EP4013659B1 - Elektrozugkupplung und zugkupplung mit einer solchen elektrozugkupplung - Google Patents

Elektrozugkupplung und zugkupplung mit einer solchen elektrozugkupplung Download PDF

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EP4013659B1
EP4013659B1 EP20744007.4A EP20744007A EP4013659B1 EP 4013659 B1 EP4013659 B1 EP 4013659B1 EP 20744007 A EP20744007 A EP 20744007A EP 4013659 B1 EP4013659 B1 EP 4013659B1
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EP
European Patent Office
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train coupling
electric train
contact element
electric
elements
Prior art date
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EP20744007.4A
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English (en)
French (fr)
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EP4013659A1 (de
Inventor
Lukas Mann
Kay Uwe Kolshorn
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables

Definitions

  • the present invention relates to an electric train coupling with two electric train coupling halves that can be coupled to one another according to the preamble of claim 1.
  • the present invention also relates to a train coupling with such an electric train coupling.
  • Rail vehicles as the present invention relates in a broader sense, have not only a mechanical coupling but also an electric coupling and usually an air coupling between the carriages to be coupled or coupled with one another, so that on the one hand mechanical tensile and compressive forces can be transmitted between the carriages and secondly, the carriages can be supplied with electrical power and, in particular, with compressed air.
  • the couplings accordingly have two coupling halves, in the case of the mechanical coupling with coupling devices for transmitting the tensile and compressive forces and in the case of the electric train coupling with electric train coupling plug contacts for producing an electrically conductive connection between the electric train coupling halves.
  • the electric train coupling halves may be provided in their own housing, such as in EP 2 505 450 A1 is revealed. In doing so, measures can be taken to protect the device connected to the housing To pivot protective flap using a simple mechanism relative to the clutch housing, and at the same time to achieve a higher level of tightness against dust and moisture.
  • JP 2002-225705 A Another embodiment of an electric train coupling half with a pivotable cover flap is shown in JP 2002-225705 A disclosed.
  • EP 1 741 611 B1 discloses another electric train coupling half, in which in the uncoupled state a protective flap covers access to the connection elements or contacts of the so-called cable coupling.
  • the kinematic conditions when opening and closing the protective flap are to be improved and a robust and reliable covering of the connecting elements is to be ensured.
  • EP 1 186 506 B1 discloses a coupling head for a rigid, automatic central buffer coupling of rail vehicles, with a coupling pocket being arranged between a large coupling claw and a small coupling claw, the cross section of which is adapted to the cross section of the small coupling claw, and the coupling pocket having guide surfaces parallel to one another for associated guide surfaces of the small coupling claw and has a coupling pocket base as an abutment for a support surface of the small coupling claw and in the coupling head an electric coupling is provided, which consists of a plug part and a socket part, the socket part being in the small coupling claw or the large coupling claw and the plug part being in the large coupling claw or small Coupling claw is arranged, and wherein the socket part is fixed in the small or the large clutch claw and the plug part is mounted longitudinally movable and spring-loaded in the large or the small clutch claw.
  • the socket part can have one or more socket bodies, in which sleeve-shaped socket contacts are formed, which are covered by a seal leaving insertion openings to the socket contacts, the socket part has free spaces behind socket bodies for receiving dirt from the socket contacts and the plug contacts penetrate the socket contacts during coupling and thereby push adhering dirt into the free spaces provided.
  • a spring-loaded cover is slidably mounted in the housing of the plug part, which covers the air space in which the plug contacts are arranged via an elastic seal with cover openings. When mating, the cover presses the seal sealingly against socket parts and compresses the air space so that the escaping air helps clean the mating point contact area of dirt.
  • a device for connecting electrical lines is off DE 200 22 440 U1 previously known.
  • part of the contact elements provided in one of the two connecting elements is arranged set back relative to the end face of the connecting element counter to the coupling direction and can be moved relative to the connecting element against the action of an energy accumulator.
  • the end faces of the individual connecting elements formed by plates rest against one another and the respective contact elements end with the contact surfaces in the end face plane.
  • a disadvantage of the known embodiments is that the structural design of the electric train coupling is complicated by the provision of the cover arranged on a housing as a cover element for the electrical contacts and by the kinematics required for the cover, which moves the cover during coupling.
  • the structural design of the electric train coupling is complicated by the provision of the cover arranged on a housing as a cover element for the electrical contacts and by the kinematics required for the cover, which moves the cover during coupling.
