EP2334534B1 - Mittelpufferkupplung für schienengebundene fahrzeuge - Google Patents
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- EP2334534B1 EP2334534B1 EP09737381.5A EP09737381A EP2334534B1 EP 2334534 B1 EP2334534 B1 EP 2334534B1 EP 09737381 A EP09737381 A EP 09737381A EP 2334534 B1 EP2334534 B1 EP 2334534B1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
- B61G5/02—Couplings for special purposes not otherwise provided for for coupling articulated trains, locomotives and tenders or the bogies of a vehicle; Coupling by means of a single coupling bar; Couplings preventing or limiting relative lateral movement of vehicles
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- 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 central buffer coupling for rail vehicles according to the preamble of claim 1.
- a middle buffer coupling of the aforementioned type is used in particular to couple individual railway cars, which do not have their own drive, with each other.
- a central buffer coupling is also referred to as intermediate or close coupling.
- mechanical intermediate or short couplings are coupled together via a suitable connecting element by hand.
- connection cables also referred to as jumper cables
- connection cables which are to be manually inserted into connections which are attached to the carriages. Since comparatively many connection cables are often required for power and signal transmission, manual insertion and removal of the connection cables is tedious and time-consuming. In an emergency, for example in an accident, the connecting cables are often forcibly cut and destroyed by the rescue personnel, since a manual release would take too much time.
- a further disadvantage is that the known from the prior art connection cable must be accommodated in relatively expensive protective tubes to protect them from harsh environmental conditions.
- An alternative solution is to provide a separate electrical coupling for power and signal transmission in addition to the mechanical central buffer coupling.
- a mechanical central buffer coupling is provided, the two coupling halves are connected by a shell sleeve.
- a carrier below the mechanical middle buffer coupling is a carrier, on which a cable coupling is guided.
- This known clutch system is relatively complicated, since it contains two separate clutches, namely an electrical and a mechanical clutch.
- a central buffer coupling which contains air lines or electrical lines, which are led out of the respective coupling rod shortly behind a shell sleeve with which the coupling heads of the two coupling halves are connected together.
- a central buffer coupling according to the preamble of claim 1 is characterized by the FR-A-2217995 known.
- the object of the invention is to provide a mechanical, manually operated central buffer coupling according to the preamble of claim 1 so on that allows in a technically low-cost manner, the secure transmission of electrical currents and signals between the vehicle parts to be coupled together.
- the invention solves this problem by the characterizing part of claim 1.
- a mechanical clutch and an electric clutch are integrated.
- the coupling rods, which are part of the mechanical coupling, according to the invention also serve to accommodate the electrical lines that conduct the electrical currents, for example, for signal and power transmission from the contact elements in the respective vehicle part.
- the electrical wires are laid inside the coupling rods, they are not exposed to harsh environmental conditions unlike the connecting cables used in the prior art. On expensive protective hoses in which the cables are routed, can be dispensed with.
- the laid in the coupling rods lines are not exposed to mechanical stress. It must therefore not be taken to ensure that the lines are designed to be particularly flexible. Rather, the lines within the coupling rods can be rigid and therefore more cost-effective than laid in the prior art.
- the lines that are already present in the vehicle parts to be coupled can be easily introduced by the coupling rods to the contact elements.
- the measures required in terms of electromagnetic compatibility, in short EMC, can be made with less technical effort within the coupling rod, which is an externally protected system, than is the case with the flexible connecting leads used in the prior art is.
- partitions or shields for cable bundles can be provided within the coupling rod to meet EMC requirements.
- Another significant advantage of the invention is that only a single coupling operation is required by the integration of the mechanical and electrical coupling. This considerably facilitates the operation of the clutch.
- the integration of the mechanical and electrical coupling according to the invention has advantages in terms of weight and the required space. Since virtually no wear occurs on the guided inside the coupling rods electrical lines, finally, the maintenance of the clutch is associated with less effort.
- each coupling head has on its side facing the other coupling head end face a contact carrier, in which the contact elements are arranged.
- the contact carrier of one of the two coupling heads is preferably designed as a plug part and the contact carrier of the other coupling head preferably as a socket part for receiving the plug part.
- the contact carrier could be so easily plugged together in the coupling direction to produce a secure electrical contact between the contact elements.
- the contact elements of one of the two coupling heads are axially resiliently mounted in the contact carrier and biased in the coupling direction, while the contact elements of the other coupling head are fixedly mounted in the contact carrier. If the coupling heads are connected to one another, then the fixedly mounted contact elements press the axially resiliently mounted contact elements counter to the pretension acting in the coupling direction into the contact carrier. The bias ensures a secure electrical contact between the contact elements.
- the contact carrier of a coupling head comprises a first plate having a plurality of axial first bores and a second plate attached to the first plate having a plurality of aligned to the first holes axial second bores.
- the diameter of the respective second bore is smaller than the diameter of the first bore, to which this second bore is aligned.
- one of the contact elements and a biasing element is arranged in the first bores.
- the respective contact element has an annular stop and a subsequent to the stop contact head, which is guided by the associated second bore. The biasing member presses the stop in the coupling direction to the second Plate.
- the respective axially spring-mounted contact element is located with its annular stop on the second plate when this contact element is not acted upon, ie the contact member of the other coupling head forming the associated mating contact does not press on this contact element. If the coupling heads are connected to one another, then the mating contact presses the spring-mounted contact element counter to the biasing force exerted by the biasing element into the first bore.
- each coupling head has a ring flange attached to the free end of the coupling rod.
- the connecting element is formed in this case, for example, as a shell sleeve which surrounds the adjacent annular flanges for connecting the two coupling heads.
- the shell sleeve consists for example of two similar, interconnectable, e.g. screwed shell parts.
- each contact head is formed on the outer surface of the annular flange, while the shell sleeve has bridge contacts on its inner surface, which come into contact with the formed on the outer surfaces of the annular flanges contact elements when connecting the two coupling heads.
