning in which the sealing lip rests in a sealing manner on the closure part of the closure piston. Under rest position is to be understood in each case the open position in which the sealing lip is not applied to the closure part of the closure piston.
  • FIG. 4 shows the sealing body in a perspective view from which, in particular, the annular sealing surface 13 and the annular peripheral stop surface 30 can be seen.
  • Fig. 5 shows the supply line 9 in the region of the coupling plate together with the sealing body 11 initial state.
  • the sealing body 11 is located by the action of the compression spring 25 in its extended state in which it projects beyond the coupling surface 3.
  • the ejection of the sealing body 11 is limited by acting as a stopper snap ring 33 to which the sealing body 11 rests with its annular stop surface 30.
  • the closure member 23 applies to the inside on the sealing lip 32 of the sealing body 11 and seals the supply line 9 to the outside.
  • On the back of the closure member 23 is provided with a chamfer 24, which is to help in a forward relative movement between the sealing body 11 and the closure member 23 of the closure piston 22 to push the sealing lip 32 in the radial direction to the outside.
  • the prevailing in the supply line 9 air pressure and the formation of the sealing lip 32 is ensured in the initial state shown here that the sealing lip 32 forms a form-fitting manner on the outside of the lateral surface of the closure part 23 of the closure piston 22.
  • Fig. 6 shows a view of the supply line in the region of the coupling plate together with the sealing body 11 in the open position.
  • the sealing body 11 is pushed by the counter-coupling (not shown) against the force of the spring 25 and the air pressure inward.
  • the sealing lip 32 lifts off from the closure part 23 of the sealing body 11, so that a passage between the radial air line 21 and the supply line 9 of the counter-coupling is created and the latter is opened relative to the counter-coupling.
  • the compressed air as indicated by an arrow 34, flow past the radial feed line 21 on the outside of the closure part 23 and leave the sealing body 11 in the axial direction or flow in the opposite direction.
  • the sealing body 11 assumes this position in the normal case only when the two coupling heads of two central buffer couplings to be joined together mechanically rest on one another.
  • the brake pipe 8 in the region of the coupling plate together with the sealing body 10 in the initial state, ie in the closed position (operative position) can be seen.
  • the closure piston 15 is displaced by the cam 38 in its front operative position or is held there, so that the sealing lip 28th sealing on the outside of the closure part 16 applies.
  • the closure part 16 of the closure piston 15 is provided on its front side with an outer circumferential phase 18, which is to ensure that the sealing lip 28 is pressed outwardly in the radial direction when the closure member 23 of the closure piston 22 from the rear open to the front closed position is pushed.
  • connection of the brake line of a coupling head to the brake line of the counter-coupling is shown in different phases with reference to FIGS. 8 to 11. Corresponding parts of the counter-coupling are provided with the same reference numerals and additionally an "a".
  • the respective sealing body 10, 10a projects beyond the coupling surface 3, 3a under the action of the respective compression spring 17, 17a.
  • the closure piston 15, 15a is pushed by the cam 38, 38a in the front operative position or held in the front operative position in which he closes the respective brake line 8, 8a, so that it is sealed to the outside.
  • the closure part 16, 16a of the closure piston 15, 15a rests against the inside on the sealing lip 28, 28a of the respective sealing body 10, 10a.
  • the sealing lips 28, 28a fit under the action of the pressure prevailing in the brake line air pressure P form fit on the outside of the closure part 16, 16a. If the pressure P increases in the brake line 8, the contact pressure of the sealing lip 28, 28a on the lateral surface of the closure part 16, 16a also increases.
  • Fig. 9 shows a phase during the approach of the two coupling heads.
  • the two annular end faces of the respective sealing body 10, 10 a touch.
  • the two sealing bodies 10, 10a begin to move mutually in the direction of the head inner part against the force of the respective compression spring, until they finally flush with the coupling surface, as shown in Fig. 10.
  • the two sealing bodies 10, 10a with your Rear on a rear stop to the plant.