  • Optical couplers with resilient seals are from the references U.S. 4,411,491 and U.S. 6,179,479 previously known.
  • the present invention is based on the object of specifying an electric train coupling with two electric train coupling halves that can be coupled to one another, in which on the one hand there is reliable protection against contact and in particular protection against the ingress of dust, dirt and moisture and on the other hand a particularly simple and reliable kinematics of a corresponding Cover and have a simplified structural design.
  • An electric train coupling according to the invention has two electric train coupling halves that can be coupled to one another.
  • Each electric train coupling half has at least one electrically conductive contact element that extends along an axial direction.
  • Each electric train coupling half preferably has a plurality of corresponding electrically conductive contact elements, each of which extends along an axial direction and preferably parallel to one another.
  • Each electric clutch half includes an electrically insulative housing that encloses the electrically conductive contact member or members of the corresponding electric clutch half. Further, each electric train clutch half has an electrically insulative cover arranged to frontally cover the electrically conductive contact member or members of the corresponding electric train clutch half when the corresponding electric train clutch half is in an uncoupled condition.
  • the cover of each electric train coupling half has at least one plug-in opening or a plurality of plug-in openings, the plug-in opening or the plug-in openings being aligned in the axial direction with the electrically conductive contact element or the electrically conductive contact elements of the respective electric train coupling half and each cover being slidable in the axial direction between a decoupling position and a coupling position.
  • the electrically conductive contact element or elements of the corresponding electric train coupling half is or are positioned in the axial direction inside the housing behind the plug-in opening or openings of the corresponding electric train coupling half.
  • the electrically conductive contact element or the electrically conductive contact elements of the corresponding electric train coupling half are positioned protruding from the housing through the cover, penetrating the plug opening or plug openings in the axial direction.
  • the cover of one electric train coupling half engages with the cover of the other electric train coupling half, so that the covers push each other back in the direction of the contact element or contact elements of the corresponding electric train coupling half and the contact elements penetrate the cover and the contact elements of both electric train coupling halves make electrical contact alternately.
  • a centering device can be provided on the housing of both electric train coupling halves, with which the two housings are centered relative to one another during the coupling process.
  • the centering device is advantageously arranged in such a way that it performs the centering function before the two covers come into mutual engagement.
  • the centering means includes at least one pin on one of the two housings and at least one socket on the other of the two housings, the at least one pin and at least one socket engaging upon coupling of the electric train coupling halves.
  • several pins and/or sockets can be provided for each electric train coupling half.
  • Each cover is preferably surrounded on at least two sides by pins or sockets or by at least one pin and at least one socket.
  • the contact elements have at least one first contact element that is plate-shaped and at least one second contact element that is clip-shaped.
  • the plate-shaped contact element has two electrical contact surfaces on sides that face away from one another
  • the clip-shaped contact element has two electrical contact surfaces on sides that face one another.
  • the clamp-shaped contact element is preferably designed to be elastically resilient with regard to a movement apart of the two electrical contact surfaces.
  • the first, plate-shaped contact element is preferably flat.
  • the second, clamp-shaped contact element preferably tapers in the direction of its axial end associated with the plate-shaped contact element when making contact.
  • the clip-shaped contact element can have two legs, each of which forms an electrical contact surface.
  • the contact elements can also be designed with other shapes.
  • at least one first, plug-shaped contact element and at least one second, socket-shaped contact element can be provided, with the first, plug-shaped contact element having an electrical contact surface on a radially outer circumference and the second, socket-shaped contact element having an electrical contact surface on a radially inner circumference.
  • each electric train coupling half has at least one first contact element and at least one second contact element. According to one embodiment are accordingly a plurality of first and a plurality of second contact elements are provided in a common electric train coupling half.
  • the other half of the electric train coupling accordingly preferably has oppositely identical contact elements, that is to say, for example, a clamp-shaped contact element for each plate-shaped contact element and a plate-shaped contact element for each clamp-shaped contact element.
  • all contact elements of an electric train coupling half are covered on the front side by a common cover, at least in the uncoupled state of the corresponding electric train coupling half.
  • the cover comprises a rigid base body with at least one passage or with a large number of passages.
  • the cover On the side facing away from the at least one contact element, the cover is covered with an elastic seal, which has an opening for each contact element of the corresponding electric train coupling half, which is aligned in the axial direction with the corresponding contact element and one of the openings or a part of the common opening in the base body is.