- the shell sleeve is part of the electrical coupling in this embodiment by electrically connecting with each other via their bridge contacts the pairwise associated contact elements of the coupling heads.
- the arranged on the outer surface of the annular flange contact elements and / or arranged on the inner surface of the shell sleeve Bridge contacts are preferably designed as contact springs.
- the contact springs ensure a particularly reliable electrical contact.
- the electrical wires are crimped to the contact elements.
- the contact resistance between the lines and the contact elements are kept low.
- a part of the contact elements of each coupling head may be intended for power transmission and another part for signal transmission. If the contact elements are arranged both on the outer surface of the annular flange and on the end face of the respective coupling head, it may be advantageous to arrange the one contact elements only on the outer surface of the annular flange and the other contact elements only on the end face. Thus, the contact elements arranged on the end face come directly into contact with the contact elements arranged on the other coupling head, while the contact elements arranged on the outer surface of the annular flange come into contact with the contact elements arranged on the other coupling head via the bridge contacts arranged on the inner surface of the shell sleeve.
- each coupling half comprises a hinged to the respective vehicle part housing part in which the associated coupling rod is resiliently received.
- the lines are preferably guided by the coupling rod and the housing part in the vehicle part. The electrical cables are then completely protected from external influences by the coupling rod and the housing part.
- a buffer device is arranged in each coupling rod and / or in each housing part.
- Examples of such a device are pull / compression springs, gas springs, hydraulic springs, pneumatic shock absorbers and friction shock absorbers as well as combinations of the aforementioned devices.
- each coupling head has at its end face at least one protruding in the coupling direction ring part whose measured ring height in the coupling direction in the circumferential direction varies so that the ring member fits only in exactly one rotational position of the coupling heads to each other on the ring member of the other coupling head.
- the ring parts thus form an anti-rotation, d. H. They ensure that the coupling heads can only be connected to each other in the correct position.
- centering of the coupling heads is possible with the ring parts.
- a centering can also be realized via a conical, axial projection, which is preferably arranged in the middle of the end face of the one coupling head, and a corresponding conical, axial recess, which is located on the end face of the other coupling head and the projection Dome adapts fittingly.
- FIG. 1 shows a manually operable central buffer coupling, also referred to as intermediate or close coupling. It is FIG. 1 a simplified, schematic representation, which serves to explain functionally important features of the central buffer coupling according to the invention.
- the central buffer coupling after FIG. 1 comprises two substantially identical coupling halves 2 and 2 ', which are mounted on a carriage A and B and to be coupled together.
- the coupling halves 2 and 2 'each include a flange 4 and 4', a housing part 6 and 6 'and a coupling rod 8 and 8'.
- the respective housing part 6, 6 ' is pivotally mounted on the flange 4, 4' via a bearing not shown in detail.
- the housing part 6, 6 ' is pivotable horizontally and vertically via the articulated attachment to the flange 4, 4'.
- each housing part 6, 6 ' is a buffer device 10 or 10', which serves to absorb tensile and / or impact forces acting on the coupling half 2, 2'.
- the buffer device 10 may be formed, for example, as a tension / compression spring, gas spring, hydraulic spring, pneumatic shock absorbers or friction shock absorbers.
- the buffer device 10, 10 ' is located in the housing part 6, 6'. However, it can also be arranged at a suitable location in the coupling rod 8, 8 '.
- Each coupling rod 8, 8 ' has a coupling head 12 or 12' at its free end, ie the end facing the other coupling rod 8, 8 '.
- an annular flange 14 or 14 ' is formed on each coupling head 12, 12'.
- each contact element of the one coupling head 12 is associated with a contact element of the other coupling head 12 '.
- the contact elements serve to electrically connect the two coupling halves 2, 2 'with each other.
- the coupling rods 8, 8 ' are hollow, so that electrical lines 18, which lead from the carriage A and the carriage B to the electrical contact elements of the associated coupling half 2, 2', within the respective coupling rod 8, 8 'can be laid , In the respective car A, B, the lines 18, 18 'to electrical equipment, such as batteries, drive units, signal processing equipment, etc. are connected.
- the lines 18, 18 'to electrical equipment such as batteries, drive units, signal processing equipment, etc. are connected.
- FIG. 1 For the sake of simplicity, only three lines 18, 18 'are shown. In fact, the number of leads 18 and 18 'is equal to the number of contacts provided on the respective coupling head. This number is usually much larger than three (see eg FIG. 2 ).
- the lines 18 are completely within the respective coupling rod 8, 8 'and also completely within the respective housing part 6, 6'.
- FIGS. 2 to 4 a special embodiment of the central buffer coupling according to the invention is shown.
- FIG. 2 shows the coupling heads 12, 12 ', as well as the designated for connecting the coupling heads 12, 12' shell sleeve 16.
- the shell sleeve 16 consists in this embodiment of two substantially similar shell parts 22 and 24, from above and below on the annular flanges 14, 14 'put on and then connected to each other.
- the shell parts 22 and 24 are shaped according to the annular flanges 14, 14 '. This means that the shell parts 22 and 24 in the assembled state with its inner surfaces flush on the outer surfaces of the annular flanges 14, 14 'abut and so the two coupling heads 12, 12' substantially non-positively and positively connect with each other.
- through holes 26 are formed in the one shell part, are guided by the screws, not shown, which are screwed into threads 28 which are formed on the other shell part 24.
- the coupling heads 12, 12 'contact carrier of which in FIG. 2 only the attached to the coupling head 12, designated 30 contact carrier is shown.
- the contact carrier 30 electrical contact elements 32 and 34 are arranged.
- the contact elements 32 are used for signal transmission, while the contact elements 34 are intended for power transmission.
- the not-shown contact carrier which is attached to the other coupling head 12 ', there are corresponding contact elements, each with one of the contact elements 32, 34 come into contact when the two coupling heads 12, 12 'are connected to each other by means of the shell sleeve 16.