  • Between the two coupling heads now only a very small gap, which is largely canceled after the complete coupling of the two coupling heads.
  • the two annular end faces of the respective sealing body 10, 10a begin to deform elastically, so that they come to lie flat against each other and a tight connection between the two sealing bodies 10, 10a is formed.
  • the cam 38, 38a and the closure piston are designed and matched to one another such that the axial stroke of the closure piston 15, 15a is greater than the axial displacement path of the sealing body 10, 10a, so that the closure part 16, 16a of the closure piston 15, 15a at his rearward movement despite the insertion movement of the sealing body 10, 10 a moved away from the sealing lip.
  • An inventive designed coupling head is compact, lightweight and can be produced inexpensively. By the previously specified design in particular of the sealing body can be ensured that the pneumatic lines can be safely, quickly and reliably connected to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Seal Device For Vehicle (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

Die Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge weist einen Kupplungskopf (1) auf, der mit einer pneumatischen Bremsleitung (8) und einer pneumatischen Versorgungsleitung (9) versehen ist. Zum Verschliessen bzw. Öffnen der jeweiligen Leitung (8, 9) ist pro Leitung (8, 9) ein Verschlussorgan (15, 22) vorgesehen. Die jeweilige Leitung (8, 9) ist im Bereich der Kupplungsebene (3) mit einem axial verschiebbaren, eine stirnseitige Dichtfläche (12, 13) aufweisenden Dichtkörper (10, 11) versehen. Der genannte Dichtkörper (10, 11) weist eine axiale Durchlassöffnung auf, in der eine ringförmig umlaufende Dichtlippe (28, 32) angeordnet ist. Diese Dichtlippe (28, 32) legt sich in der Wirkstellung dichtend an einem Verschlussteil (16, 23) des Verschlussorgans (15, 22) an und verschliesst die Leitung (8, 9). Die Dichtlippe (28, 32) ist in radialer Richtung elastisch nachgiebig und derart ausgebildet, dass sie sich durch den in der Leitung vorherrschenden Druck formschlüssig an dem Verschlussteil (16, 23) des Verschlussorgans (15, 22) anlegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei Mittelpufferkupplungen für Schienenfahrzeuge werden heutzutage vermehrt vollautomatische Kupplungsköpfe eingesetzt. Dabei wird sowohl der mechanische Kupplungsvorgang wie auch das Verbinden der elektrischen sowie der pneumatischen Verbindungs- und/oder Bremsleitungen vollautomatisch, d.h. ohne manuelles Zutun durchgeführt.
  • Um zu verhindern, dass die Luft in den pneumatischen Leitungen im ungekuppelten Zustand über die vorgesehenen Dichtelemente entweichen kann und der Druck abfällt, müssen die genannten Leitungen im Bereich der Kupplungsfläche mit einem Verschlussorgan versehen sein, das die jeweilige Leitung im ungekuppelten Zustand nach aussen abschliesst. Um das Verschlussorgan bzw. den zugehörigen Dichtkörper betätigen zu können, sind die bekannten Mittelpufferkupplungen mit aufwändigen Verschlussmechanismen versehen, welche zum einen teuer in der Herstellung sind und zum anderen viel Platz in Anspruch nehmen und zudem auch noch schwer sind.
  • Die Erfindung zielt darauf ab, eine Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge derart weiterzubilden, dass der Kupplungskopf kompakt aufgebaut ist, wobei insbesondere das Verschlussorgan mitsamt dem zugehörigen Dichtkörper kompakt und leicht aufgebaut sein soll und wobei das Verschlussorgan und/oder der Dichtkörper einfach betätigbar sein sollen und zuverlässig funktionieren müssen.
