EP3426538B1 - Auslöseüberwachungseinrichtung für ein verformungsrohr in einer kupplung; verformungsrohr für eine kupplung und zugkupplung - Google Patents

Auslöseüberwachungseinrichtung für ein verformungsrohr in einer kupplung; verformungsrohr für eine kupplung und zugkupplung Download PDF

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EP3426538B1
EP3426538B1 EP17705879.9A EP17705879A EP3426538B1 EP 3426538 B1 EP3426538 B1 EP 3426538B1 EP 17705879 A EP17705879 A EP 17705879A EP 3426538 B1 EP3426538 B1 EP 3426538B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
deformation
sensor
monitoring device
tube
Prior art date
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Active
Application number
EP17705879.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3426538A1 (de
Inventor
Thomas Prill
Michael Ahrens
Matthias Homann
Bernd Lauter
Tobias SEEBERGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3426538A1 publication Critical patent/EP3426538A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/20—Details; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G11/00—Buffers
    • B61G11/16—Buffers absorbing shocks by permanent deformation of buffer element

Definitions

  • the present invention relates to a trigger monitoring device for a deformation tube with two tube parts which can be pushed into one another against resistance in a coupling, in particular a tension coupling according to the preamble of claim 1, and a deformation tube for a coupling according to the preamble of claim 21 and a tension coupling, in particular in the form of a Scharfenberg -Train coupling with such a deformation tube.
  • Couplings in particular train couplings of the generic type, have shock protection devices which protect the vehicle parts coupled by means of the coupling and the passengers or goods to be transported from damage in the event of excessive driving speeds.
  • shock protection devices which protect the vehicle parts coupled by means of the coupling and the passengers or goods to be transported from damage in the event of excessive driving speeds.
  • There are two ways to absorb the force namely destructive and regenerative.
  • deformation tubes are used which have two tube parts which can be pushed into one another against resistance, in particular with a tube part which is comparatively smaller in diameter and which can be inserted into the tube part which is comparatively larger in diameter with a correspondingly high thrust force, the larger tube part being pushed in during the insertion process expands and deforms and / or the smaller pipe part is compressed and deformed. This deformation consumes a comparatively large amount of energy, which is desirable.
  • the deformation pipes are monitored in practice by means of a visual inspection and / or a sound test.
  • the deformation tube to be monitored must be freely accessible.
  • the increasingly progressive integration of the deformation tube into the coupling or into the parts of the car to be coupled means that not all areas to be monitored are always freely accessible and the inspection is therefore complex.
  • EP 2 072 370 A1 is an energy dissipation device with a deformation indicator, which has a signal plate, which is connected via a shear pin to a block in the interior of the deformation tube. If the response force of the deformation tube is reached, a tapered ring shears the shear bolt through and the signal plate hangs clearly visible on the underframe of the vehicle. Another disadvantage here is that a response can only be recognized by visual inspection.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a trigger monitoring device for a corresponding deformation tube, which detects and signals early damage to the deformation tube early and reliably, in order to thereby avoid possible consequential damage and thus avoid associated failures of the overall system due to unplanned maintenance measures.
  • the trigger monitoring device should be characterized by a compact and inexpensive structure and ideally be mountable in or on the deformation tube instead of the previous pins.
  • the solution according to the invention means that the components of a deformation tube to be monitored are no longer freely accessible.
  • on-board diagnostics can be implemented to enable the vehicle system to be diagnosed early and to simplify maintenance. In the case of such an on-board diagnosis, the vehicle system automatically queries the trigger monitoring device or an evaluation device connected to it.
  • the trigger monitoring device is ideally installed in the vicinity of the interface between the two tube parts of the deformation tube which can be pushed into one another. It can be mounted on the outside or inside of the deformation tube.
  • a trigger monitoring device for a deformation tube, which has two tube parts that can be pushed into one another against resistance, has a housing in a coupling, in particular a pulling coupling, which has a connection for connection to the deformation tube and at least one contact surface for engaging a tube part during its displacement compared to the other tube part of the deformation tube.
  • the housing of the trigger monitoring device can be deformed by the tubular part being attacked on the contact surface.
  • a sensor is now provided in or on the housing, which detects a deformation of the housing and which is also set up to transmit a deformation detection to an evaluation device.
  • the housing of the trigger monitoring device has an electrical connection, at least indirectly connected to the sensor, for connecting an evaluation device.
  • the evaluation device can be positioned in or on the housing, but also at a distance from it.
  • at least one electrical line in particular a large number of electrical lines, can be provided for connecting the evaluation device to the sensor.
  • wireless communication between the evaluation device and the sensor can also be considered.
  • at least one transmitter, in particular a receiver and a sensor, for example integrated in a component can be provided in or on the housing, but also remote therefrom, which is connected to the sensor directly or at least indirectly via an intermediate control unit.
  • the evaluation device can in turn be in a communicating connection with a vehicle system, wired or wireless.
  • the sensor can be connected directly to the vehicle system.
  • a plurality of trigger monitoring devices or their sensors can be connected to a common evaluation device and / or a plurality of evaluation devices can be connected to the vehicle system in order to query a plurality of trigger monitoring devices accordingly.
  • the evaluation device is set up to evaluate the deformation data recorded by the sensor.
  • the housing is advantageously bent and / or sheared, in particular by engaging the one tube part, in particular the outer tube part with a comparatively larger diameter, as a result of which a deformation can be detected.
  • the inner tube part which has the comparatively smaller outside diameter, can also act on the engagement surface.
  • the housing of the trigger monitoring device has at least one stationary housing part and at least one mobile housing part that is displaceable and / or rotatable relative to the stationary housing part, and the at least one engagement surface is positioned on the mobile housing part in such a way that it engages the tubular part on the engagement surface is moved relative to the stationary housing part, the sensor detecting this movement.
  • the mobile housing part is rotatably carried by the stationary housing part and has the shape of a cam, in particular comparable to a cam on a camshaft.
  • the tubular part engaging the attack surface can rotate the cam-shaped housing part on the stationary housing part, for which purpose the stationary housing part advantageously has at least essentially a cylindrical shape which is encompassed by the mobile housing part or which is positioned coaxially with the mobile housing part via an axis of rotation of the mobile housing part ,
  • the stationary housing part advantageously has an external thread at one axial end or is provided with a through-hole running in the direction of the axis of rotation of the mobile housing part to form the connection.
  • the housing of the trigger monitoring device has at least one cylindrical one End section on or is designed overall as a cylinder and the connection for connecting to the deformation tube is designed such that the cylindrical end portion or an axial end of the cylinder forming the housing is held in a bore of the deformation tube.
  • the cylindrical end section or the axial end of the cylinder can be screwed radially from the outside next to the pipe part with the comparatively larger outside diameter into the pipe part with the comparatively smaller outside diameter.
  • screwing from the inside into the tubular part with the comparatively larger inside diameter is also possible.
  • an external thread is correspondingly provided on the cylindrical end section or the axial end of the cylinder to form the connection for connecting the trigger monitoring device to the deformation tube.
  • the senor has a deformation element which is irreversibly deformed when the housing is deformed.
  • the deformation of the housing breaks off, shears off and / or tears.
  • the sensor can comprise an electrical conductor which runs over the deformation element in such a way that its electrical conductivity or, correspondingly, its electrical resistance is changed when the deformation element is deformed. This change can then be detected by the sensor and a corresponding signal or corresponding data can be forwarded to the evaluation device.
  • the senor comprises an optical transmitter and an optical receiver, which transmit an optical signal from a deformation of the housing is dependent, are coupled together.
  • Deformation of the housing changes the optical signal, for example the deflection of a light beam, which is detected by the sensor. Accordingly, a signal or data is also forwarded to the evaluation device here.
  • the senor is set up to generate a magnetic field dependent on the deformation of the housing and to detect changes in the magnetic field accordingly.
  • the senor is set up to generate an electromagnetic resonant circuit and to detect changes in the electromagnetic resonant circuit, which in turn are dependent on the deformation of the housing.
  • the senor comprises a pressure sensor that detects a pressure that is dependent on the deformation of the housing.
  • a further embodiment of the invention provides that a volatile medium, in particular a fluid, is enclosed in the housing and the contact surface is positioned on the housing in such a way that an attack of the tube part on the contact surface opens the housing and thereby releases the medium, the sensor is designed for at least indirect detection of the presence and / or the amount of the medium located in the housing.
  • a volatile medium in particular a fluid
  • the sensor is designed for at least indirect detection of the presence and / or the amount of the medium located in the housing.
  • an electrically conductive fluid is enclosed in the housing and the sensor has at least one or at least two electrodes which are / are in electrical communication with the fluid, and the sensor is set up in such a way that it detects an electrical current flow and / or an electrical resistance, which depends on the presence and / or the amount of fluid in the housing.
  • the sensor changes of at least one physical variable are recorded, the value of which depends on the deformation state of the housing.
  • the sensor On the basis of the changes in the at least one physical quantity detected by the sensor, the sensor generating corresponding data or signals, it can be determined by means of an evaluation device whether the housing has been deformed or inadmissibly deformed and thus the two pipe parts have been pushed into each other inadmissibly.
  • the signal or the data is stored in such a way and / or the physical size is changed irreversibly in such a way that even a deformation of the housing or a return movement of the pipe parts into their starting position has no or no decisive influence on this.
  • a further embodiment of the invention provides that an electrical switch or button is provided in the housing and positioned such that it is actuated when the housing is deformed.
  • the position of the switch can generally be used to detect in a correspondingly connected circuit whether the pipe parts have shifted.
  • the switch is designed so that after it has been actuated once, it remains in the position deviating from its starting position - the actuation position - regardless of whether it opens a previously closed circuit or closes a previously opened circuit.
  • a status indicator in particular a flag, can be set which advantageously permanently indicates that the deformation has taken place.
  • a warning message can also be generated in this way, advantageously permanently until a manual switch-off, or a warning lamp can simply be switched on, which can be positioned in the vicinity of the corresponding deformation tube or also at a distance from it.
  • an electrical circuit or electrical conductor of the sensor which is closed before the housing is deformed is interrupted by the deformation of the housing
  • an electrical circuit or electrical conductor which is interrupted before the housing is deformed of the sensor is closed by the deformation of the housing, which can be detected by the evaluation device.
  • an electrical conductor is applied to a deformation element, in particular vapor-deposited, or the deformation element is coated with an electrical conductor, and the deformation element is designed to be destroyed when the housing of the release monitoring device is deformed.
  • the deformation element is made of glass or another brittle material and / or has predetermined breaking points at which the destruction takes place or begins.
  • An embodiment of the invention with a deformable or. destructible deformation element wherein the deformation element can also be formed by the housing or is provided within the housing, has two electrodes and a contact element, both the electrodes and the contact element are also electrically conductive and the contact element bears against the electrodes in such a way that an electrical current can flow from one electrode via the contact element to the other electrode.