- the ring members 36, 38 of the coupling head 12 and the corresponding, not shown ring parts of the other coupling head 12 ' serve to bring the coupling heads 12, 12' in the correct position, against rotation and centered in contact with each other.
- the ring parts 36, 38 each have a ring height measured in the coupling direction, which changes in the circumferential direction.
- the varying ring heights of the ring parts 36, 38 of the one coupling head 12 and the varying ring heights of the ring parts of the other coupling head 12 ', not shown, are coordinated so that the ring parts fit each other flush in just one rotational position of the coupling heads 12, 12'. Only in this rotational position, the contact elements 32, 34 of the coupling head 12 functionally correct in contact with the not shown contact elements of the coupling head 12 '.
- the contact carrier 30 of the coupling head 12 is shown in plan view.
- the power transmission specific contact elements 34 have a greater distance from each other than the signal transmission certain contact elements 32.
- the contact elements 32 and 34 (and also arranged on the other coupling head 12 'contact elements) form a rotationally unbalanced contact arrangement. This contact arrangement ensures that the contact elements 32, 34 of the one coupling head 12 and that of the other coupling head 12 'can only function properly in relation to one another in exactly one rotational position.
- FIG. 4 shows the coupling head 12 in a section along the in FIG. 3 represented line AA.
- the contact carrier 30 consists of a first plate 40 and a second plate 42.
- the plates 40 and 42 are secured by screws 44 to the coupling head 12.
- the first plate has first axial bores 46 and 48, in each of which one of the contact elements 32 or one of the contact elements 34 and a spring 50 or 52 are arranged. As FIG. 4 it can be seen, each contact element 32, 34 has an annular stop 54 and 56, which is pressed by the spring 50 and 52 on the second plate 42.
- the second plate 42 has second axial bores 60, 62 which are respectively aligned with one of the first bores 46, 48.
- the diameters of the second bores 60, 62 are dimensioned such that only the contact heads designated by 64 or 66 of the contact elements 32 and 34, but not the annular stops 54, 56, can pass through the second bores 60, 62.
- the second plate 42 thus forms a counter plate which holds the contact elements 32, 34 in the first plate 40.
- the contact elements 32, 34 of a coupling head 12 are resiliently mounted and biased towards the second plate 42 out.
- the contact elements, not shown, of the other coupling head 12 ' are designed as fixed mating contacts. If the two coupling heads 12 and 12 'are connected to one another, the springs 50, 52 press the contact elements 32 and 34 of the coupling head 12 onto the stationary contact elements of the coupling head 12 Coupling head 12 '. Thus, a reliable electrical contact between the contact elements is ensured.
- FIG. 5 is a variation of the in FIG. 2 shown embodiment shown.
- additional contact elements 70, 72 are provided on the outer surfaces of the annular flanges 14, 14 '.
- 22 and 24 bridge contacts 74 are formed on the inner peripheral surfaces of the shell parts.
- the additional contact elements 70, 72 and the bridge contacts 74 are arranged such that each bridge contact 74 establishes an electrical connection between one of the contact elements 70 and one of the contact elements 72 when the coupling heads 12, 12 'are connected together by the shell parts 22 and 24.
- the contact elements 70, 72 are preferably designed as spring contacts, which ensure a reliable electrical contact with the bridge contacts 74.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Mittelpufferkupplung für schienengebundene Fahrzeuge nach dem Obergriff des Anspruchs 1.
- Eine Mittelpufferkupplung vorstehend genannter Art wird insbesondere dazu eingesetzt, einzelne Eisenbahnwagen, die über keinen eigenen Antrieb verfügen, miteinander zu kuppeln. In dieser Funktion wird eine solche Mittelpufferkupplung auch als Zwischen- oder Kurzkupplung bezeichnet. Im Unterschied zu selbsttätigen Eisenbahnkupplungen werden mechanische Zwischen- oder Kurzkupplungen über ein geeignetes Verbindungselement von Hand miteinander gekuppelt.
- Zwischen den miteinander gekuppelten Wagen sind auch elektrische Ströme und Signale zu übertragen. Hierzu werden üblicherweise Verbindungskabel, auch als Jumperkabel bezeichnet, verwendet, die manuell in Anschlüsse zu stecken sind, die an den Wagen angebracht sind. Da zur Leistungs- und Signalübertragung häufig vergleichsweise viele Verbindungskabel benötigt werden, ist das manuelle Einstecken und Lösen der Verbindungskabel mühsam und zeitaufwendig. Im Notfall, beispielsweise bei einem Unfall, werden die Verbindungskabel vom Rettungspersonal häufig gewaltsam gekappt und zerstört, da ein manuelles Lösen zu viel Zeit erfordern würde. Nachteilig ist ferner, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungskabel in vergleichsweise teuren Schutzschläuchen untergebracht werden müssen, um sie vor rauen Umgebungsbedingungen zu schützen.
- Eine alternative Lösung besteht darin, neben der mechanischen Mittelpufferkupplung eine separate elektrische Kupplung zur Leistungs- und Signalübertragung vorzusehen. Eine solche Lösung ist z.B. in der
DE 29 22 439 A1 beschrieben. Dort ist eine mechanische Mittelpufferkupplung vorgesehen, deren beide Kupplungshälften durch eine Schalenmuffe miteinander verbunden werden. Unterhalb der mechanischen Mittelpufferkupplung befindet sich ein Träger, an dem eine Kabelkupplung geführt ist. Dieses bekannte Kupplungssystem ist vergleichsweise aufwändig, da es zwei separate Kupplungen, nämlich eine elektrische und eine mechanische Kupplung, enthält. - Aus der
DE 1 810 595 ist eine Mittelpufferkupplung bekannt, welche Luftleitungen oder elektrische Leitungen enthält, die kurz hinter einer Schalenmuffe, mit der die Kupplungsköpfe der beiden Kupplungshälften miteinander verbunden werden, aus der jeweiligen Kupplungsstange herausgeführt sind. - Eine Mittelpufferkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist durch die
bekannt.FR-A-2.217.995 - Aufgabe der Erfindung ist es, eine mechanische, manuell zu betätigende Mittelpufferkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiter zu bilden, dass sie in technisch aufwandsarmer Weise auch die sichere Übertragung elektrischer Ströme und Signale zwischen den miteinander zu kuppelnden Fahrzeugteilen ermöglicht.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.