  • Hierzu wird nach der Erfindung eine Mittelpufferkupplung gemäss dem Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Indem die jeweilige Leitung der Mittelpufferkupplung im Bereich der Kupplungsebene mit einem axial verschiebbaren, eine stirnseitige Dichtfläche aufweisenden Dichtkörper versehen ist, der eine Durchlassöffnung aufweist, in der ein Dichtelement angeordnet ist, welches sich in der Wirkstellung dichtend an einem Verschlussteil des Verschlussorgans anlegt und die Leitung verschliesst, wird die grundsätzliche Voraussetzung geschaffen, dass das Verschlussorgan mitsamt dem zugehörigen Dichtkörper kompakt und leicht aufgebaut ist und zuverlässig funktioniert.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Mittelpufferkupplung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 umschrieben.
  • So ist das Dichtelement bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als ringförmig umlaufende Dichtlippe ausgebildet, welche zumindest in radialer Richtung elastisch nachgiebig und derart gestaltet ist, dass sie sich durch den in der Leitung vorherrschenden Druck formschlüssig an dem Verschlussteil des Verschlussorgans anlegt. Diese Ausbildung erhöht die Zuverlässigkeit der Anordnung, indem der in der Leitung vorherrschende Druck zum zuverlässigen Abdichten der Leitung genutzt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht des Kupplungskopfs einer Mittelpufferkupplung;
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch einen Teil des Kupplungskopfs;
    Fig. 3
    einen Längsschnitt durch einen vergrössert dargestellten Dichtkörper;
    Fig. 4
    eine perspektivische Ansicht des Dichtkörpers;
    Fig. 5
    eine Ansicht der Versorgungsleitung im Bereich der Kupplungsplatte zusammen mit dem Dichtkörper im Ausgangszustand;
    Fig. 6
    eine Ansicht der Versorgungsleitung im Bereich der Kupplungsplatte zusammen mit dem Dichtkörper im Wirkzustand;
    Fig. 7
    eine Ansicht der Bremsleitung im Bereich der Kupplungsplatte zusammen mit dem Dichtkörper im Ausgangszustand;
    Fig. 8 bis 11
    die Bremsleitung des Kupplungskopfs im Bereich der Kupplungsplatte zusammen mit der Bremsleitung der Gegenkupplung in verschiedenen Phasen während des Kupplungsvorgangs;
  • Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kupplungskopfs 1 einer Mittelpufferkupplung. Da der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche Wirkungsweise einer solchen Mittelpufferkupplung bekannt sind, wird nachfolgend insbesondere nur auf einige im Zusammenhang mit der Erfindung wesentliche Elemente der Mittelpufferkupplung eingegangen.
  • Der im ungekuppelten Zustand gezeigte Kupplungskopf 1 ist mit einer Kupplungsplatte 2 versehen, deren plane Vorderseite die eigentliche Kupplungs- bzw- Stossfläche 3 bildet. Die Kupplungsplatte 2 ist mit einer runden Zentrieröffnung 4 sowie einer Kuppe 5 versehen, welche in die Zentrieröffnung der Gegenkupplung (nicht dargestellt) einzugreifen bestimmt ist. Von der Unterseite der Kupplungsplatte steht ein abgewinkelter Leitarm 6 vor, der beim Kupplungsvorgang dem Vorzentrieren der beiden miteinander zu verbindenden Kupplungsköpfe dient. Der Kupplungskopf 1 ist im weiteren mit einer pneumatischen Bremsleitung 8 sowie einer pneumatischen Versorgungsleitung 9 versehen, welche mit je einem Kupplungs- bzw. Dichtkörper 10, 11 versehen sind, die im nicht gekuppelten Zustand über die Kupplungsfläche 3 der Kupplungsplatte 2 vorstehen. Der jeweilige Dichtkörper 10, 11 ist in axialer Richtung verschiebbar.