  • the openings are preferably in the form of slots.
  • a comparatively large common passage is provided in the rigid base body, which is correspondingly covered by the elastic seal, the openings in the elastic seal being provided within the area of the elastic seal that covers the passage.
  • a traction coupling according to the invention has two traction coupling halves, each comprising an end plate, with an electric traction coupling half of the type shown being fastened to each end plate.
  • the electric train coupling half or its housing can be arranged and/or fastened on an outer circumference of the end plate.
  • the electric train coupler half is provided within the outer periphery of the faceplate.
  • the cover of an electric train coupling half is preferably mounted elastically in relation to the remaining area of the housing by means of at least one compression spring.
  • the cover has at least one spigot pointing in the direction of the interior of the housing, which is mounted displaceably in the axial direction within the housing and preferably comprises a stop which limits the sliding out of the cover from the remaining part of the housing.
  • the pin can, for example, have at its free end at least two hooks that can be elastically compressed inwards toward one another, so that it can be inserted into an opening in the remaining part of the housing in the manner of a snap connection and is supported there so that it can slide along a predetermined distance in the axial direction.
  • the contact elements of the respective electric train coupling half can each be held in a common contact carrier, for example.
  • the contact elements are preferably secured against axial displacement in the contact carrier.
  • the electric train coupling 3 shown schematically has two electric train coupling halves 8, 9 that can be coupled to one another.
  • Each electric train coupling half 8, 9 is provided with a housing 21, in whose interior 22 a contact carrier 20 is arranged, which carries a plurality of electrically conductive contact elements 1, 2 secured in the axial direction X.
  • the interior space 22 is closed by a cover 19 which is positioned on the face side of the electrically conductive contact elements 1, 2.
  • the cover 19 can be displaced in the axial direction X in the direction of the contact elements 1, 2.
  • the cover 19 has pins 23 which are displaceably mounted in bores in the contact carrier 20.
  • a compression spring 24 is arranged on each of the pins 23 and acts to extend the cover 19 . Im in the figure 1 shown fully extended state of the cover 19, these are secured axially by hooks on the pin 23 against falling out.
  • the pins 23 with the hooks also form a snap connection with the contact carrier 20, by means of which the cover 19 can be easily mounted in the contact carrier 20.
  • the two electric traction coupling halves 8, 9 can be centered relative to one another with a centering device 16, each comprising a pin 17 and a bushing 18 on each electric traction coupling half 8, 9.
  • the centering device 16 acts when the two electric train coupling halves 8, 9 move together in the axial direction X, before the two covers 19 come into contact with one another.
  • the covers 19 have plug-in openings 4, which in the exemplary embodiment shown are each formed by a common passage 6 in a rigid base body 5 of the cover 19 and one of a large number of openings 15 in an elastic seal 7 covering the rigid base body 5 on the outside, which is particularly from a synopsis of Figures 1 to 3 is evident.
  • the elastic seal 7 advantageously also serves to seal the cover 19 from the remaining part of the housing 21.
  • the first contact elements 1 are plate-shaped and have two electrical contact surfaces 1.1 on opposite sides running in the axial direction X.
  • the second contact elements 2 are clamp-shaped and have two electrical contact surfaces 2.1 facing one another on an inner side of the contact element 2, with the electrical contact surfaces 2.1 likewise extending in the axial direction X.
  • each of the two covers 19 is pushed so far in the direction of the interior 22 of the housing 21 (see the figure 1 ) pushed back so that the respective contact elements 1, 2 of both electric train coupling halves 8, 9 penetrate the plug-in openings 4, here the passages 6 and the openings 15, and engage with a correspondingly opposite contact element 1, 2 of the other electric train coupling half 8, 9 for electrical contacting reach.
  • the housings 21 have at their rear end, ie the end facing away from the cover 19, in each case at least one connection 25 for a cable which is electrically conductively connected to the contact elements 1, 2 of the respective electric train coupling half 8, 9.
  • the connection 25 is preferably sealed against liquid or designed to be sealed in order to achieve IP protection, for example as a cable gland.
  • the cable gland can be designed to be electrically insulating and the respective housing 21 can be made of metal, in particular steel, for example.
  • the cover 19, ie its base body 5, can also be designed as a metal component, for example, while the elastic seal 7 is electrically insulating.
  • the cable fastened in connection 25 can be connected directly to the contact elements 1, 2.