- In der Mittelpufferkupplung nach der Erfindung sind also eine mechanische Kupplung und eine elektrische Kupplung integriert. Die Kupplungsstangen, die Teil der mechanischen Kupplung sind, dienen erfindungsgemäß auch zur Unterbringung der elektrischen Leitungen, die die elektrischen Ströme beispielsweise zur Signal- und Leistungsübertragung von den Kontaktelementen in den jeweiligen Fahrzeugteil leiten.
- Da die elektrischen Leitungen innerhalb der Kupplungsstangen verlegt sind, sind sie im Unterschied zu den im Stand der Technik verwendeten Verbindungskabeln nicht rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Auf teure Schutzschläuche, in denen die Leitungen geführt sind, kann so verzichtet werden. Außerdem werden die in den Kupplungsstangen verlegten Leitungen keinen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Es muss deshalb nicht darauf geachtet werden, dass die Leitungen besonders flexibel ausgebildet sind. Vielmehr können die Leitungen innerhalb der Kupplungsstangen starr und damit kostgünstiger als im Stand der Technik verlegt werden.
- Insbesondere können die Leitungen, die schon in den zu kuppelnden Fahrzeugteilen vorhanden sind, einfach durch die Kupplungsstangen an die Kontaktelemente herangeführt werden. Teure Sonderlösungen, wie sie im Stand der Technik benötigt werden, sind nicht mehr erforderlich. Die Maßnahmen, die im Hinblick auf die elektromagnetische Verträglichkeit, kurz EMV, erforderlich sind, können innerhalb der Kupplungsstange, die ein vor Außeneinflüssen geschütztes System darstellt, mit geringerem technischem Aufwand getroffen werden, als dies bei den im Stand der Technik verwendeten flexiblen Verbindungsleitungen der Fall ist. So können innerhalb der Kupplungsstange beispielsweise Trennwände oder Abschirmungen für Leitungsbündel vorgesehen werden, um EMV-Anforderungen zu genügen.
- Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die Integration der mechanischen und elektrischen Kupplung nur noch ein einziger Kupplungsvorgang erforderlich ist. Dies erleichtert die Bedienung der Kupplung erheblich.
- Auch hat die erfindungsgemäße Integration der mechanischen und elektrischen Kupplung Vorteile im Hinblick auf das Gewicht und den benötigten Bauraum. Da an den innerhalb der Kupplungsstangen geführten elektrischen Leitungen praktisch kein Verschleiß auftritt, ist schließlich auch die Wartung der Kupplung mit weniger Aufwand verbunden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung hat jeder Kupplungskopf an seiner dem jeweils anderen Kupplungskopf zugewandten Stirnseite einen Kontaktträger, in dem die Kontaktelemente angeordnet sind. In diesem Fall ist der Kontaktträger eines der beiden Kupplungsköpfe vorzugsweise als Steckerteil und der Kontaktträger des anderen Kupplungskopfes vorzugsweise als Buchsenteil zur Aufnahme des Steckerteils ausgebildet. Die Kontaktträger könne so einfach in Kupplungsrichtung aufeinander gesteckt werden, um einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen herzustellen.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kontaktelemente eines der beiden Kupplungsköpfe axial federnd in dem Kontaktträger gelagert und in Kupplungsrichtung vorgespannt, während die Kontaktelemente des anderen Kupplungskopfs fest in dem Kontaktträger gelagert sind. Werden die Kupplungsköpfe miteinander verbunden, so drücken die fest gelagerten Kontaktelemente die axial federnd gelagerten Kontaktelemente entgegen der in Kupplungsrichtung wirkenden Vorspannung in den Kontaktträger. Die Vorspannung sorgt für einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen.
- In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Kontaktträger des einen Kupplungskopfs eine erste Platte mit mehreren axialen ersten Bohrungen und eine an der ersten Platte angebrachte zweite Platte mit mehreren auf die ersten Bohrungen ausgerichteten axialen zweiten Bohrungen. Der Durchmesser der jeweiligen zweiten Bohrung ist kleiner als der Durchmesser der ersten Bohrung, auf die diese zweite Bohrung ausgerichtet ist. In den ersten Bohrungen ist jeweils eines der Kontaktelemente und ein Vorspannelement angeordnet. Das jeweilige Kontaktelement weist einen ringförmigen Anschlag und einen an dem Anschlag anschließenden Kontaktkopf auf, der durch die zugehörige zweite Bohrung geführt ist. Das Vorspannelement drückt den Anschlag in Kupplungsrichtung auf die zweite Platte. Bei dieser Ausgestaltung liegt das jeweilige axial federnd gelagerte Kontaktelement mit seinem ringförmigen Anschlag an der zweiten Platte an, wenn dieses Kontaktelement nicht beaufschlagt ist, d. h. das den zugehörigen Gegenkontakt bildende Kontaktelement des anderen Kupplungskopfs nicht auf dieses Kontaktelement drückt. Werden die Kupplungsköpfe miteinander verbunden, so drückt der Gegenkontakt das federnd gelagerte Kontaktelement entgegen der von dem Vorspannelement ausgeübten Vorspannkraft in die erste Bohrung.
- Vorzugsweise hat jeder Kupplungskopf einen am freien Ende der Kupplungsstange angebrachten Ringflansch. Das Verbindungselement ist in diesem Fall beispielsweise als Schalenmuffe ausgebildet, die die aneinanderliegenden Ringflansche zum Verbinden der beiden Kupplungsköpfe umgibt. Die Schalenmuffe besteht beispielsweise aus zwei gleichartigen, miteinander verbindbaren, z.B. verschraubbaren Schalenteilen.