  • Die Fig. 2 zeigt den Kupplungskopf im Längsschnitt, wobei dieser vereinfacht dargestellt ist und nur auf einzelne Elemente eingegangen wird. Auch in diesem Fall ist der Kupplungskopf im ungekuppelten Zustand dargestellt. Um die pneumatische Bremsleitung 8 mit der Bremsleitung der Gegenkupplung verbinden zu können, ist diese im Bereich der Mündung der Kupplungsplatte 2 mit dem axial verschiebbaren Dichtkörper 10 versehen, der eine axiale Durchlassöffnung aufweist und auf seiner Vorderseite mit einer ringförmigen Dichtfläche 12 versehen ist. Der erste Abschnitt der Bremsleitung 8 verläuft unter einem rechten Winkel zur Kupplungsfläche 3. Hinter der Kupplungsplatte 2 weist die Bremsleitung 8 einen im wesentlichen radial in den ersten Abschnitt mündenden Kanal 14 auf. In der Bremsleitung 8 ist ein axial verschiebbarer Verschlusskolben 15 angeordnet, der einen Verschlussteil 16 aufweist, der sich in der Wirkstellung auf der Innenseite an einer Dichtlippe des Dichtkörpers 10 anlegt, um die Bremsleitung 8 nach aussen abzudichten. Eine den Dichtkörper 10 in Ausschubrichtung belastende Druckfeder 17 ist zwischen dem Dichtkörper 10 und einer ringförmigen Schulterfläche des Verschlusskolbens 15 abgestützt. Zum axialen Verschieben des Verschlusskolbens 15 ist ein mechanischer Betätigungsmechanismus vorgesehen, der u.a. einen über eine Welle 36 angetriebenen Nockenkörper 37 mit einem Nocken 38 aufweist.
  • Die in einem rechten Winkel zur Kupplungsfläche 3 verlaufende Versorgungsleitung 9 mündet ebenfalls in einen im wesentlichen radial dazu verlaufenden Kanal 21. Um die Versorgungsleitung 9 im hier dargestellten Ruhezustand nach aussen abzudichten, ist wiederum ein axial verschiebbarer Dichtkörper 11 vorgesehen, der eine axiale Durchlassöffnung aufweist und auf seiner Vorderseite mit einer ringförmigen Dichtfläche 13 versehen ist. Zudem ist ein stationärer, d.h. nicht beweglicher Verschlusskolben 22 vorgesehen, der mit einem zylindrisch ausgebildeten Verschlussteil 23 versehen ist, der sich auf der Innenseite an einer Dichtlippe des Dichtkörpers 11 anlegt und damit die Versorgungsleitung 9 nach aussen abdichtet. Um den Dichtkörper 11 in die hier dargestellte Ruhestellung zu schieben, in der er über die Kupplungsfläche 3 vorsteht, ist eine Druckfeder 24 vorgesehen. Die Versorgungsleitung 9 verläuft zuerst unter einem rechten Winkel zur Kupplungsfläche 3, um dann in einen im wesentlichen radial dazu verlaufenden Kanal 21 zu münden. Die beiden Dichtkörper 10, 11 sind jedenfalls derart angeordnet, dass deren Längsmittelachsen zumindest annähernd senkrecht zur Kupplungsfläche 3 verlaufen.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den vergrössert dargestellten Dichtkörper 10, der im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist. Der vorzugsweise aus Polyurethan bestehende Dichtkörper 10 ist mit einer ringförmigen Dichtfläche 13 versehen, die von aussen nach innen ansteigt. Hinter der Dichtfläche 12 ist ein ringförmiger Einschnitt 26 angebracht, durch den eine ringförmige Dichtlippe 27 geschaffen wird, die in axialer Richtung elastisch nachgiebig ist. Im Innern des Dichtkörpers 10 ist die insbesondere in radialer Richtung elastisch nachgiebige Dichtlippe 28 angeordnet, welche