  • the contact element is pressed against the two electrodes by means of an elastic pressure element.
  • an elastic pressure element instead of only a single contact element and / or only a single elastic pressure element, several corresponding elements can also be provided.
  • the deformation element forms an abutment for the elastic pressure element, in such a way that when the deformation element is deformed or destroyed, this abutment is omitted or destroyed, so that the elastic pressure element no longer presses the contact element against the electrodes and thus the electrical connection of the two electrodes to one another is interrupted ,
  • a sensor can be used which is conventionally used for other tasks, for example for temperature detection such as a Pt sensor.
  • the use of a heating cartridge is also an option.
  • Corresponding components namely have an electrical winding or differently designed electrical conductors, the electrical resistance of which is at least changed when the component is deformed.
  • the electrical conductor can be interrupted in the event of such a deformation, depending on the positioning of the sensor in or on the housing. The corresponding change in the electrical resistance or the interruption in the electrical conductivity can be used as an indicator for detecting the deformation and can be tapped at an electrical connection of the component.
  • the deformation of the housing of the trigger monitoring device generates a short circuit in an electrical connection in the sensor.
  • the sensor comprises electrical conductors that are electrically contacted with one another by the deformation of the housing.
  • a winding of an electrical conductor in which individual turns come to rest against one another during the deformation of the housing, which in turn changes the electrical resistance of the winding, which can be detected, in particular directly or indirectly via the electrical connection , the latter, for example, via an induction change or a change in a magnetic field.
  • At least one film can be used in the sensor, which tears or tears when the housing is deformed and thereby changes at least one electrical parameter, in particular its electrical resistance.
  • At least one conductor is guided within a non-conductive, in particular sleeve-shaped component, and by deforming the sleeve-shaped component, the electrical conductor is interrupted or its shape is changed such that its electrical resistance changes.
  • the sleeve-shaped component is in particular made of a brittle material and / or has at least one predetermined breaking point.
  • an electrical conductor can be applied to a non-conductive, brittle material, which breaks when the housing is deformed and causes at least a change in resistance in the conductor or the interruption of the conductor.
  • the housing from an insulating, brittle material.
  • the filler is then an electrically conductive material. When the housing is broken, the electrical connection made via the filler is interrupted or changed.
  • the trigger monitoring device not only provides the size to be recorded automatically depending on its response, that is to say a deformation of the housing, but also signals optically that the deformation has taken place, so that a further Visual inspection the evaluation is also possible.
  • the trigger monitoring device can be installed in or on the deformation tube by any suitable measure, in addition to the previously described measures of inserting or screwing in, also by means of other positive or material connections, such as pressing, gluing, screwing or soldering / welding.
  • a deformation tube according to the invention for a coupling in particular for a pull coupling, has two tube parts which can be pushed into one another against resistance and a trigger monitoring device in the region of an interface between the two tube parts, the trigger monitoring device being connected to the deformation tube.
  • a pull coupling according to the invention with a corresponding deformation tube is in particular designed as a Scharfenberg coupling, two couplings advantageously having a rigid connection when coupling, via which tensile and compressive forces can be transmitted.
  • the deformation tube is in particular between a coupling head with a decoupling device and a train / shock protection device that can be mounted on the car.
  • FIG. 1 schematically shows a possible design of a trigger monitoring device 1 according to the invention, which is arranged here on a first tube part 3.1 of a deformation tube 2 of a coupling 4, for example designed according to the Schaku type.
  • the Scharfenberg coupling (Schaku) is only indicated schematically in dashed lines.
  • the first pipe part 3.1 has a smaller outer diameter than the further provided second pipe part 3.2 and can be pushed into it while deforming at least the second pipe part 3.2 due to an external pressure force, indicated here by the two arrows.
  • the trigger monitoring device 1 has a housing 5, comprising a stationary housing part 12, which is mounted on the first tube part 3.1, and a mobile housing part 13, which is rotatably mounted on the stationary housing part 12, here above that which is perpendicular to the first tube part 3.1 Axis of rotation 14.
  • a housing 5 comprising a stationary housing part 12, which is mounted on the first tube part 3.1, and a mobile housing part 13, which is rotatably mounted on the stationary housing part 12, here above that which is perpendicular to the first tube part 3.1 Axis of rotation 14.
  • the mobile housing part 13 has an engagement surface 7, on which an end surface of the second tube part 3.2 engages when the first tube part 3.1 is inserted into the second tube part 3.2 due to an external force.
  • connection 6 is formed by a through hole 16 in combination with a screw, not shown here, which is screwed through the through hole 16 into the first pipe part 3.1.
  • Other connection types are possible.
  • a sensor 8 is provided in the housing 5, which is executed as follows in the exemplary embodiment shown:
  • a circuit board 26 is provided which has a tear-off tongue 27, see also FIG Figure 2 .
  • the tear-off tongue 27 has in particular a predetermined breaking point 28, but this is not absolutely necessary.
  • An electrical conductor 19, here in the form of a conductor track, is provided on the board 26 and extends over the tear-off point of the tear-off tongue 27.
  • the tear-off tongue 27 thus represents a deformation element 18 over which the electrical conductor 19 runs.
  • the tear-off tongue 27 protrudes from the one housing part, here the mobile housing part 13, into the other housing part, here the stationary housing part 12, and is held there in a stationary manner, here by means of a spacer 29.
  • the board 26 outside the tear-off tongue 27 in the other housing part is attached here in the mobile housing part 13, a relative movement between the two housing parts 12, 13, here a rotation of the mobile housing part 13 on the stationary housing part 12, leads to the tear-off tongue 27 being torn off from the rest of the circuit board 26 and thus to the electrical conductor 19 being severed ,
  • the electrical conductor 19 is connected to the electrical connector 30, which provides an electrical connection 10 for an evaluation device 9, the interruption of the electrical conductor 19 due to the change in the electrical resistance or the electrical conductivity can be detected and thereon by twisting of the mobile housing part 13 can be closed relative to the stationary housing part 12 because the first tube part 3.1 has moved into the second tube part 3.2.
  • the evaluation device 9 is connected via electrical lines 11 to the electrical connection 10 of the sensor 8 in the housing 5 and in particular is positioned at a distance from the housing 5.
  • this is not mandatory.
  • the electrical conductor 29 is permanently interrupted, so that possible pre-damage to the deformation tube 2 can be reliably detected, regardless of its return to its starting position.
  • the stationary housing part 12 can be cylindrical, in particular symmetrical about the axis of rotation 14 of the mobile housing part 13, and have an outer receiving surface for a bore of the mobile housing part 13.
  • the mobile housing part 13 is placed axially on the stationary housing part 12 and is held in place by a clamping ring 31, which here is, for example, a snap ring 32 on the stationary one Housing part 12 is held secured.
  • the mobile housing part 13 is sealed off from the stationary housing part 12 or the clamping ring 31, see for example the seals 33 shown here.
  • a deformation tube 2 is shown schematically, into which a cylindrical trigger monitoring device 1 is screwed, here from the outside into the first tube part 3.1 with a comparatively small outside diameter.
  • the cylindrical housing 5 of the release monitoring device 1 is deformed when the first pipe part 3.1 is inserted into the second pipe part 3.2, this deformation being carried out by means of a Figure 4 Sensor not shown is detected.
  • Possible configurations of the sensor for a cylindrical design of the housing 5 are described below with reference to FIG Figures 5 to 11 and 13 explained.
  • the configurations of the sensor are, however, not limited to cylindrical housings 5 of the release monitoring device 1, but can also be used with differently designed release monitoring devices 1.
  • the advantage of such a cylindrical design of the housing 5 is that the trigger monitoring device 1 can be inserted into the deformation tube 2 instead of the previous mechanical pins.
  • the housing 5 is, for example, pressed into a bore 17 in the pipe part 3.1.
  • an external thread 15 can also be provided on the housing 5 at one axial end, which is screwed into the bore 17, which is correspondingly provided with an internal thread.
  • the bore 17 is designed as a blind hole, which is a possible option in any embodiment.
  • the trigger monitoring device 1 is positioned in the area of the interface 25 of the two pipe parts 3.1, 3.2, so that even a small relative displacement of the pipe parts 3.1, 3.2 leads to the triggering monitoring device 1 responding.
  • an electrical conductor 19, here in the form of a loop, is in turn provided in the housing 5 in order to form the sensor 8.
  • the electrical conductor 19 is embedded, for example, in a casting compound 34 in the housing 5.
  • the electrical conductor 19 is cut or at least changes its electrical resistance by deformation. This can in turn be detected by an evaluation device, not shown here, which is advantageously connected via the electrical line 11.
  • two electrodes 24.1, 24.2 are provided in the housing 5, which generate an electrical capacitance in the sensor 8.
  • the electrodes 24.1, 24.2 are also embedded in a casting compound 34.
  • a deformation of the housing 5 changes the electrical capacitance of the sensor 8, which in turn can be detected in particular by an evaluation device (not shown) connected via the electrical line 11.
  • the distance between the two electrodes 24.1, 24.2 is changed by squeezing or bending the housing 5, or the active area of the electrodes 24.1, 24.2 is reduced by shearing off the housing 5, so that the capacitance changes.
  • a sensor 8 which generates an inductance and is dependent on the deformation of the housing 5 Changes in inductance recorded.
  • the sensor 8 has an electrical coil 35 and a ferromagnetic rod 36.
  • the coil 35 and / or the ferromagnetic rod 36 can be embedded in a potting compound, for example.
  • the at least one ferromagnetic rod advantageously extends over the break point or shear point of the housing 5 and thus over the contact surface 7.
  • the design according to the Figure 8 largely corresponds to that of Figure 7 , only here is an electrical coil 35 applied to the ferromagnetic rod 36 above and below the break point or the shear area of the housing 5, i.e. the contact surface 7 of the tube part 3.2, so that the housing 5 is bent or sheared due to the insertion of the first one Pipe part 3.1 in the second pipe part 3.2, the magnetic flux and thus the coupling behavior of the two coils 35 to one another is changed, which is detected via the electrical line 11, by means of a correspondingly connected evaluation device, not shown here.
  • the sensor 8 When the housing 5 is deformed or sheared, the sensor 8 is deformed such that a pressure change takes place in the sensor 8.
  • the change in pressure is monitored by a suitable measuring device, shown here by way of example by the pressure sensor 22.
  • sensor 8 generates a magnetic field which changes as a function of the deformation of housing 5.
  • a magnet 37 is positioned in the housing 5, which on the other side of the break point or shear point of the housing 5, that is in particular on the other side of the contact surface 7, a magnetic sensor 38 faces.