- In einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest ein Teil der Kontaktelemente jedes Kontaktkopfs an der Außenfläche des Ringflansches ausgebildet, während die Schalenmuffe an ihrer Innenfläche Brückenkontakte aufweist, die beim Verbinden der beiden Kupplungsköpfe mit den an den Außenflächen der Ringflansche ausgebildeten Kontaktelemente in Kontakt kommen. Die Schalenmuffe ist bei dieser Ausgestaltung Teil der elektrischen Kupplung, indem sie über ihre Brückenkontakte die paarweise einander zugeordneten Kontaktelemente der Kupplungsköpfe elektrisch miteinander verbindet. Indem die Außenflächen der Ringflansche dazu genutzt werden, elektrische Kontaktelemente unterzubringen, können auch vergleichsweise kleine Kupplungsköpfe mit einer großen Zahl an Kontaktelementen ausgestattet werden. Dies trägt zu einem kompakten Aufbau der Mittelpufferkupplung bei.
- Die an der Außenfläche des Ringflansches angeordneten Kontaktelemente und/oder die an der Innenfläche der Schalenmuffe angeordneten Brückenkontakte sind vorzugsweise als Kontaktfedern ausgebildet. Die Kontaktfedern sorgen für einen besonders zuverlässigen elektrischen Kontakt.
- Vorteilhaft sind die elektrischen Leitungen an die Kontaktelemente gecrimpt. Dadurch werden die Übergangswiderstände zwischen den Leitungen und den Kontaktelementen gering gehalten.
- Ein Teil der Kontaktelemente jedes Kupplungskopfs kann zur Leistungsübertragung und ein anderer Teil zur Signalübertragung bestimmt sein. Sind die Kontaktelemente sowohl an der Außenfläche des Ringflansches als auch an der Stirnfläche des jeweiligen Kupplungskopfs angeordnet, so kann es vorteilhaft sein, die einen Kontaktelemente nur an der Außenfläche des Ringflansches und die anderen Kontaktelemente nur an der Stirnfläche anzuordnen. So treten die an der Stirnfläche angeordneten Kontaktelemente direkt in Kontakt mit den an dem anderen Kupplungskopf angeordneten Kontaktelementen, während die an der Außenfläche des Ringflansches angeordneten Kontaktelemente über die an der Innenfläche der Schalenmuffe angeordneten Brückenkontakte mit den an dem anderen Kupplungskopf angeordneten Kontaktelementen in Kontakt treten. Sind beispielsweise durch die Zwischenschaltung der Brückenkontakte Leistungsverluste zu befürchten, so ist es günstiger, die zur Leistungsübertragung bestimmten Kontaktelemente an der Stirnfläche des jeweiligen Kupplungskopfes anzuordnen. Umgekehrt ist es ebenso denkbar, besonders empfindliche oder funktionswichtige Signale direkt über die Stirnflächen der Kupplungsköpfe zu übertragen.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst jede Kupplungshälfte einen an dem jeweiligen Fahrzeugteil gelenkig angebrachten Gehäuseteil, in dem die zugehörige Kupplungsstange federnd aufgenommen ist. In dieser Ausgestaltung sind die Leitungen vorzugsweise durch die Kupplungsstange und den Gehäuseteil in den Fahrzeugteil geführt. Die elektrischen Leitungen sind dann durch die Kupplungsstange und den Gehäuseteil vollständig vor äußeren Einflüssen geschützt.
- Vorzugsweise ist in jeder Kupplungsstange und/oder in jedem Gehäuseteil eine Puffervorrichtung angeordnet. Beispiele für eine solche Vorrichtung sind Zug-/Druckfedern, Gasdruckfedern, hydraulische Federn, pneumatische Stoßdämpfer und Reibungsstoßdämpfer sowie Kombinationen der vorstehend genannten Vorrichtungen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung hat jeder Kupplungskopf an seiner Stirnfläche mindestens einen in Kupplungsrichtung abstehenden Ringteil, dessen in Kupplungsrichtung bemessene Ringhöhe in Umfangsrichtung so variiert, dass der Ringteil nur in genau einer Drehstellung der Kupplungsköpfe zueinander auf den Ringteil des jeweils anderen Kupplungskopfs passt. Die Ringteile bilden somit eine Verdrehsicherung, d. h. sie sorgen dafür, dass die Kupplungsköpfe nur lagerichtig miteinander verbunden werden können.
- Auch ist mit den Ringteilen eine Zentrierung der Kupplungsköpfe möglich. Alternativ oder zusätzlich kann eine Zentrierung auch über einen konischen, axialen Vorsprung, der vorzugsweise in der Mitte der Stirnfläche des einen Kupplungskopfs angeordnet ist, und eine entsprechende konische, axiale Vertiefung realisiert werden, die sich an der Stirnfläche des anderen Kupplungskopfs befindet und den Vorsprung beim Kuppeln passend aufnimmt.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Mittelpufferkupplung;
- Figur 2
- eine perspektivische Ansicht, die zwei Kupplungsköpfe und eine Schalenmuffe zeigt;
- Figur 3
- eine Draufsicht auf einen der in
Figur 2 gezeigten Kupplungskopf; - Figur 4
- einen Schnitt längs der in
Figur 3 gezeigten Linie A-A; - Figur 5
- eine perspektivische Ansicht, die zwei Kupplungsköpfe und eine Schalenmuffe in einer abgewandelten Ausführungsform zeigt.