derart gestaltet und dimensioniert ist, dass sie sich dichtend an der Mantelfläche des Verschlussteils des sich in der Wirkstellung befindlichen des Verschlusskolbens anlegt. Auf der dem Verschlusskolben zuzuwendenden Rückseite der Dichtlippe 28 ist eine Ausnehmung 29 angeordnet, welche einerseits die elastische Nachgiebigkeit der Dichtlippe 28 in radialer Richtung sicherstellen soll. Andererseits soll durch die Form dieser Ausnehmung 29 bzw. der Dichtlippe 28 sichergestellt werden, dass sich diese durch den in der jeweiligen Leitung vorherrschenden Luftdruck formschlüssig mit einer Dichtkante an der Aussenseite der Mantelfläche des Verschlussteils des Verschlusskolbens anlegt. Steigt der Druck in der Leitung an, so steigt auch der Anpressdruck der Dichtlippe an dem Verschlussteil an. Auf der Aussenseite des Dichtkörpers 10 ist zudem eine ringförmig umlaufende Anschlagfläche 30 angeordnet, welche den Ausschub des Dichtkörpers unter der Wirkung der Druckfeder und des Luftdrucks begrenzt, indem sie sich an einem Sprengring anlegt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Auf der Innenseite ist der Dichtkörper 10 schliesslich mit einer Ausnehmung 31 versehen, welche insbesondere im Zusammenhang mit dem Verschlusskolben der Versorgungsleitung von Bedeutung ist. Der hier stellvertretend für beide Leitungen 8, 9 gezeigte Dichtkörper 10 wird in identischer Form sowohl in der Bremsleitung wie auch in der Versorgungsleitung eingesetzt. Wenn im Zusammenhang mit dem Verschlussorgan bzw. dem Dichtkörper jeweils von Wirkstellung gesprochen wird, so ist darunter deren Schliessstellung zu verstehen, in der die Dichtlippe dichtend am Verschlussteil des Verschlusskolbens anliegt. Unter Ruhestellung ist jeweils die Offenstellung zu verstehen, in der die Dichtlippe nicht am Verschlussteil des Verschlusskolbens anliegt.
  • Die Fig. 4 zeigt den Dichtkörper in einer perspektivischen Ansicht aus welcher insbesondere die ringförmige Dichtfläche 13 sowie die ringförmig umlaufende Anschlagfläche 30 ersichtlich ist.
  • Fig. 5 zeigt die Versorgungsleitung 9 im Bereich der Kupplungsplatte zusammen mit dem Dichtkörper 11 Ausgangszustand. Der Dichtkörper 11 befindet sich durch die Wirkung der Druckfeder 25 in seinem ausgeschobenen Zustand, in der er über die Kupplungsfläche 3 vorsteht. Der Ausschub des Dichtkörpers 11 wird durch den als Anschlag wirkenden Sprengring 33 begrenzt, an dem sich der Dichtkörper 11 mit seiner ringförmigen Anschlagfläche 30 anlegt. In diesem Zustand legt sich der Verschlussteil 23 auf der Innenseite an der Dichtlippe 32 des Dichtkörpers 11 an und dichtet die Versorgungsleitung 9 nach aussen ab. Auf der Rückseite ist der Verschlussteil 23 mit einer Abschrägung 24 versehen, welche bei einer nach vorne gerichteten Relativbewegung zwischen dem Dichtkörper 11 und dem Verschlussteil 23 des Verschlusskolbens 22 helfen soll, die Dichtlippe 32 in radialer Richtung nach aussen zu drücken. Durch den in der Versorgungsleitung 9 vorherrschenden Luftdruck und die Ausbildung der Dichtlippe 32 wird in dem hier dargestellten Ausgangszustand sichergestellt, dass sich die Dichtlippe 32 formschlüssig an der Aussenseite der Mantelfläche des Verschlussteils 23 des Verschlusskolbens 22 anlegt.