  • the magnetic sensor 38 no longer measures the same magnetic field as in the non-deformed or non-sheared state of the housing 5. This can in turn be detected by means of an evaluation device 9 (not shown here).
  • the sensor 8 has an optical transmitter 20 and an optical receiver 21, here embodied integrally.
  • An optical reflector 39 with or without an optical filter is provided on the other side of the shear point or kink point of the housing 5 (beyond the contact surface 7).
  • the sensor 8 is deformed such that the optical receiver 21 no longer detects the same reflections from the reflector 39 as when the housing 5 is not deformed or not sheared.
  • the change in the reflections is suitably monitored, in particular by means of an evaluation device, again not shown here.
  • the optical transmitter 20 or optical receiver 21 could also be arranged such that the transmitter and receiver are positioned on opposite sides of the shear point or kink point of the housing 5.
  • the housing 5 is designed as a crash box, that is, it is deformed by moving the pipe parts 3.1 and 3.2 together.
  • a pressure sensor 22 and an optical sensor with an optical transmitter 20 and an optical receiver 21 are arranged in the housing 5, or with an optical transmitter 20 and a receiver 21 opposite an optical reflector 39.
  • a deformation of the housing 5 can thus be carried out even more reliably are recorded due to the redundant measurement.
  • the retraction of the pipe part 3.1 into the pipe part 3.2 does not act primarily in the sense of shearing off or bending the housing 5, but rather the housing 5 is initially compressed. Both types of deformation can be interchanged or combined with one another in the exemplary embodiments shown here.
  • the volatile medium 23 is electrically conductive.
  • Two electrodes 24.1, 24.2 are immersed in the volatile medium 23, here the liquid, in such a way that they are electrically connected to one another via the volatile medium 23. So that the volatile medium 23 cannot escape from the housing 5 when the housing 5 is not deformed, the housing 5 is closed in a fluid-tight manner, for example here by means of the closure 40 used. If the first pipe part 3.1 is now moved relative to the second pipe part 3.2, then damaged the housing 5 and thereby opened its interior, so that the volatile medium 23 escapes.
  • the electrical connection between the two electrodes 24.1 and 24.2 is interrupted, which in turn can be detected via the electrical line 11 by means of an evaluation device (not shown).
  • FIG 14 A cylindrical design of the housing 5 of a trigger monitoring device 1 is shown in the area of an interface 25 of two pipe parts 3.1, 3.2, with an evaluation device 9 positioned in the vicinity of the trigger monitoring device 1 and connected to the trigger monitoring device 1 via the electrical line 11.
  • the evaluation device 9 is connected to the housing 5 and is carried by the latter. With any configuration, it is possible, if necessary, to evaluate the evaluation device 9 with a to connect further control device, for example a vehicle system 41, in particular in the form of a vehicle control computer, as shown in FIG Figure 16 is shown. Additionally or alternatively, the vehicle system 41 can also be connected directly to the sensor 8 or the trigger monitoring device 1 in which Figure 16 indicated by the dash-dotted line.
  • a vehicle system 41 in particular in the form of a vehicle control computer, as shown in FIG Figure 16 is shown.
  • the vehicle system 41 can also be connected directly to the sensor 8 or the trigger monitoring device 1 in which Figure 16 indicated by the dash-dotted line.
  • a plurality of trigger monitoring devices can also be provided, which are correspondingly connected to a common evaluation device or each with its own evaluation device.
  • One evaluation device can also query several trip monitoring devices.
  • FIG. 17 An embodiment is shown in which the engagement surface 7 is positioned radially inside the deformation tube 2.
  • the trigger monitoring device 1 is mounted in the pipe part 3.2 with the comparatively larger diameter.
  • At least the contact surface 7 is located radially inside the pipe part 3.2 with a comparatively larger diameter.
  • a conventional heating cartridge is used as the trigger monitoring device 1, which has an electrical conductor 19 within a sleeve-shaped housing 5.
  • An electrical connection 10 is provided for the electrical conductor 19, for example in an end cap 42.
  • a welded end plate 43 or another suitable termination can also be provided at the opposite end of the housing 5.
  • a filler material is provided, for example magnesium oxide, here designated 44.
  • a conventional temperature sensor is used as the trigger monitoring device 1, in particular with a Pt100 thin-film sensor or another suitable electrically conductive measuring element 45.
  • the measuring element 45 is connected to the electrical connection 10 via one or two electrical conductors 19, so that when the housing 5 bends or shears off this conductor 19 is severed, as a result of which the electrical resistance of the sensor 8 or its electrical connection changes.
  • an electrical conductor 19 is introduced into a tubular body 46, in particular made of ceramic or another brittle material.
  • the tubular body 46 is closed by two end caps 42, one of which is connected to the electrical connection 10.
  • the electrical connection could also be provided at another location, for example on opposite ends of the body 46, so that the electrical conductor 19 extends only linearly through the body should extend.
  • the tubular body 46 can itself form the housing 5 or, as indicated by the dashed lines, can be enclosed again by a housing 5. If the housing 5 is deformed or sheared off, the tubular body 46 breaks, so that the electrical conductor 19 is severed, which is detected via the electrical connection 10 due to the change in resistance or the change in the electrical conductivity.
  • the electrical conductor 19 is applied as a helix or spiral on a brittle support 47.
  • the application can take place by winding or vapor deposition or by other coating. If the housing 5 is deformed or sheared off, the brittle carrier 47 is destroyed and the capacitance or the electrical resistance of the electrical conductor 19 and thus of the sensor 8 is changed, which can be detected via the electrical connection 10.
  • an electrical conductor 19 is evaporated onto an insulating sensor carrier 48 in order to form the sensor 8. If the housing 5 is deformed or destroyed, the shape of the electrical conductor 19 on the sensor carrier 48 is changed or interrupted, which in turn can be determined via the electrical connection 10.
  • the carrier 48 can be plate-shaped or cylindrical. Other designs are possible.
  • a housing 5 made of a brittle material is provided, for example made of glass or ceramic, the housing 5 also forming a deformation element 18 of the sensor 8.
  • the deformation element 18 could be provided in addition to the housing 5.
  • the sensor 8 has two electrodes 24.1 and 24.2, which are connected to one another in an electrically conductive manner via an electrically conductive contact element 49 which bears against them.
  • the contact element 49 is pressed by the elastic pressure element 50 against the two electrodes 24.1, 24.2, in each case one end end thereof.
  • the contact element 49 is plate-shaped, but this could also be different.
  • the deformation element 18 forms an abutment for the elastic pressure element 50, here on a side opposite the contact element 49, for example through a bottom region of the housing-shaped, here cylindrical, deformation element 18. If the housing 5 or the deformation element 18 by relative displacement of the two housing parts - stationary Housing part 12 and mobile housing part 13 - is deformed or destroyed, the elastic pressure element 50 relaxes because the abutment is eliminated. As a result, the contact element 49 is lifted off the two electrodes 24.1, 24.2 and the electrical connection between the two electrodes 24.1 and 24.2 is interrupted.
  • a second elastic pressure element 51 can be provided which, when the abutment or the spring force of the first elastic pressure element 50 is eliminated, actively presses the contact element 49 away from the electrodes 24.1 and 24.2.
  • the contact element 49 can be connected or fixed to the elastic pressure element 50 in order to ensure a reliable disconnection of the electrically conductive connection. It would also be possible, for example, to connect the contact element 49 in a tensile manner to the region of the deformation element 18 which forms the abutment and is removed from the electrodes 24.1, 24.2 if the deformation element 18 is destroyed.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslöseüberwachungseinrichtung für ein Verformungsrohr mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen in einer Kupplung, insbesondere Zugkupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verformungsrohr für eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 21 und eine Zugkupplung, insbesondere in Form einer Scharfenberg-Zugkupplung mit einem solchen Verformungsrohr.
  • Kupplungen, insbesondere Zugkupplungen der gattungsgemäßen Art, weisen Stoßsicherungen auf, welche die mittels der Kupplung gekuppelten Fahrzeugteile und die Fahrgäste oder Transportgut vor Schäden bei zu hohen Auffahrgeschwindigkeiten schützen. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten die Kraft aufzunehmen, nämlich destruktiv und regenerativ. Zur destruktiven Kraftaufnahme werden Verformungsrohre eingesetzt, die zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbare Rohrteile aufweisen, insbesondere mit einem im Durchmesser vergleichsweise kleineren Rohrteil, das in das im Durchmesser vergleichsweise größere Rohrteil unter einer entsprechend hohen Schubkraft eingeschoben werden kann, wobei sich beim Einschiebvorgang das größere Rohrteil ausdehnt und verformt und/oder das kleinere Rohrteil gestaucht wird und verformt. Bei dieser Verformung wird vergleichsweise viel Energie aufgenommen, was erwünscht ist. Allerdings können Betriebszustände auftreten, die zu einer nicht unmittelbar ersichtlichen Vorschädigung des Verformungsrohres führen, weil beispielsweise ein vorübergehendes Einschieben des einen Rohrteils in das andere Rohrteil stattgefunden hat, ohne dass dies sofort erkennbar ist. Eine solche Vorschädigung reduziert jedoch die nachfolgende Energieaufnahmefähigkeit des Verformungsrohres, sodass das vorgeschädigte Verformungsrohr ausgetauscht werden muss.
  • Herkömmlich erfolgt eine Überwachung der Verformungsrohre in der Praxis durch eine Sichtprüfung und/oder eine Klangprobe. Dazu muss das zu überwachende Verformungsrohr frei zugänglich sein. Die zunehmend fortschreitende Integration des Verformungsrohres in die Kupplung beziehungsweise in die zu kuppelnden Wagenteile führt jedoch dazu, dass nicht immer alle zu überwachenden Bereiche frei zugänglich sind und somit die Überprüfung aufwändig ist.
  • Um die Überprüfung zu erleichtern, werden heutzutage mechanische Indikatoren eingesetzt, in Form von Stiften, die nahe der Schnittstelle zwischen den beiden Rohrteilen in das Rohrteil mit vergleichsweise kleinerem Außendurchmesser eingebracht werden, derart, dass beim Ineinanderschieben der beiden Rohrteile das Rohrteil mit dem vergleichsweise größeren Durchmesser den aus dem anderen Rohrteil herausstehenden Stift verbiegt und damit ungeachtet eines nachfolgenden Auseinanderschiebens der beiden Rohrteile in die Ausgangsposition sicher anzeigt, dass eine Verformung stattgefunden hat. Allerdings verlangt eine solche Stiftlösung immer noch die Sichtprüfung jenes Abschnitts des Verformungsrohres, in welchem der Stift eingebracht ist.