-
Figur 1 zeigt eine manuell zu betätigende Mittelpufferkupplung, auch als Zwischen- oder Kurzkupplung bezeichnet. Dabei istFigur 1 eine vereinfachte, schematische Darstellung, die dazu dient, funktionswichtige Merkmale der erfindungsgemäßen Mittelpufferkupplung zu erläutern. - Die Mittelpufferkupplung nach
Figur 1 umfasst zwei im Wesentlichen baugleiche Kupplungshälften 2 und 2', die an einem Wagen A bzw. B angebracht und miteinander zu kuppeln sind. Die Kupplungshälften 2 und 2'umfassen jeweils einen Flansch 4 bzw. 4', einen Gehäuseteil 6 bzw. 6' und eine Kupplungsstange 8 bzw. 8'. Der jeweilige Gehäuseteil 6, 6' ist über ein nicht näher dargestelltes Lager gelenkig an dem Flansch 4, 4' angebracht. Der Gehäuseteil 6, 6' ist über die gelenkige Anbringung an dem Flansch 4, 4' horizontal und vertikal schwenkbar. - In jedem Gehäuseteil 6, 6' befindet sich eine Puffervorrichtung 10 bzw. 10', die dazu dient, Zug- und/oder Stoßkräfte aufzunehmen, die auf die Kupplungshälfte 2, 2'einwirken. Die Puffervorrichtung 10 kann beispielsweise als Zug-/ Druckfeder, Gasdruckfeder, hydraulische Feder, pneumatischer Stoßdämpfer oder Reibungsstoßdämpfer ausgebildet sein. Bei der in
Figur 1 gezeigten Ausführungsform befindet sich die Puffervorrichtung 10, 10' in dem Gehäuseteil 6, 6'. Sie kann jedoch auch an geeigneter Stelle in der Kupplungsstange 8, 8' angeordnet sein. - Jede Kupplungsstange 8, 8' hat an ihrem freien Ende, d. h. dem der anderen Kupplungsstange 8, 8' zugewandten Ende, einen Kupplungskopf 12 bzw. 12'. In der vorliegenden Ausführungsform ist an jedem Kupplungskopf 12, 12' ein ringförmiger Flansch 14 bzw. 14'ausgebildet. Um die beiden Kupplungshälften 2, 2' miteinander zu kuppeln, werden die Kupplungsköpfe 12, 12' mit ihren Stirnflächen in Kontakt gebracht und dann mit einer zweiteiligen Schalenmuffe 16 aneinander befestigt. Die Stirnflächen der Kupplungsköpfe 12 liegen dann in einer
Figur 1 mit E bezeichneten Kupplungsebene. - Beim Kuppeln der Kupplungshälften 12, 12' kommen elektrische Kontaktelemente paarweise miteinander in Kontakt, die an den Stirnflächen der Kupplungsköpfe 12, 12' angeordnet und in
Figur 1 nicht näher dargestellt sind. Dabei ist jedem Kontaktelement des einen Kupplungskopfs 12 ein Kontaktelement des anderen Kupplungskopfs 12' zugeordnet. Die Kontaktelemente dienen dazu, die beiden Kupplungshälften 2, 2' elektrisch miteinander zu verbinden. - Die Kupplungsstangen 8, 8' sind hohl ausgebildet, so dass elektrische Leitungen 18, die aus dem Wagen A bzw. dem Wagen B zu den elektrischen Kontaktelementen der zugehörigen Kupplungshälfte 2, 2' führen, innerhalb der jeweiligen Kupplungsstange 8, 8' verlegt werden können. In dem jeweiligen Wagen A, B sind die Leitungen 18, 18' an elektrische Einrichtungen, z.B. Batterien, Antriebsaggregate, Signalverarbeitungsgeräte, etc. angeschlossen. In
Figur 1 sind der Einfachheit halber nur jeweils drei Leitungen 18, 18' dargestellt. Tatsächlich ist die Zahl an Leitungen 18 bzw. 18' gleich der Zahl an Kontakten, die an dem jeweiligen Kupplungskopf vorgesehen sind. Diese Zahl ist in der Regel deutlich größer als drei (vgl. z.B.Figur 2 ). - In der vorliegenden Ausführungsform liegen die Leitungen 18 vollständig innerhalb der jeweiligen Kupplungsstange 8, 8' und auch vollständig innerhalb des jeweiligen Gehäuseteils 6, 6'.
- In den
Figuren 2 bis 4 ist eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mittelpufferkupplung gezeigt. -
Figur 2 zeigt die Kupplungsköpfe 12, 12', sowie die zum Verbinden der Kupplungsköpfe 12, 12' bestimmten Schalenmuffe 16. Die Schalenmuffe 16 besteht in dieser Ausführungsform aus zwei im Wesentlichen gleichartigen Schalenteilen 22 und 24, die von oben und von unten auf die Ringflansche 14, 14' aufgesetzt und dann miteinander verbunden werden. Die Schalenteile 22 und 24 sind entsprechend den Ringflanschen 14, 14' geformt. Dies bedeutet, dass die Schalenteile 22 und 24 im zusammengesetzten Zustand mit ihren Innenflächen bündig auf den Außenflächen der Ringflansche 14, 14' anliegen und so die beiden Kupplungsköpfe 12, 12' im Wesentlichen kraft- und formschlüssig miteinander verbinden. Um die beiden Schalenteile 22 und 24 miteinander zu verbinden, sind in dem einen Schalenteil 22 Durchgangsbohrungen 26 ausgebildet, durch die nicht gezeigte Schrauben geführt werden, die in Gewinde 28, die an dem anderen Schalenteil 24 ausgebildet sind, geschraubt werden. - In der vorliegenden Ausführungsform befinden sich an den einander zugewandten Stirnseiten der Kupplungsköpfe 12, 12' Kontaktträger, von denen in
Figur 2 nur der an dem Kupplungskopf 12 angebrachte, mit 30 bezeichnete Kontaktträger dargestellt ist. An dem Kontaktträger 30 sind elektrische Kontaktelemente 32 und 34 angeordnet. Die Kontaktelemente 32 dienen der Signalübertragung, während die Kontaktelemente 34 für die Leistungsübertragung bestimmt sind. An dem nichtgezeigten Kontaktträger, der an dem anderen Kupplungskopf 12' angebracht ist, befinden sich entsprechende Kontaktelemente, die jeweils mit einem der Kontaktelemente 32, 34 in Kontakt treten, wenn die beiden Kupplungsköpfe 12, 12' mittels der Schalenmuffe 16 miteinander verbunden werden. - An den einander zugewandten Stirnseiten der Kupplungsköpfe 12, 12' befinden sich jeweils mehrere, z.B. zwei Ringteile, von denen in
Figur 2 nur die mit 36 und 38 bezeichneten Ringteile des Kupplungskopfs 12 dargestellt sind. - Die Ringteile 36, 38 des Kupplungskopfs 12 und die entsprechenden, nicht gezeigten Ringteile des anderen Kupplungskopfs 12' dienen dazu, die Kupplungsköpfe 12, 12' lagerichtig, verdrehsicher und zentriert in Kontakt miteinander zu bringen. Zu diesem Zweck haben die Ringteile 36, 38 jeweils eine in Kupplungsrichtung bemessene Ringhöhe, die sich in Umfangsrichtung ändert. Die variierenden Ringhöhen der Ringteile 36, 38 des einen Kupplungskopfs 12 und die variierenden Ringhöhen der nicht gezeigten Ringteile des anderen Kupplungskopfs 12' sind so aufeinander abgestimmt, dass die Ringteile nur in genau einer Drehstellung der Kupplungsköpfe 12, 12' zueinander bündig aufeinander passen. Nur in dieser Drehstellung treten auch die Kontaktelemente 32, 34 des Kupplungskopfs 12 funktionsrichtig in Kontakt mit den nichtgezeigten Kontaktelementen des Kupplungskopfs 12'.