  • Fig. 6 zeigt eine Ansicht der Versorgungsleitung im Bereich der Kupplungsplatte zusammen mit dem Dichtkörper 11 in der Offenstellung. Der Dichtkörper 11 wird durch die Gegenkupplung (nicht dargestellt) entgegen der Kraft der Feder 25 und des Luftdrucks nach innen geschoben. Dadurch hebt sich die Dichtlippe 32 vom Verschlussteil 23 des Dichtkörpers 11 ab, so dass ein Durchgang zwischen der radialen Luftleitung 21 und der Versorgungsleitung 9 der Gegenkupplung geschaffen wird und letztere gegenüber der Gegenkupplung geöffnet wird. In diesem Zustand kann die Druckluft, wie durch einen Pfeil 34 angedeutet, von der radialen Zuleitung 21 an der Aussenseite des Verschlussteils 23 vorbeiströmen und den Dichtkörper 11 in axialer Richtung verlassen oder in entgegengesetzter Richtung strömen. Der Dichtkörper 11 nimmt diese Stellung im Normalfall nur dann ein, wenn die beiden Kupplungsköpfe zweier miteinander zu verbindenden Mittelpufferkupplungen mechanisch aufeinander aufliegen.
  • Aus der Fig. 7 ist die Bremsleitung 8 im Bereich der Kupplungsplatte zusammen mit dem Dichtkörper 10 im Ausgangszustand, d.h. in der Schliessstellung (Wirkstellung) ersichtlich. Der Verschlusskolben 15 ist dabei durch den Nocken 38 in seine vordere Wirkstellung verschoben bzw. wird dort gehalten, so dass sich die Dichtlippe 28 dichtend an der Aussenseite des Verschlussteils 16 anlegt. Der Verschlussteil 16 des Verschlusskolbens 15 ist auf seiner Vorderseite mit einer aussen umlaufenden Phase 18 versehen, welche sicherstellen soll, dass die Dichtlippe 28 in radialer Richtung nach aussen gedrückt wird, wenn der Verschlussteil 23 des Verschlusskolbens 22 von der hinteren Offen- in die vordere Schliessstellung geschoben wird. Durch den in der Bremsleitung 8 vorherrschenden Luftdruck wird auch in diesem Fall sichergestellt, dass sich die Dichtlippe 28 formschlüssig an der Aussenseite der Mantelfläche des Verschlussteils 23 des Verschlusskolbens 22 anlegt. Durch den in dem Kanal 14 herrschenden Luftdruck von ca. 5 bar in der Bremsleitung und ca. 10 bar in der Versorgungsleitung wird sichergestellt, dass der Verschlusskolben 15 nach hinten gegen den Nocken 38 des Nockenkörpers 37 gedrückt wird, da der Luftdruck nur einseitig auf den Verschlusskolben 15, namentlich auf dessen ringförmige Schulterfläche 20, einwirkt. Auch in diesem Fall ist ein als Anschlag wirkender Sprengring 35 zur Begrenzung des Ausschubs des Dichtkörpers 10 vorgesehen.
  • Das Verbinden der Bremsleitung des einen Kupplungskopfs mit der Bremsleitung der Gegenkupplung wird anhand der Figuren 8 bis 11 in verschiedenen Phasen gezeigt. Korrespondierende Teile der Gegenkupplung sind mit dem gleichen Bezugszeichen sowie zusätzlich einem "a" versehen.
  • Wie aus der Fig. 8 ersichtlich ist, steht der jeweilige Dichtkörper 10, 10a unter der Wirkung der jeweiligen Druckfeder 17, 17a über die Kupplungsfläche 3, 3a vor. Der Verschlusskolben 15, 15a wird durch den Nocken 38, 38a in die vordere Wirkstellung geschoben bzw. in der vorderen Wirkstellung gehalten, in welcher er die jeweilige Bremsleitung 8, 8a verschliesst, so dass diese nach aussen abgedichtet ist. Dazu liegt der Verschlussteil 16, 16a des Verschlusskolbens 15, 15a auf der Innenseite an der Dichtlippe 28, 28a des jeweiligen Dichtkörpers 10, 10a an. Die Dichtlippen 28, 28a legen sich unter der Wirkung des in der Bremsleitung vorherrschenden Luftdrucks P formschlüssig an der Aussenseite des Verschlussteils 16, 16a an. Steigt der Druck P in der Bremsleitung 8 an, so steigt auch der Anpressdruck der Dichtlippe 28, 28a an der Mantelfläche des Verschlussteils 16, 16a an.