  • Aus der Druckschrift EP 2 072 370 A1 ist eine Energieverzehrvorrichtung mit einer Verformungsanzeige vorbekannt, welche ein Signalblech aufweist, das über einen Abscherbolzen mit einem Klotz im Inneren des Verformungsrohres verbunden ist. Wird die Ansprechkraft des Verformungsrohres erreicht, schert ein Kegelring den Abscherbolzen durch und das Signalblech hängt gut sichtbar am Untergestell des Fahrzeuges, Nachteilig auch hier ist, dass die Erkennung eines Ansprechens nur über Sichtprüfung erfolgen kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Auslöseüberwachungseinrichtung für ein entsprechendes Verformungsrohr anzugeben, die frühzeitig und sicher eine Vorschädigung des Verformungsrohres erkennt und signalisiert, um dadurch mögliche Folgeschäden und damit verbundene Ausfälle des Gesamtsystems durch nicht planmäßige Instandhaltungsmaßnahmen zu vermeiden. Die Auslöseüberwachungseinrichtung soll sich dabei durch einen kompakten und kostengünstigen Aufbau auszeichnen und idealerweise anstelle der bisherigen Stifte in beziehungsweise am Verformungsrohr montierbar sein.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Auslöseüberwachungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verformungsrohr mit einer erfindungsgemäßen Auslöseüberwachungseinrichtung und eine Zugkupplung mit einem entsprechenden Verformungsrohr angegeben.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine freie Zugänglichkeit der zu überwachenden Bauteile eines Verformungsrohres nicht mehr notwendig. Zudem kann eine On-Board-Diagnose realisiert werden, um dem Fahrzeugsystem eine frühzeitige Diagnose zu ermöglichen und die Wartung zu vereinfachen. Bei einer solchen On-Board-Diagnose erfolgt vom Fahrzeugsystem eine automatische Abfrage der Auslöseüberwachungseinrichtung oder einer mit dieser verbundenen Auswerteeinrichtung.
  • Der Einbau der Auslöseüberwachungseinrichtung erfolgt idealerweise in der Nähe der Schnittstelle der beiden ineinander schiebbaren Rohrteile des Verformungsrohres. Dabei kann eine Montage außen oder innen am Verformungsrohr erfolgen.
  • Im Einzelnen weist eine erfindungsgemäße Auslöseüberwachungseinrichtung für ein Verformungsrohr, das zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen aufweist, in einer Kupplung, insbesondere Zugkupplung, ein Gehäuse auf, das einen Anschluss zum Anschließen an das Verformungsrohr und wenigstens eine Angriffsfläche zum Angreifen eines Rohrteils bei seiner Verschiebung gegenüber dem anderen Rohrteil des Verformungsrohres umfasst. Dabei ist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung durch das Angreifen des Rohrteils an der Angriffsfläche verformbar.
  • Erfindungsgemäß ist nun im oder am Gehäuse ein Sensor vorgesehen, welcher eine Verformung des Gehäuses erfasst und der ferner eingerichtet ist, eine Verformungserfassung an eine Auswerteeinrichtung weiterzuleiten.
  • Besonders vorteilhaft weist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung einen mit dem Sensor zumindest mittelbar verbundenen elektrischen Anschluss zum Anschließen einer Auswerteeinrichtung auf.
  • Die Auswerteeinrichtung kann im oder am Gehäuse positioniert sein, jedoch auch entfernt von diesem. Bei einer entfernten Positionierung, jedoch auch bei einer Positionierung am oder im Gehäuse, kann zur Verbindung der Auswerteeinrichtung mit dem Sensor wenigstens eine elektrische Leitung, insbesondere eine Vielzahl von elektrischen Leitungen, vorgesehen sein. Prinzipiell kommt jedoch auch eine drahtlose Kommunikation zwischen der Auswerteeinrichtung und dem Sensor in Betracht. Hierfür kann im oder am Gehäuse, jedoch auch entfernt von diesem, wenigstens ein Sender, insbesondere ein Empfänger und ein Sensor, beispielsweise integriert in einem Bauteil, vorgesehen sein, der mit dem Sensor unmittelbar oder über eine zwischengeschaltete Steuereinheit zumindest mittelbar verbunden ist. Die Auswerteeinrichtung kann wiederrum mit einem Fahrzeugsystem in einer kommunizierenden Verbindung stehen, drahtgebunden oder drahtlos. Alternativ kann der Sensor direkt mit dem Fahrzeugsystem verbunden sein. Mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen beziehungsweise deren Sensoren können mit einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung verbunden sein und/oder mehrere Auswerteeinrichtungen können mit dem Fahrzeugsystem verbunden sein, um entsprechend mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen abzufragen.
  • Die Auswerteeinrichtung ist zur Auswertung der vom Sensor erfassten Verformungsdaten eingerichtet.
  • Das Gehäuse wird insbesondere durch Angreifen des einen Rohrteils, insbesondere des äußeren Rohrteils mit vergleichsweise größerem Durchmesser, vorteilhaft verbogen und/oder abgeschert, wodurch eine Verformung erfassbar ist. Insbesondere bei einer Montage der Auslöseüberwachungseinrichtung an einer inneren Oberfläche beziehungsweise innen im Verformungsrohr kann jedoch auch das innere Rohrteil, welches den vergleichsweise kleineren Außendurchmesser aufweist, an der Angriffsfläche angreifen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung wenigstens ein stationäres Gehäuseteil und wenigstens ein gegenüber dem stationären Gehäuseteil verschiebbares und/oder verdrehbares mobiles Gehäuseteil auf und die wenigstens eine Angriffsfläche ist derart am mobilen Gehäuseteil positioniert, dass dieses durch Angreifen des Rohrteils an der Angriffsfläche gegenüber dem stationären Gehäuseteil bewegt wird, wobei der Sensor diese Bewegung erfasst.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird das mobile Gehäuseteil drehbar vom stationären Gehäuseteil getragen und weist die Gestalt eines Nockens, insbesondere vergleichbar mit einem Nocken auf einer Nockenwelle, auf. Dadurch kann das an der Angriffsfläche angreifende Rohrteil das nockenförmige Gehäuseteil auf dem stationären Gehäuseteil verdrehen, wofür das stationäre Gehäuseteil vorteilhaft zumindest im Wesentlichen eine zylinderförmige Gestalt aufweist, welche vom mobilen Gehäuseteil umgriffen wird oder welche über einer Drehachse des mobilen Gehäuseteils koaxial zum mobilen Gehäuseteil positioniert ist.
  • Für einen besonders einfachen und sicheren Anschluss der Auslöseüberwachungseinrichtung weist das stationäre Gehäuseteil vorteilhaft an einem axialen Ende ein Außengewinde auf oder ist mit einer in Richtung der Drehachse des mobilen Gehäuseteils verlaufenden Durchgangsbohrung zur Ausbildung des Anschlusses versehen.
  • Gemäß einer Ausführung der Erfindung weist das Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung wenigstens einen zylinderförmigen Endabschnitt auf oder ist insgesamt als Zylinder gestaltet und der Anschluss zum Anschließen an das Verformungsrohr ist derart ausgeführt, dass der zylinderförmige Endabschnitt oder ein axiales Ende des das Gehäuse ausbildenden Zylinders in einer Bohrung des Verformungsrohres gehalten wird. Insbesondere kann der zylinderförmige Endabschnitt beziehungsweise das axiale Ende des Zylinders radial von außen neben dem Rohrteil mit dem vergleichsweise größeren Außendurchmesser in das Rohrteil mit dem vergleichsweise kleineren Außendurchmesser eingeschraubt werden. Alternativ ist auch ein Einschrauben von innen in das Rohrteil mit dem vergleichsweise größeren Innendurchmesser möglich.
  • Für eine Einschraublösung ist entsprechend ein Außengewinde auf dem zylinderförmigen Endabschnitt oder dem axialen Ende des Zylinders zur Ausbildung des Anschlusses zum Anschließen der Auslöseüberwachungseinrichtung am Verformungsrohr vorgesehen.
  • Gemäß einer möglichen Gestaltung der Erfindung weist der Sensor ein Verformungselement auf, das bei einer Verformung des Gehäuses irreversibel verformt wird. Beispielsweise wird das Verformungselement durch die Verformung des Gehäuses abgebrochen, abgeschert und/oder eingerissen.
  • Der Sensor kann einen elektrischen Leiter umfassen, der derart über dem Verformungselement verläuft, dass seine elektrische Leitfähigkeit oder entsprechend sein elektrischer Widerstand bei einer Verformung des Verformungselementes verändert wird. Diese Veränderung kann dann durch den Sensor erfasst werden und ein entsprechendes Signal oder entsprechende Daten an die Auswerteeinrichtung weitergeleitet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Sensor einen optischen Geber und einen optischen Empfänger, die über ein optisches Signal, das von einer Verformung des Gehäuses abhängig ist, miteinander gekoppelt sind. Durch Verformung des Gehäuses wird das optische Signal verändert, beispielsweise die Auslenkung eines Lichtstrahls, was durch den Sensor erfasst wird. Auch hier wird dementsprechend ein Signal oder Daten an die Auswerteeinrichtung weitergeleitet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor eingerichtet, ein von der Verformung des Gehäuses abhängiges Magnetfeld zu erzeugen und entsprechend Änderungen des Magnetfeldes zu erfassen.
  • Eine andere Möglichkeit, wobei die hier vorgestellten Erfassungsmöglichkeiten, die auf verschiedenen physikalischen Größen basieren, auch miteinander kombiniert werden können, ist die Ausführung des Sensors derart, dass dieser eine von der Verformung des Gehäuses abhängige elektrische Kapazität erzeugt und Änderungen der Kapazität erfasst.
  • Auch kommt in Betracht, dass der Sensor eingerichtet ist, einen elektromagnetischen Schwingkreis zu erzeugen und Änderungen des elektromagnetischen Schwingkreises, die wiederum von der Verformung des Gehäuses abhängig sind, zu erfassen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Sensor einen Drucksensor, der einen von der Verformung des Gehäuses abhängigen Druck erfasst.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Gehäuse ein flüchtiges Medium, insbesondere ein Fluid, eingeschlossen ist und die Angriffsfläche derart am Gehäuse positioniert ist, dass ein Angreifen des Rohrteils an der Angriffsfläche das Gehäuse öffnet und dadurch das Medium freigibt, wobei der Sensor zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Anwesenheit und/oder der Menge des im Gehäuse befindlichen Mediums ausgebildet ist. Beispielsweise ist im Gehäuse ein elektrisch leitendes Fluid eingeschlossen und der Sensor weist wenigstens eine oder wenigstens zwei Elektroden auf, die mit dem Fluid in elektrischer Verbindung steht/stehen, und der Sensor ist derart eingerichtet, dass er einen elektrischen Stromfluss und/oder einen elektrischen Widerstand erfasst, der von der Anwesenheit und/oder der Menge des Fluids im Gehäuse abhängig ist.