- In
Figur 3 ist der Kontaktträger 30 des Kupplungskopfs 12 in der Draufsicht gezeigt. Wie inFigur 3 dargestellt, haben die zur Leistungsübertragung bestimmte Kontaktelemente 34 einen größeren Abstand voneinander als die zur Signalübertragung bestimmten Kontaktelemente 32. Ferner bilden die Kontaktelemente 32 und 34 (und auch die an dem anderen Kupplungskopf 12' angeordneten Kontaktelemente) eine rotationsunsymmetrische Kontaktanordnung. Diese Kontaktanordnung stellt sicher, dass die Kontaktelemente 32, 34 des einen Kupplungskopfs 12 und die des anderen Kupplungskopfs 12' nur in genau einer Drehstellung zueinander funktionsrichtig in Kontakt treten können. -
Figur 4 zeigt den Kupplungskopf 12 in einem Schnitt längs der inFigur 3 dargestellten Linie A-A. - Wie in
Figur 4 gezeigt, besteht der Kontaktträger 30 aus einer ersten Platte 40 und einer zweiten Platte 42. Die Platten 40 und 42 sind über Schrauben 44 an dem Kupplungskopf 12 befestigt. - Die erste Platte weist erste axiale Bohrungen 46 und 48 auf, in denen jeweils eines der Kontaktelemente 32 bzw. eines der Kontaktelemente 34 sowie eine Feder 50 bzw. 52 angeordnet sind. Wie
Figur 4 zu entnehmen ist, hat jedes Kontaktelement 32, 34 einen ringförmigen Anschlag 54 bzw. 56, der durch die Feder 50 bzw. 52 auf die zweite Platte 42 gedrückt wird. - Die zweite Platte 42 weist zweite axiale Bohrungen 60, 62 auf, die jeweils auf eine der ersten Bohrungen 46, 48 ausgerichtet sind. Dabei sind die Durchmesser der zweiten Bohrungen 60, 62 so bemessen, dass nur die mit 64 bzw. 66 bezeichneten Kontaktköpfe der Kontaktelemente 32 bzw. 34, nicht jedoch die ringförmigen Anschläge 54, 56 durch die zweiten Bohrungen 60, 62 treten können. Die zweite Platte 42 bildet also eine Konterplatte, welche die Kontaktelemente 32, 34 in der ersten Platte 40 hält.
- Zwischen der Innenfläche des Ringflansches 14 und dem aus den beiden Platten 40 und 42 gebildeten Kontaktträger befindet sich eine Dichtung 66.
- In dem in
Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente 32, 34 des einen Kupplungskopfs 12 federnd gelagert und zur zweiten Platte 42 hin vorgespannt. Dagegen sind die nicht gezeigten Kontaktelemente des anderen Kupplungskopfs 12' als feststehende Gegenkontakte ausgebildet. Werden die beide Kupplungsköpfe 12 und 12' miteinander verbunden, so drücken die Federn 50, 52 die Kontaktelemente 32 und 34 des Kupplungskopfs 12 auf die feststehenden Kontaktelemente des Kupplungskopfs 12'. Somit ist für eine zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen gesorgt. - In
Figur 5 ist eine Abwandlung der inFigur 2 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Abwandlung sind zusätzliche Kontaktelemente 70, 72 an den Außenflächen der Ringflansche 14, 14' vorgesehen. Außerdem sind an den Innenumfangsflächen der Schalenteile 22 und 24 Brückenkontakte 74 ausgebildet. Die zusätzlichen Kontaktelemente 70, 72 und die Brückenkontakte 74 sind so angeordnet, dass jeder Brückenkontakt 74 eine elektrische Verbindung zwischen einem der Kontaktelemente 70 und einem der Kontaktelemente 72 herstellt, wenn die Kupplungsköpfe 12, 12' durch die Schalenteile 22 und 24 miteinander verbunden sind. Dabei sind die Kontaktelemente 70, 72 vorzugsweise als Federkontakte ausgebildet, die einen zuverlässigen elektrischen Kontakt mit den Brückenkontakten 74 gewährleisten.