  • Die Fig. 9 zeigt eine Phase während der Annäherung der beiden Kupplungsköpfe. In dieser Phase berühren sich die beiden ringförmigen Stirnflächen des jeweiligen Dichtkörpers 10, 10a. Werden nun die beiden Kupplungsköpfe weiter zusammengeführt, so beginnen sich die beiden Dichtkörper 10, 10a gegenseitig in Richtung des Kopfinnenteils entgegen der Kraft der jeweiligen Druckfeder zu verschieben, bis sie schliesslich bündig mit der Kupplungsfläche abschliessen, wie dies in der Fig. 10 gezeigt ist. Ggf. kommen die beiden Dichtkörper 10, 10a mit Ihrer Rückseite an einem rückwärtigen Anschlag zur Anlage. Zwischen den beiden Kupplungsköpfen besteht nunmehr nur noch ein sehr kleiner Spalt, der nach dem vollständigen Kuppeln der beiden Kupplungsköpfe weitgehend aufgehoben ist. In der Endphase des Kupplungsvorgangs beginnen sich die beiden ringförmigen Stirnflächen des jeweiligen Dichtkörpers 10, 10a elastisch zu verformen, so dass sie flächig aneinander anzuliegen kommen und eine dichte Verbindung zwischen den beiden Dichtkörpern 10, 10a entsteht. Nach dem vollständigen Kuppeln der beiden Kupplungsköpfe wird der Nockenkörper 37, 37a zusammen mit dem jeweiligen Nocken 38, 38a um ca. 80° im Uhrzeigersinn in die in der Fig. 11 gezeigte Position gedreht. Unter der Wirkung der Druckfeder und insbesondere unter der Wirkung des in der Leitung vorherrschenden Luftdrucks, der einseitig auf den jeweiligen Verschlusskolben 15, 15a wirkt, bewegt sich der jeweilige Verschlusskolben 15, 15a in die rückwärtige Offenstellung, in der er sich an der planen Auflagefläche 39, 39a des jeweiligen Nockenkörpers 37, 37a anlegt. Durch das Verschieben der beiden Verschlusskolben 15, 15a wird deren Verschlussteil 16, 16a von der Dichtlippe des jeweiligen Dichtkörpers 10, 10a entfernt, so dass die zugehörige Bremsleitung geöffnet wird und die Druckluft von dem radialen Kanal 14 der einen Bremsleitung an dem Verschlussteil 16 des zugehörigen Verschlusskolbens 15 vorbei in den Dichtkörper 10a der Gegenkupplung hinein und dort ebenfalls an dem Verschlussteil 16a des zugehörigen Verschlusskolbens 15a vorbei in den radialen Kanal 14a und damit in die Bremsleitung der Gegenkupplung strömen kann, wie dies schematisch durch eine Linie 35 angedeutet ist. Namentlich wird durch das Verschieben des jeweiligen Verschlusskolbens 15, 15a ein Durchlass zwischen dem radialen Kanal 14, 14a und dem geraden Abschnitt der Bremsleitung geöffnet. Der Nocken 38, 38a sowie der Verschlusskolben sind derart ausgelegt und aufeinander abgestimmt, dass der axiale Hub des Verschlusskolbens 15, 15a grösser ist als der axiale Verschiebweg des Dichtkörpers 10, 10a, so dass sich der Verschlussteil 16, 16a des Verschlusskolbens 15, 15a bei seiner rückwärtigen Bewegung trotz der Einschubbewegung des Dichtkörpers 10, 10a von dessen Dichtlippe wegbewegt.
  • Ein erfindungsgemäss gestalteter Kupplungskopf ist kompakt, leicht und kann kostengünstig hergestellt werden. Durch die vorgängig spezifizierte Gestaltung insbesondere des Dichtkörpers kann sichergestellt werden, dass die pneumatischen Leitungen sicher, schnell und zuverlässig miteinander verbunden werden können.