  • Bei diesen verschiedenen Möglichkeiten der Gestaltung des Sensors werden demnach Änderungen wenigstens einer physikalischen Größe erfasst, deren Wert vom Verformungszustand des Gehäuses abhängig ist. Anhand der vom Sensor erfassten Änderungen der wenigstens einen physikalischen Größe, wobei der Sensor entsprechende Daten oder Signale erzeugt, kann mittels einer Auswerteeinrichtung festgestellt werden, ob eine Verformung oder eine unzulässige Verformung des Gehäuses und damit ein unzulässiges Ineinanderschieben der beiden Rohrteile stattgefunden hat. Insbesondere wird das Signal oder die Daten derart gespeichert und/oder die physikalische Größe wird derart irreversibel geändert, dass auch eine Rückverformung des Gehäuses beziehungsweise eine Rückbewegung der Rohrteile in ihre Ausgangsstellung hierauf keinen oder keinen entscheidenden Einfluss hat.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Gehäuse ein elektrischer Schalter oder Taster vorgesehen und derart positioniert ist, dass er bei einer Verformung des Gehäuses betätigt wird. Somit kann beispielsweise anhand der Stellung des Schalters in der Regel in einem entsprechend angeschlossenen Stromkreis erfasst werden, ob eine Verschiebung der Rohrteile stattgefunden hat. Der Schalter ist insbesondere ausgeführt, dass er nach seiner einmaligen Betätigung in der von seiner Ausgangslage abweichenden Lage - der Betätigungsposition - verbleibt, ungeachtet dessen, ob er dabei einen zuvor geschlossenen Stromkreis öffnet oder einen zuvor geöffneten Stromkreis schließt. Bei Verwendung eines Tasters in einem entsprechenden Stromkreis kann ein Statusindikator, insbesondere ein Flag gesetzt werden, der/das vorteilhaft dauerhaft anzeigt, dass die Verformung stattgefunden hat. Beispielweise kann hierdurch auch - vorteilhaft dauerhaft bis zu einem manuellen Ausschalten - eine Warnmeldung erzeugt werden oder einfach eine Warnlampe eingeschaltet werden, die in der Nähe des entsprechenden Verformungsrohres oder auch entfernt von diesem positioniert sein kann.
  • Prinzipiell gilt für die vorliegende Erfindung, dass bei einer Ausgestaltung ein vor der Verformung des Gehäuses geschlossener elektrischer Stromkreis beziehungsweise elektrischer Leiter des Sensors durch die Verformung des Gehäuses unterbrochen wird, und bei einer anderen Ausgestaltung ein vor der Verformung des Gehäuses unterbrochener elektrischer Stromkreis beziehungsweise elektrischer Leiter des Sensors durch die Verformung des Gehäuses geschlossen wird, was jeweils durch die Auswerteeinrichtung erfasst werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein elektrischer Leiter auf ein Verformungselement aufgebracht, insbesondere aufgedampft, beziehungsweise das Verformungselement wird mit einem elektrischen Leiter beschichtet, und das Verformungselement ist ausgebildet, um bei einer Verformung des Gehäuses der Auslöseüberwachungseinrichtung zerstört zu werden. Beispielsweise ist das Verformungselement aus Glas oder einem anderen spröden Werkstoff gefertigt und/oder weist Sollbruchstellen auf, an welchen die Zerstörung erfolgt oder beginnt.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung mit einem verformbaren beziehungsweise. zerstörbaren Verformungselement, wobei das Verformungselement auch durch das Gehäuse gebildet werden kann oder innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, weist zwei Elektroden sowie ein Kontaktelement auf, wobei sowohl die Elektroden als auch das Kontaktelement elektrisch leitend sind und das Kontaktelement derart an den Elektroden anliegt, dass ein elektrischer Strom von der einen Elektrode über das Kontaktelement zur anderen Elektrode strömen kann. Das Kontaktelement ist mittels eines elastischen Druckelementes gegen die beiden Elektroden gepresst. Anstelle nur eines einzigen Kontaktelementes und/oder nur eines einzigen elastischen Druckelementes können auch mehrere entsprechende Elemente vorgesehen sein. Das Verformungselement bildet ein Widerlager für das elastische Druckelement, derart, dass bei der Verformung oder Zerstörung des Verformungselementes dieses Widerlager wegfällt beziehungsweise zerstört wird, sodass das elastische Druckelement das Kontaktelement nicht mehr gegen die Elektroden presst und damit die elektrische Verbindung der beiden Elektroden miteinander unterbrochen wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Sensor verwendet werden, der herkömmlich für andere Aufgaben, beispielsweise zur Temperaturerfassung wie beispielsweise ein Pt-Sensor, eingesetzt wird. Auch die Verwendung einer Heizpatrone kommt in Betracht. Entsprechende Bauteile weisen nämlich eine elektrische Wicklung oder anders gestaltete elektrische Leiter auf, deren elektrischer Widerstand bei einer Verformung des Bauteils zumindest geändert wird. Ferner kann bei einer solchen Verformung der elektrische Leiter unterbrochen werden, je nach Positionierung des Sensors im oder am Gehäuse. Die entsprechende Veränderung des elektrischen Widerstands oder die Unterbrechung der elektrischen Leitfähigkeit können als Indikator zur Erfassung der Verformung herangezogen werden und können an einem elektrischen Anschluss des Bauteils abgegriffen werden.
  • Auch ist es möglich, am Gehäuse wenigstens einen Dehnmessstreifen als Sensor vorzusehen, um eine entsprechende Verformung des Gehäuses zu erfassen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird durch die Verformung des Gehäuses der Auslöseüberwachungseinrichtung ein Kurzschluss einer elektrischen Verbindung im Sensor erzeugt. Beispielsweise umfasst der Sensor elektrische Leiter, die durch die Verformung des Gehäuses elektrisch miteinander kontaktiert werden. Auch ist es möglich, beispielsweise eine Wicklung eines elektrischen Leiters vorzusehen, bei welcher sich einzelne Windungen bei der Verformung des Gehäuses aneinander anlegen, wodurch wiederum der elektrische Widerstand der Wicklung verändert wird, was erfasst werden kann, insbesondere über den elektrischen Anschluss direkt oder auch indirekt, letzteres Beispielsweise über eine Induktionsänderung oder der Änderung eines magnetischen Feldes.
  • Es kann wenigstens eine Folie zum Einsatz im Sensor kommen, die bei einer Verformung des Gehäuses durchreißt oder einreißt und dabei wenigstens einen elektrischen Parameter verändert, insbesondere ihren elektrischen Widerstand.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein Leiter innerhalb eines nicht leitenden, insbesondere hülsenförmigen Bauteils geführt und durch Verformen des hülsenförmigen Bauteils wird der elektrische Leiter unterbrochen oder in seiner Form derart geändert, dass sich sein elektrischer Widerstand verändert. Das hülsenförmige Bauteil ist insbesondere aus einem spröden Werkstoff hergestellt und/oder weist wenigstens eine Sollbruchstelle auf. Entsprechend kann ein elektrischer Leiter auf einem nicht leitenden spröden Werkstoff aufgebracht werden, der bei einer Verformung des Gehäuses zerbricht und zumindest eine Widerstandsänderung im Leiter oder die Unterbrechung des Leiters hervorruft. Schließlich ist es möglich, im Gehäuse der Auslöseüberwachungseinrichtung ein Füllmaterial aus isolierender Keramik oder einem anderen isolierenden spröden Werkstoff, wie beispielsweise Glas oder einen Keramikverguss vorzusehen, wobei in das Füllmaterial ein elektrisch leitender Werkstoff eingebracht ist und eine Scherung und/oder Biegung des Gehäuses mit dem Füllmaterial eine elektrische Verbindung zum oder des eingebrachten elektrisch leitfähigen Werkstoffs trennt.
  • Andererseits ist es möglich, das Gehäuse aus einem isolierenden spröden Werkstoff herzustellen. Der Füllstoff ist dann ein elektrisch leitender Werkstoff. Beim Zerbrechen des Gehäuses wird die elektrische Verbindung, die über den Füllstoff hergestellt wird, unterbrochen oder verändert.
  • Günstig ist es, wenn die Auslöseüberwachungseinrichtung aufgrund der Verformung ihres Gehäuses nicht nur die automatisiert zu erfassende Größe in Abhängigkeit ihres Ansprechens, das heißt einer Verformung des Gehäuses, zur Verfügung stellt, sondern zusätzlich optisch signalisiert, dass die Verformung stattgefunden hat, sodass weiterhin durch eine Sichtprüfung die Auswertung zusätzlich möglich ist.
  • Eine Installation der Auslöseüberwachungseinrichtung im oder am Verformungsrohr kann durch jede geeignete Maßnahme erfolgen, neben den zuvor beschriebenen Maßnahmen des Einsteckens oder Einschraubens auch durch andere formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindungen, wie Einpressen, Verkleben, Anschrauben oder Verlöten/Verschweißen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verformungsrohr für eine Kupplung, insbesondere für eine Zugkupplung, weist zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbare Rohrteile auf sowie eine Auslöseüberwachungseinrichtung im Bereich einer Schnittstelle zwischen den beiden Rohrteilen, wobei die Auslöseüberwachungseinrichtung am Verformungsrohr angeschlossen ist.
  • Eine erfindungsgemäße Zugkupplung mit einem entsprechenden Verformungsrohr ist insbesondere als Scharfenberg-Kupplung ausgeführt, wobei vorteilhaft zwei Kupplungen beim Kuppeln eine starre Verbindung eingehen, über die Zug- und Druckkräfte übertragbar sind. Das Verformungsrohr ist insbesondere zwischen einem Kupplungskopf mit einer Entkupplungseinrichtung und einer Zug-/Stoßsicherungseinrichtung, die am Wagen montiert werden kann, positioniert.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen exemplarisch beschrieben werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Auslöseüberwachungseinrichtung mit exzentrischem Nocken;
    Figur 2
    eine Platine mit Sollbruchstelle, wie sie bei der Erfindung zum Einsatz gelangen kann;
    Figur 3
    eine Ausführungsform gemäß der Figur 1 mit einer Platine gemäß der Figur 2;
    Figur 4
    ein Verformungsrohr mit einer eingesetzten Auslöseüberwachungseinrichtung gemäß der Erfindung;
    Fig. 5-11
    verschiedene zylinderförmige Auslöseüberwachungseinrichtungen mit Sensoren, die verschiedene physikalische Größen erfassen;
    Figur 12
    eine weitere Gestaltung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einer sogenannten Crashbox als Gehäuse;
    Figur 13
    eine weitere Gestaltung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit im Gehäuse;
    Fig. 14-16
    mögliche Anordnungen von Auswerteeinrichtungen zentral oder dezentral;
    Figur 17
    eine schematische Darstellung mit einer innen im Verformungsrohr positionierten Angriffsfläche des Gehäuses;
    Fig. 18-22
    weitere exemplarische Darstellungen möglicher Ausführungsformen der Erfindung;
    Fig. 23
    eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektroden und einem Kontaktelement.