Claims (13)
- Mittelpufferkupplung für schienengebundene Fahrzeuge, mit zwei an Fahrzeugteilen (A, B) anzubringenden, miteinander zu kuppelnden Kupplungshälften (2, 2'), die jeweils eine Kupplungsstange (8, 8') mit einem Kupplungskopf (12, 12') umfassen, und mit einem Verbindungselement (16) zum manuellen Verbinden der beiden Kupplungsköpfe (12, 12'), wobei an jedem Kupplungskopf (12, 12') elektrische Kontaktelemente (32, 34, ausgebildet sind, die beim Kuppeln der beiden Kupplungshälften (2, 2') mit den Kontaktelementen des jeweils anderen Kupplungskopfs (12, 12') in Kontakt kommen, und
jede Kupplungsstange (8, 8') hohl ausgebildet ist und innerhalb jeder Kupplungsstange (8, 8') elektrische Leitungen (18, 18') so verlegt sind, dass sie vollständig innerhalb der jeweiligen Kupplungsstange (8, 8') liegen und von den Kontaktelementen (32, 34) des zugehörigen Kupplungskopfs (12, 12') zu dem Fahrzeugteil (A, B) führbar, sind an dem die diese Kupplungsstange (8, 8') umfassende Kupplungshälfte (2, 2') anzubringen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Kupplungskopf (12, 12') einen am freien Ende der Kupplungsstange (8, 8') angebrachten Ringflansch (14, 14') hat und das Verbindungselement (16) als Schalenmuffe ausgebildet ist, die die aneinander liegenden Ringflansche (14, 14') zum Verbinden der beiden Kupplungsköpfe umgibt (12, 12'), und zumindest ein Teil der Kontaktelemente (70, 72) jedes Kontaktkopfs (12, 12') an der Außenfläche des Ringflansches (14, 14') ausgebildet ist und die Schalenmuffe (16) an ihrer Innenfläche Brückenkontakte (74) aufweist, die beim Verbinden der beiden Kupplungsköpfe (12, 12') mit den an der Außenfläche der Ringflansche (14, 14') ausgebildeten Kontaktelementen (70, 72) in Kontakt kommen. - Mittelpufferkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kupplungskopf (12, 12') an seiner dem jeweils anderen Kupplungskopf (12, 12') zugewandten Stirnseite einen kontaktträger (30) hat, in dem die Kontaktelemente (32, 34) angeordnet sind.
- Mittelpufferkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger eines der beiden Kupplungsköpfe (12, 12') als Steckerteil und der Kontaktträger des anderen Kupplungskopfes (12, 12') als Buchsenteil zur Aufnahme des Steckerteils ausgebildet ist.
- Mittelpufferkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (32, 34) eines der beiden Kupplungsköpfe (12) axial federnd in dem Kontaktträger (30) gelagert und in Kupplungsrichtung vorgespannt sind und die Kontaktelemente des anderen Kupplungskopfs (12') fest in dem Kontaktträger gelagert sind.
- Mittelpufferkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (30) des einen Kupplungskopfs (12) eine erste Platte (40) mit mehreren axialen ersten Bohrungen (46, 48) und eine an der ersten Platte (40) angebrachte zweite Platte (42) mit mehreren auf die ersten Bohrungen (46, 48) ausgerichteten axialen zweiten Bohrungen (60, 62) umfasst, deren Durchmesser jeweils kleiner als der Durchmesser der zugehörigen ersten Bohrung (46, 48) ist,
in den ersten Bohrungen (46, 48) jeweils eines der Kontaktelemente (32, 34) und ein Vorspannelement (50, 52) angeordnet ist,
das jeweilige Kontaktelement (32, 34) einen ringförmigen Anschlag (54, 56) und einen an den Anschlag (54, 56) anschließenden Kontaktkopf (64, 66) aufweist, der durch die zugehörige zweite Bohrung (60, 62) geführt ist, und das Vorspannelement (50, 52) den Anschlag (54, 56) in Kupplungsrichtung auf die zweite Platte (42) drückt. - Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenmuffe (16) aus zwei gleichartigen, miteinander verbindbaren Schalenteilen (22, 24) gebildet ist.
- Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Außenfläche des Ringflansches (14, 14') angeordneten Kontaktelemente (70, 72) und/oder die an der Innenfläche der Schalenmuffe (16) angeordneten Brückenkontakte (74) als Kontaktfedern ausgebildet sind.
- Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (18, 18') an die Kontaktelemente (32, 34) gecrimpt sind.
- Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Kontaktelemente (32, 34) jedes Kupplungskopfs (12, 12') zur Leistungsübertragung und ein anderer Teil zur Signalübertragung bestimmt ist.
- Mittelpufferkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Leistungsübertragung bestimmten Kontaktelemente (34) oder die zur Signalübertragung bestimmten Kontaktelemente (32) an der Stirnfläche des Kupplungskopfs (12, 12') angeordnet sind, während die jeweils anderen Kontaktelemente an der Außenfläche des Ringflansches (14, 14') angeordnet sind.
- Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kupplungshälfte (2, 2') einen an dem jeweiligen Fahrzeugteil (A, B) gelenkig angebrachten Gehäuseteil (6, 6') umfasst, in dem die zugehörige Kupplungsstange (8, 8') federnd aufgenommen ist, und dass die Leitungen (18, 18') durch die Kupplungsstange (8, 8') und den Gehäuseteil (6, 6') in den Fahrzeugteil (A, B) geführt sind.
- Mittelpufferkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Kupplungsstange (8, 8') und/oder in jedem Gehäuseteil (6, 6') eine Puffervorrichtung (10, 10') angeordnet ist.
- Mittelpufferkupplung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kupplungskopf (12, 12') an seiner Stirnseite mindestens einen in Kupplungsrichtung abstehenden Ringteil (36, 38) hat, dessen in Kupplungsrichtung bemessene Ringhöhe in Umfangsrichtung so variiert, dass der Ringteil (36, 38) nur in genau einer Drehstellung der Kupplungsköpfe (12, 12') zueinander auf den Ringteil des jeweils anderen Kupplungskopfs passt.
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