Claims (11)

  1. Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge, mit einem mit zumindest einer pneumatischen Bremsleitung (8) und/oder Versorgungsleitung (9) versehenen Kupplungskopf (1), der mit einem Verschlussorgan (15, 22) zum Verschliessen bzw. Öffnen der jeweiligen Leitung (8, 9) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (8, 9) im Bereich der Kupplungsebene (3) mit einem eine stirnseitige Dichtfläche (12, 13) aufweisenden Dichtkörper (10, 11) versehen ist, der eine Durchlassöffnung aufweist, in der ein Dichtelement angeordnet ist, welches sich in der Wirkstellung dichtend an einem Verschlussteil (16, 23) des Verschlussorgans (15, 22) anlegt und die Leitung (8, 9) verschliesst.
  2. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (10, 11) axial verschiebbar ist.
  3. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement als ringförmig umlaufende Dichtlippe (28, 32) ausgebildet ist, welche zumindest in radialer Richtung elastisch nachgiebig und derart gestaltet ist, dass sie sich durch den in der Leitung vorherrschenden Druck und/oder durch die eigene Vorspannung in radialer Richtung formschlüssig an dem Verschlussteil (16, 23) des Verschlussorgans (15, 22) anlegt.
  4. Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (10, 11) mittels einer Druckfeder (17, 25) derart belastet ist, dass er in der Ruhestellung über die Kupplungsfläche (3) vorsteht, wobei ein Anschlag (33, 35) vorgesehen ist, der die Ausschubbewegung des Dichtkörpers (10, 11) begrenzt.
  5. Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (10, 11) und/oder das Verschlussorgan (15, 22) während des Kupplungsvorgangs derart verschoben wird/werden, dass zwischen dem Dichtelement (28, 32) des Dichtkörpers (10, 11) und dem Verschlussteil (16, 23) des Verschlussorgans (15, 22) ein Durchlass für die Druckluft geschaffen wird.
  6. Mittelpufferkupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussteil (16, 23) des Verschlussorgans (15, 22) zumindest teilweise zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Aussendurchmesser des zylindrischen Abschnitts des Verschlussteils derart an die ringförmig umlaufende Dichtlippe (28, 32) angepasst ist, dass sich das Dichtelement (28, 32) an der Mantelfläche des zylindrischen Abschnitts des sich in der Wirkstellung befindlichen Verschlussteils (28, 32) anlegt, wobei beim Kupplungsvorgang eine axiale Relativbewegung zwischen dem Dichtkörper (10, 11) und dem Verschlussorgan stattfindet, indem der Dichtkörper (10, 11) in Relation zum Verschlussorgan (15, 22) bzw. das Verschlussorgan (15, 22) in Relation zum Dichtkörper (10, 11) soweit bewegt wird, dass sich der Verschlussteil (28, 32) vom Dichtelement (28, 32) und/oder das Dichtelement (28, 32) vom Verschlussteil (28, 32) entfernt.
  7. Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (10, 11) im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und auf der dem Kupplungskopf (1) abgewandten Seite mit einer endseitigen Dichtfläche (12, 13) versehen ist, welche in axialer Richtung elastisch nachgiebig ist.
  8. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (12, 13) ringförmig ausgebildet ist und von aussen nach innen ansteigt.
  9. Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsmittelachse des Dichtkörpers (10, 11) zumindest annähernd senkrecht zur Kupplungsfläche (3) verläuft.
  10. Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (15) von einem mechanischen Betätigungselement (37) in der Wirkstellung gehalten wird, in der es die Leitung (8) verschliesst, und dass das Verschlussorgan (15) nach dem mechanischen Kuppeln des Kupplungskopfs vom mechanischen Betätigungselement (37) freigegeben wird, so dass es durch den in der Leitung (8) vorherrschenden Druck in die Offenstellung bewegbar ist.
  11. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Hub des Verschlussorgans (15) grösser ist als der axiale Verschiebweg des Dichtkörpers (10).
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