  • In der Figur 1 ist schematisch eine mögliche Gestaltung einer erfindungsgemäßen Auslöseüberwachungseinrichtung 1 dargestellt, die hier auf einem ersten Rohrteil 3.1 eines Verformungsrohres 2 einer Kupplung 4, beispielsweise nach Schaku-Bauart ausgeführt, angeordnet ist. Die Scharfenberg-Kupplung (Schaku) ist nur in gestrichelten Linien schematisch angedeutet. Das erste Rohrteil 3.1 weist einen kleineren Außendurchmesser als das weiter vorgesehene zweite Rohrteil 3.2 auf und ist unter Verformung zumindest des zweiten Rohrteiles 3.2 in dieses einschiebbar, aufgrund einer von außen wirkenden Druckkraft, hier durch die beiden Pfeile angedeutet.
  • Die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 5 auf, umfassend ein stationäres Gehäuseteil 12, das auf dem ersten Rohrteil 3.1 montiert ist, und ein mobiles Gehäuseteil 13, das drehbar auf dem stationären Gehäuseteil 12 gelagert ist, hier über der senkrecht auf dem ersten Rohrteil 3.1 stehenden Drehachse 14. Zum besseren Verständnis des Aufbaus der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 wird auch auf die Figur 3 verwiesen, in welcher sich entsprechende Bauteile mit sich entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Das mobile Gehäuseteil 13 weist eine Angriffsfläche 7 auf, an welcher eine stirnseitige Oberfläche des zweiten Rohrteils 3.2 angreift, wenn das erste Rohrteil 3.1 aufgrund einer äußeren Krafteinwirkung in das zweite Rohrteil 3.2 eingeschoben wird.
  • Durch Angreifen des zweiten Rohrteils 3.2 an der Angriffsfläche 7 und fortgesetztes Einschieben des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 wird das mobile Gehäuseteil 13 auf dem äußeren Umfang des hier zylinderförmig gestalteten stationären Gehäuseteil 12 verdreht, weil das stationäre Gehäuseteil 12 mit seinem Anschluss 6 starr am ersten Rohrteil 3.1 angeschlossen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Anschluss 6 durch eine Durchgangsbohrung 16 in Kombination mit einer hier nicht näher dargestellten Schraube, die durch die Durchgangsbohrung 16 in das erste Rohrteil 3.1 eingeschraubt ist, gebildet. Andere Anschlussarten sind möglich.
  • Im Gehäuse 5 ist ein Sensor 8 vorgesehen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel wir folgt ausgeführt ist:
    In einem der beiden Gehäuseteile 12, 13, hier im mobilen Gehäuseteil 13, ist eine Platine 26 vorgesehen, die eine Abrisszunge 27 aufweist, siehe auch die Figur 2. Die Abrisszunge 27 weist insbesondere eine Sollbruchstelle 28 auf, dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Auf der Platine 26 ist ein elektrischer Leiter 19, hier in Form einer Leiterbahn, vorgesehen, der sich über die Abrissstelle der Abrisszunge 27 hinweg erstreckt. Somit stellt die Abrisszunge 27 ein Verformungselement 18 dar, über welchem der elektrische Leiter 19 verläuft.
  • Die Abrisszunge 27 ragt von dem einen Gehäuseteil, hier dem mobilen Gehäuseteil 13, in das andere Gehäuseteil, hier das stationäre Gehäuseteil 12, und wird dort ortsfest gehalten, hier mittels eines Abstandshalters 29. Da zugleich die Platine 26 außerhalb der Abrisszunge 27 im anderen Gehäuseteil befestigt ist, hier im mobilen Gehäuseteil 13, führt eine Relativbewegung zwischen den beiden Gehäuseteilen 12, 13, hier eine Verdrehung des mobilen Gehäuseteils 13 auf dem stationären Gehäuseteil 12, zu einem Abreißen der Abrisszunge 27 vom Rest der Platine 26 und damit zu einem Durchtrennen des elektrischen Leiters 19.
  • Da der elektrische Leiter 19 mit dem elektrischen Stecker 30 verbunden ist, welcher einen elektrischen Anschluss 10 für eine Auswerteeinrichtung 9 zur Verfügung stellt, kann die Unterbrechung des elektrischen Leiters 19 aufgrund der Änderung des elektrischen Widerstands beziehungsweise der elektrischen Leitfähigkeit erfasst werden und darauf auf einem Verdrehen des mobilen Gehäuseteils 13 gegenüber dem stationären Gehäuseteil 12 wegen eines Einfahrens des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 geschlossen werden.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 9 über elektrische Leitungen 11 am elektrischen Anschluss 10 des Sensors 8 im Gehäuse 5 angeschlossen und insbesondere entfernt vom Gehäuse 5 positioniert. Dies ist jedoch nicht zwingend.
  • Durch Abreißen der Abrisszunge 27 von der Platine 26 wird der elektrische Leiter 29 dauerhaft unterbrochen, sodass eine mögliche Vorschädigung des Verformungsrohres 2 sicher erfasst werden kann, unabhängig von dessen Rückkehr in seine Ausgangsposition.
  • Wie dargestellt, kann das stationäre Gehäuseteil 12 zylindrisch ausgeführt sein, insbesondere symmetrisch über der Drehachse 14 des mobilen Gehäuseteils 13, und eine äußere Aufnahmefläche für eine Bohrung des mobilen Gehäuseteils 13 aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das mobile Gehäuseteil 13 axial auf das stationäre Gehäuseteil 12 aufgesetzt und wird durch einen Klemmring 31, der hier beispielsweise durch einen Sprengring 32 auf dem stationären Gehäuseteil 12 gehalten wird, gesichert. Das mobile Gehäuseteil 13 ist gegenüber dem stationären Gehäuseteil 12 beziehungsweise dem Klemmring 31 abgedichtet, siehe beispielsweise die hier dargestellten Dichtungen 33.
  • Dadurch, dass der Klemmring 31 rastend über der Drehachse 14 auf das stationäre Gehäuseteil 12 aufgesteckt wird, können weitere Schrauben für den Zusammenbau entfallen.
  • In der Figur 4 ist schematisch ein Verformungsrohr 2 dargestellt, in welches eine zylinderförmige Auslöseüberwachungseinrichtung 1 eingeschraubt ist, hier von außen in das erste Rohrteil 3.1 mit vergleichsweise kleinem Außendurchmesser. Bei dieser Ausführungsform wird das zylinderförmig gestaltete Gehäuse 5 der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 beim Einfahren des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 verformt, wobei diese Verformung mittels eines in der Figur 4 nicht näher dargestellten Sensors erfasst wird. Mögliche Ausgestaltungen des Sensors für eine zylinderförmige Gestaltung des Gehäuses 5 werden nachfolgend anhand der Figuren 5 bis 11 und 13 erläutert. Die Ausgestaltungen des Sensors sind jedoch nicht auf zylinderförmige Gehäuse 5 der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 beschränkt, sondern können auch bei anders gestalteten Auslöseüberwachungseinrichtungen 1 verwendet werden.
  • Der Vorteil einer solchen zylinderförmigen Gestaltung des Gehäuses 5 liegt darin, dass die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 anstelle der bisherigen mechanischen Stifte in das Verformungsrohr 2 eingesetzt werden können. Das Gehäuse 5 ist beispielsweise in eine Bohrung 17 im Rohrteil 3.1 eingepresst. Wie in der Einzelheit a in der Figur 4 schematisch dargestellt ist, kann auch auf dem Gehäuse 5 an einem axialen Ende ein Außengewinde 15 vorgesehen sein, das in die Bohrung 17, die entsprechend mit einem Innengwinde versehen ist, eingeschraubt wird.
  • Im Detail a ist abweichend die Bohrung 17 als Sackloch ausgeführt, was eine mögliche Option darstellt, bei jeglicher Ausführungsform.
  • Sowohl bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 1 als auch bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 4 ist die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 im Bereich der Schnittstelle 25 der beiden Rohrteile 3.1, 3.2 positioniert, sodass bereits eine kleine Relativverschiebung der Rohrteile 3.1, 3.2 zu einem Ansprechen der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 führt.
  • Gemäß der Figur 5 ist wiederum ein elektrischer Leiter 19, hier in Schleifenform, im Gehäuse 5 vorgesehen, um den Sensor 8 auszubilden. Der elektrische Leiter 19 ist beispielsweise in einer Vergussmasse 34 im Gehäuse 5 eingebettet. Bei einem Verformen des Gehäuses 5 wird der elektrische Leiter 19 durchtrennt oder ändert zumindest durch Verformung seinen elektrischen Widerstand. Dies kann wiederum von einer hier nicht näher gezeigten Auswerteeinrichtung, die vorteilhaft über die elektrische Leitung 11 angeschlossen ist, erfasst werden.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 6 sind zwei Elektroden 24.1, 24.2 im Gehäuse 5 vorgesehen, die eine elektrische Kapazität im Sensor 8 erzeugen. Beispielsweise sind auch die Elektroden 24.1, 24.2 in einer Vergussmasse 34 eingebettet. Durch eine Verformung des Gehäuses 5 ändert sich die elektrische Kapazität des Sensors 8, was wiederum insbesondere von einer über die elektrische Leitung 11 angeschlossenen Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt) erfasst werden kann. Beispielsweise wird durch Quetschen oder Umknicken des Gehäuses 5 der Abstand der beiden Elektroden 24.1, 24.2 geändert oder durch Abscheren des Gehäuses 5 wird die aktive Fläche der Elektroden 24.1, 24.2 verringert, sodass sich die Kapazität ändert.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 7 ist ein Sensor 8 vorgesehen, der eine Induktivität erzeugt und von der Verformung des Gehäuses 5 abhängige Änderungen der Induktivität erfasst. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Sensor 8 eine elektrische Spule 35 und einen ferromagnetischen Stab 36 auf. Die Spule 35 und/oder der ferromagnetische Stab 36 kann/können beispielsweise wieder in eine Vergussmasse eingebettet sein. Durch Verformen oder Abknicken beziehungsweise Brechen des ferromagnetischen Stabs 36 wird das Magnetfeld und damit die Induktivität des Sensors 8 geändert, was wiederum insbesondere über die elektrische Leitung 11 erfasst werden kann. Entsprechend erstreckt sich der wenigstens eine ferromagnetische Stab vorteilhaft über den Knickpunkt oder Abscherpunkt des Gehäuses 5 und damit über die Angriffsfläche 7 hinweg.
  • Die Ausgestaltung gemäß der Figur 8 entspricht weitgehend jener der Figur 7, nur ist hier ober- und unterhalb des Knickpunktes beziehungsweise des Abscherbereiches des Gehäuses 5, also der Angriffsfläche 7 des Rohrteils 3.2, jeweils eine elektrische Spule 35 auf dem ferromagnetischen Stab 36 aufgebracht, sodass durch Abknicken oder Abscheren des Gehäuses 5 aufgrund des Einschiebens des ersten Rohrteils 3.1 in das zweite Rohrteil 3.2 der magnetische Fluss und damit das Koppelverhalten der beiden Spulen 35 zueinander verändert wird, was über die elektrische Leitung 11 erfasst wird, mittels einer entsprechend angeschlossenen hier nicht dargestellten Auswerteeinrichtung.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 9 wird beim Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 der Sensor 8 derart verformt, dass eine Druckänderung im Sensor 8 stattfindet. Die Druckänderung wird durch eine geeignete Messeinrichtung überwacht, hier exemplarisch durch den Drucksensor 22 dargestellt.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 10 erzeugt der Sensor 8 ein Magnetfeld, das sich in Abhängigkeit der Verformung des Gehäuses 5 verändert. Hierzu ist im Gehäuse 5 ein Magnet 37 positioniert, welchem auf der anderen Seite des Knickpunktes beziehungsweise Abscherpunktes des Gehäuses 5, also insbesondere jenseits der Angriffsfläche 7, ein Magnetsensor 38 gegenübersteht. Während und nach dem Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 misst der Magnetsensor 38 nicht mehr dasselbe magnetische Feld wie im nicht verformten beziehungsweise nicht abgescherten Zustand des Gehäuses 5. Dies kann wiederum mittels einer Auswerteeinrichtung 9 (hier nicht dargestellt) erfasst werden.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 11 weist der Sensor 8 einen optischen Geber 20 und einen optischen Empfänger 21 auf, hier integral ausgeführt. Auf der anderen Seite des Abscherpunktes beziehungsweise Abknickpunktes des Gehäuses 5 (jenseits der Angriffsfläche 7) ist ein optischer Reflektor 39 mit oder ohne optischem Filter vorgesehen. Während und nach dem Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 wird der Sensor 8 derart verformt, dass der optische Empfänger 21 nicht mehr dieselben Reflexionen vom Reflektor 39 erfasst wie im nicht verformten beziehungsweise nicht abgescherten Zustand des Gehäuses 5. Die Änderung der Reflexionen wird geeignet überwacht, insbesondere mittels einer hier wiederum nicht dargestellten Auswerteeinrichtung. Anstelle des Reflektors 39 könnte auch der optische Geber 20 oder optische Empfänger 21 angeordnet sein, derart, dass Geber und Empfänger auf entgegengesetzten Seiten des Abscherpunktes oder Abknickpunktes des Gehäuses 5 positioniert sind.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 12 ist das Gehäuse 5 als Crashbox ausgeführt, das heißt, es wird durch Zusammenfahren der Rohrteile 3.1 und 3.2 verformt. Im Gehäuse 5 ist zur Ausbildung des Sensors 8 sowohl ein Drucksensor 22 als auch ein optischer Sensor mit optischem Geber 20 und optischem Empfänger 21 angeordnet beziehungsweise mit optischem Geber 20 und Empfänger 21 gegenüberstehend einem optischen Reflektor 39. Somit kann noch sicherer eine Verformung des Gehäuses 5 erfasst werden, aufgrund der redundanten Messung. Abweichend von den zuvor dargestellten Ausführungsformen wirkt hier das Einfahren des Rohrteils 3.1 in das Rohrteil 3.2 nicht vorwiegend im Sinne eines Abscherens oder Biegens des Gehäuses 5, sondern das Gehäuse 5 wird zunächst gestaucht. Beide Verformungsarten können in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen gegeneinander ausgetauscht oder miteinander kombiniert werden.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 13 ist im Gehäuse 5 zur Ausbildung des Sensors 8 ein flüchtiges Medium 23, hier in Form einer Flüssigkeit, angeordnet. Das flüchtige Medium 23 ist elektrisch leitend. In das flüchtige Medium 23, hier die Flüssigkeit, sind zwei Elektroden 24.1, 24.2 eingetaucht, derart, dass sie über das flüchtige Medium 23 elektrisch miteinander verbunden sind. Damit im nicht verformten Zustand des Gehäuses 5 das flüchtige Medium 23 nicht aus dem Gehäuse 5 austreten kann, ist dieses entsprechend fluiddicht verschlossen, beispielsweise hier mittels des eingesetzten Verschlusses 40. Wenn nun das erste Rohrteil 3.1 relativ zum zweiten Rohrteil 3.2 bewegt wird, so wird das Gehäuse 5 beschädigt und dadurch dessen Innenraum geöffnet, sodass das flüchtige Medium 23 austritt. Die elektrische Verbindung zwischen den beiden Elektroden 24.1 und 24.2 wird unterbrochen, was wiederum über die elektrische Leitung 11 mittels einer Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt) erfasst werden kann.
  • In der Figur 14 ist eine zylinderförmige Gestaltung des Gehäuses 5 einer Auslöseüberwachungseinrichtung 1 im Bereich einer Schnittstelle 25 zweier Rohrteile 3.1, 3.2 dargestellt, mit einer in der Nähe der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 positionierten Auswerteeinrichtung 9, die über die elektrische Leitung 11 an der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 angeschlossen ist.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 15 hingegen ist die Auswerteeinrichtung 9 am Gehäuse 5 angeschlossen und wird von diesem getragen. Bei jeglicher Ausgestaltung ist es bei Bedarf möglich, die Auswerteeinrichtung 9 mit einer weiteren Steuereinrichtung, beispielsweise einem Fahrzeugsystem 41, insbesondere in Form eines Fahrzeugleitrechners, zu verbinden, wie dies in der Figur 16 dargestellt ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeugsystem 41 auch direkt mit dem Sensor 8 beziehungsweise der Auslöseüberwachungseinrichtung 1 verbunden sein, in der Figur 16 durch die strichpunktierte Linie angedeutet.
  • Insbesondere bei verschiedenen Kupplungen in einem Fahrzeug oder auch je Kupplung und/oder je Verformungsrohr in einem Fahrzeug können auch mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen vorgesehen sein, die entsprechend an einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung oder jeweils mit einer eigenen Auswerteeinrichtung verbunden sind. Auch hier ist es möglich, die verschiedenen Auslöseüberwachungseinrichtungen mit einem Fahrzeugsystem, insbesondere in Form eines Fahrzeugleitrechners, zu verbinden, mit oder ohne zwischengeschalteten Auswerteeinrichtungen. Eine Auswerteeinrichtung kann auch mehrere Auslöseüberwachungseinrichtungen abfragen.
  • In der Figur 17 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Angriffsfläche 7 radial innerhalb des Verformungsrohres 2 positioniert ist. Hier ist dafür die Auslöseüberwachungseinrichtung 1 im Rohrteil 3.2 mit dem vergleichsweise größeren Durchmesser montiert. Zumindest die Angriffsfläche 7 befindet sich radial innerhalb des Rohrteils 3.2 mit vergleichsweise größerem Durchmesser.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 18 wird als Auslöseüberwachungseinrichtung 1 eine herkömmliche Heizpatrone verwendet, die einen elektrischen Leiter 19 innerhalb eines hülsenförmigen Gehäuses 5 aufweist. Es ist ein elektrischer Anschluss 10 für den elektrischen Leiter 19 vorgesehen, beispielsweise in einer Endkappe 42. Auch am entgegengesetzten Ende des Gehäuses 5 kann eine verschweißte Endscheibe 43 oder ein anderer geeigneter Abschluss vorgesehen sein. Insbesondere ist zwischen dem Gehäuse 5 und dem elektrischen Leiter 19 ein Füllmaterial vorgesehen, beispielsweise Magnesiumoxid, hier mit 44 bezeichnet.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 19 wird als Auslöseüberwachungseinrichtung 1 ein herkömmlicher Temperatursensor verwendet, insbesondere mit einem Pt100-Dünnschichtsensor oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Messelement 45. Das Messelement 45 ist über einen beziehungsweise zwei elektrische Leiter 19 am elektrischen Anschluss 10 angeschlossen, sodass bei einem Abknicken oder Abscheren des Gehäuses 5 dieser Leiter 19 durchtrennt wird, wodurch sich der elektrische Widerstand des Sensors 8 beziehungsweise seines elektrischen Anschlusses ändert.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 20 ist ein elektrischer Leiter 19 in einen rohrförmigen Körper 46, insbesondere aus Keramik oder einem anderen spröden Werkstoff, eingebracht. Der rohrförmige Körper 46 ist durch zwei Endkappen 42 abgeschlossen, eine davon mit dem elektrischen Anschluss 10. Der elektrische Anschluss könnte auch an einer anderen Stelle vorgesehen sein, beispielsweise auf entgegengesetzten Enden des Körpers 46, sodass sich der elektrische Leiter 19 nur linear durch den Körper erstrecken müsste. Der rohrförmige Körper 46 kann dabei selbst das Gehäuse 5 ausbilden oder, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, nochmals von einem Gehäuse 5 umschlossen sein. Bei einer Verformung oder Abscherung des Gehäuses 5 bricht der rohrförmige Körper 46, sodass der elektrische Leiter 19 durchtrennt wird, was über den elektrischen Anschluss 10 aufgrund der Widerstandsänderung beziehungsweise der Änderung der elektrischen Leitfähigkeit erfasst wird.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 21 ist der elektrische Leiter 19 als Wendel oder Spirale auf einem spröden Träger 47 aufgebracht. Das Aufbringen kann durch Wickeln oder Aufdampfen erfolgen oder durch anderweitige Beschichtung. Bei Verformen oder Abscheren des Gehäuses 5 wird der spröde Träger 47 zerstört und dadurch die Kapazität oder der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters 19 und damit des Sensors 8 geändert, was über den elektrischen Anschluss 10 erfasst werden kann.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 22 ist ein elektrischer Leiter 19 auf einen isolierenden Sensorträger 48 aufgedampft, um den Sensor 8 auszubilden. Bei einer Verformung oder Zerstörung des Gehäuses 5 wird der elektrische Leiter 19 auf dem Sensorträger 48 in seiner Form geändert oder unterbrochen, was über den elektrischen Anschluss 10 wiederum feststellbar ist. Der Träger 48 kann plattenförmig oder zylinderförmig sein. Andere Gestaltungen sind möglich.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 23 ist ein Gehäuse 5 aus einem spröden Material vorgesehen, beispielsweise aus Glas oder Keramik, wobei das Gehäuse 5 zugleich ein Verformungselement 18 des Sensors 8 bildet. Auch hier könnte das Verformungselement 18 zusätzlich zum Gehäuse 5 vorgesehen sein.
  • Der Sensor 8 weist zwei Elektroden 24.1 und 24.2 auf, die über ein an diesen anliegendes elektrisch leitendes Kontaktelement 49 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Das Kontaktelement 49 wird dabei durch das elastische Druckelement 50 gegen die beiden Elektroden 24.1, 24.2, hier jeweils ein stirnseitiges Ende derselben gedrückt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 49 plattenförmig, dies könnte jedoch auch anders sein.
  • Das Verformungselement 18 bildet ein Widerlager für das elastische Druckelement 50, hier auf einer dem Kontaktelement 49 gegenüberstehenden Seite, beispielsweise durch einen Bodenbereich des gehäuseförmigen, hier zylinderförmigen, Verformungselementes 18. Wenn das Gehäuse 5 beziehungsweise das Verformungselement 18 durch relatives Verschieben der beiden Gehäuseteile - stationäres Gehäuseteil 12 und mobiles Gehäuseteil 13 - verformt beziehungsweise zerstört wird, entspannt sich das elastische Druckelement 50, weil das Widerlager wegfällt. Dadurch wird das Kontaktelement 49 von den beiden Elektroden 24.1, 24.2 abgehoben und die elektrische Verbindung zwischen den beiden Elektroden 24.1 und 24.2 unterbrochen.
  • Wie dargestellt, kann ein zweites elastisches Druckelement 51 vorgesehen sein, das beim Wegfall des Widerlagers beziehungsweise der Federkraft des ersten elastischen Druckelementes 50 das Kontaktelement 49 aktiv von den Elektroden 24.1 und 24.2 wegdrückt. Hierfür sind jedoch auch andere Maßnahmen vorstellbar. Beispielsweise kann das Kontaktelement 49 an dem elastischen Druckelement 50 angeschlossen sein beziehungsweise fixiert sein, um ein sicheres Trennen der elektrisch leitenden Verbindung zu gewährleisten. Auch wäre es beispielsweise möglich, das Kontaktelement 49 zugfest an den Bereich des Verformungselementes 18 anzuschließen, der das Widerlager ausbildet und bei einer Zerstörung des Verformungselementes 18 von den Elektroden 24.1, 24.2 entfernt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Auslöseüberwachungseinrichtung
    2
    Verformungsrohr
    3.1,3.2
    Rohrteile
    4
    Kupplung
    5
    Gehäuse
    6
    Anschluss
    7
    Angriffsfläche
    8
    Sensor
    9
    Auswerteeinrichtung
    10
    elektrischer Anschluss
    11
    elektrische Leitung
    12
    stationäres Gehäuseteil
    13
    mobiles Gehäuseteil
    14
    Drehachse
    15
    Außengewinde
    16
    Durchgangsbohrung
    17
    Bohrung
    18
    Verformungselement
    19
    elektrischer Leiter
    20
    optischer Geber
    21
    optischer Empfänger
    22
    Drucksensor
    23
    flüchtiges Medium
    24.1,24.2
    Elektroden
    25
    Schnittstelle
    26
    Platine
    27
    Abrisszunge
    28
    Sollbruchstelle
    29
    Abstandshalter
    30
    elektrischer Stecker
    31
    Klemmring
    32
    Sprengring
    33
    Dichtung
    34
    Vergußmasse
    35
    elektrische Spule
    36
    ferromagnetischer Stab
    37
    Magnet
    38
    Magnetsensor
    39
    optischer Reflektor
    40
    Verschluss
    41
    Fahrzeugsystem
    42
    Endkappe
    43
    Endscheibe
    44
    Füllmaterial
    45
    Messelement
    46
    rohrförmiger Körper
    47
    spröder Träger
    48
    Sensorträger
    49
    Kontaktelement
    50
    Elastisches Druckelement
    51
    Zweites elastisches Druckelement

Claims (23)

  1. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) für ein Verformungsrohr (2) mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen (3.1, 3.2) in einer Kupplung (4), insbesondere Zugkupplung, mit den folgenden Merkmalen:
    mit einem Gehäuse (5), das einen Anschluss (6) zum Anschließen an das Verformungsrohr (2) und wenigstens eine Angriffsfläche (7) zum Angreifen eines Rohrteils (3.1, 3.2) bei seiner Verschiebung gegenüber dem anderen Rohrteil (3.1, 3.2) des Verformungsrohres (2) aufweist; wobei
    das Gehäuse (5) durch Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) verformbar ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im oder am Gehäuse (5) ein Sensor (8) vorgesehen ist, welcher eine Verformung des Gehäuses (5) erfasst und der eingerichtet ist, eine Verformungserfassung an eine Auswerteeinrichtung (9) weiterzuleiten.
  2. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) einen mit dem Sensor (8) zumindest mittelbar verbundenen elektrischen Anschluss (10) zum Anschließen der Auswerteeinrichtung (9) aufweist.
  3. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner umfassend die Auswerteeinrichtung (9), welche im oder am Gehäuse (5) oder entfernt von diesem positioniert ist und zur Auswertung von Sensordaten mit dem Sensor (8) verbunden ist, insbesondere mittels wenigstens einer elektrischen Leitung (11).
  4. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) durch Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) verbiegbar und/oder abscherbar ist.
  5. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) wenigstens ein stationäres Gehäuseteil (12) und wenigstens ein gegenüber dem stationären Gehäuseteil (12) verschiebbares und/oder verdrehbares mobiles Gehäuseteil (13) aufweist und die wenigstens eine Angriffsfläche (7) derart am mobilen Gehäuseteil (13) positioniert ist, dass dieses durch Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) gegenüber dem stationären Gehäuseteil (12) bewegt wird, wobei der Sensor (8) eingerichtet ist, diese Bewegung zu erfassen.
  6. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Gehäuseteil (13) drehbar vom stationären Gehäuseteil (12) getragen wird und die Gestalt eines Nockens aufweist.
  7. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das stationäre Gehäuseteil (12) zumindest im Wesentlichen eine zylinderförmige Gestalt aufweist, welche vom mobilen Gehäuseteil (13) umgriffen wird oder welche über einer Drehachse (14) des mobilen Gehäuseteils (13) koaxial zum mobilen Gehäuseteil (13) positioniert ist, und das stationäre Gehäuseteil (12) insbesondere an einem axialen Ende mit einem Außengewinde (15) oder mit einer in Richtung der Drehachse (14) verlaufenden Durchgangsbohrung (16) zur Ausbildung des Anschlusses (6) versehen ist.
  8. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) wenigstens einen zylinderförmigen Endabschnitt aufweist oder als Zylinder gestaltet ist und der Anschluss (6) ausgestaltet ist, um den zylinderförmigen Endabschnitt oder ein axiales Endes des Zylinders in einer Bohrung (17) des Verformungsrohres (2) zu halten.
  9. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (6) durch ein Außengewinde (15) auf dem zylinderförmigen Endabschnitt oder dem axialen Ende des Zylinders gebildet wird.
  10. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) ein Verformungselement (18) aufweist, das bei einer Verformung des Gehäuses (5) irreversibel verformt, insbesondere abgebrochen, abgeschert und/oder eingerissen wird.
  11. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen elektrischen Leiter (19) umfasst, der über dem Verformungselement (18) derart verläuft, dass seine elektrische Leitfähigkeit bei einer Verformung des Verformungselementes (18) verändert wird.
  12. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) wenigstens zwei elektrisch leitende Elektroden (24.1, 24.2) aufweist, die über wenigstens ein an diesen anliegendes Kontaktelement (49) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei das Kontaktelement (49) zu seiner Anlage an den Elektroden (24.1, 24.2) über wenigstens ein elastisches Druckelement (50) gegen die Elektroden (24.1, 24.2) gepresst wird und das Verformungselement (18) ein Widerlager für das elastische Druckelement (50) bildet, welches bei der Verformung des Gehäuses (5) zerstört wird.
  13. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen optischen Geber (20) und einen optischen Empfänger (21) umfasst, die über ein optisches Signal, das von einer Verformung des Gehäuses (5) abhängig ist, miteinander gekoppelt sind.
  14. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) eingerichtet ist, ein von der Verformung des Gehäuses (5) abhängiges Magnetfeld oder eine von der Verformung des Gehäuses (5) abhängige Induktion zu erzeugen und Änderungen des Magnetfelds oder der Induktion zu erfassen.
  15. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) eingerichtet ist, eine von der Verformung des Gehäuses (5) abhängige elektrische Kapazität zu erzeugen und Änderungen der Kapazität zu erfassen.
  16. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) eingerichtet ist, einen von der Verformung des Gehäuses (5) abhängigen elektromagnetischen Schwingkreis zu erzeugen und Änderungen des elektromagnetischen Schwingkreises zu erfassen.
  17. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen Drucksensor (22) umfasst, der einen von der Verformung des Gehäuses (5) abhängigen Druck erfasst.
  18. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis17, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) ein flüchtiges Medium (23), insbesondere ein Fluid, eingeschlossen ist und die Angriffsfläche (7) derart am Gehäuse (5) positioniert ist, dass ein Angreifen des Rohrteils (3.1, 3.2) an der Angriffsfläche (7) das Gehäuse (5) öffnet und das Medium (23) freigibt, wobei der Sensor (8) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Anwesenheit und/oder Menge des flüchtigen Mediums (23) ausgebildet ist.
  19. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß Anspruch18, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) ein elektrisch leitendes Fluid als flüchtiges Medium (23) eingeschlossen ist und der Sensor (8) wenigstens eine oder wenigstens zwei Elektroden (24.1, 24.2) aufweist, die mit dem Fluid in elektrisch leitender Verbindung steht/stehen, und der Sensor (8) eingerichtet ist, einen elektrischen Stromfluss und/oder einen elektrischen Widerstand zu erfassen, der von der Anwesenheit und/oder Menge des Fluids im Gehäuse (5) abhängig ist.
  20. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) einen elektrischen Taster oder Schalter umfasst, der derart im oder am Gehäuse (5) positioniert ist, dass er bei einer Verformung des Gehäuses (5) betätigt wird.
  21. Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) wenigstens einen Dehnungsmessstreifen umfasst.
  22. Verformungsrohr (2) für eine Kupplung (4), insbesondere Zugkupplung, mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen (3.1, 3.2);
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslöseüberwachungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 im Bereich einer Schnittstelle (25) zwischen den beiden Rohrteilen (3.1, 3.2) am Verformungsrohr (2) angeschlossen ist.
  23. Zugkupplung, insbesondere Scharfenberg-Zugkupplung, mit einem Verformungsrohr (2) gemäß Anspruch22.
EP17705879.9A 2016-03-10 2017-02-17 Auslöseüberwachungseinrichtung für ein verformungsrohr in einer kupplung; verformungsrohr für eine kupplung und zugkupplung Active EP3426538B1 (de)

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