  • each train coupling with two train coupling halves 10, 11 is shown, each having an end plate 12.
  • Each end plate 12 comprises a funnel 13 and a cone 14 which can be coupled together for mechanically locking the two drawbar coupling halves 10,11.
  • the train coupling is designed as an automatic central buffer coupling.
  • At least one electric train coupling half 8, 9 is provided on each end plate 12.
  • the first end plate 12 carries two electric cable coupling halves 8 and the second end plate 12 carries two electric cable coupling halves 9.
  • a first electric train coupling half 8 forms an electric train coupling of the type shown with a second electric train coupling half 9.
  • each electric train coupling half 8, 9 has only similar contact elements 1, 2, with each end plate 12 being provided with at least one electric train coupling half 8, 9 with plugs and at least one electric train coupling half 8, 9 with sockets. Deviating from this, each electric train coupling half 8, 9 could have at least one plug and at least one socket.
  • the arrangement of plugs and/or sockets on an electric train coupling half 8, 9 takes place in such a way that electric train coupling halves of the same type can be coupled to one another even if the sockets and plugs are arranged alternately.
  • This can be achieved, among other things, by providing the same number of sockets and plugs on one half of the electric train coupling and arranging them alternately individually or in groups.
  • a group includes two or more similar elements - plugs or sockets.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrozugkupplung mit zwei miteinander koppelbaren Elektrozugkupplungshälften gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Zugkupplung mit einer solchen Elektrozugkupplung.
  • Schienenfahrzeuge, wie sie die vorliegende Erfindung im weiteren Sinn betrifft, weisen neben einer mechanischen Kupplung auch eine Elektrokupplung und in der Regel eine Luftkupplung zwischen den miteinander zu kuppelnden oder gekuppelten Wagen auf, sodass zum einen mechanische Zug- und Druckkräfte zwischen den Wagen übertragen werden können und zum anderen die Wagen mit elektrischer Leistung und insbesondere mit Druckluft versorgt werden können. Die Kupplungen weisen entsprechend zwei Kupplungshälften auf, bei der mechanischen Kupplung mit Kuppeleinrichtungen zur Übertragung der Zug- und Druckkräfte und bei der Elektrozugkupplung mit Elektrozugkupplungssteckkontakten zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Elektrozugkupplungshälften. Wichtig ist dabei, dass bei den Elektrozugkupplungen die elektrisch leitenden Bauteile nicht nur im gekuppelten Zustand sondern auch im ungekuppelten Zustand vor einem unerwünschten Kontakt von außen, beispielsweise durch eine Bedienperson, geschützt werden. Herkömmlich wird ein solcher Berührungsschutz mit einer Klappe erreicht, die im entkuppelten Zustand der Elektrozugkupplung die elektrischen Steckkontakte abdeckt und beim Kuppeln zur Seite verschwenkt werden muss. Die Klappe schützt ferner den Bereich der elektrischen Steckkontakte vor Schmutz, Staub und Feuchtigkeit.
  • Die Elektrozugkupplungshälften können in einem eigenen Gehäuse vorgesehen sein, wie beispielsweise in EP 2 505 450 A1 offenbart wird. Dabei können Maßnahmen getroffen werden, um die am Gehäuse angeschlossene Schutzklappe mit Hilfe einer einfachen Mechanik relativ zu dem Kupplungsgehäuse zu verschwenken, und gleichzeitig eine höhere Dichtheit gegenüber Staub und Feuchtigkeit zu erreichen.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Elektrozugkupplungshälfte mit verschwenkbarer Abdeckklappe wird in JP 2002-225705 A offenbart.
  • EP 1 741 611 B1 offenbart eine weitere Elektrozugkupplungshälfte, bei welcher im ungekuppelten Zustand eine Schutzklappe den Zugang zu den Anschlusselementen beziehungsweise Kontakten der sogenannten Kabelkupplung abdeckt. Die kinematischen Verhältnisse beim Öffnen und Schließen der Schutzklappe sollen verbessert werden und eine robuste und zuverlässige Abdeckung der Anschlusselemente soll gewährleistet werden.
  • EP 1 186 506 B1 offenbart einen Kupplungskopf für eine starre, automatische Mittelpufferkupplung von Schienenfahrzeugen, wobei zwischen einer großen Kupplungsklaue und einer kleinen Kupplungsklaue eine Kupplungstasche angeordnet ist, deren Querschnitt dem Querschnitt der kleinen Kupplungsklaue angepasst ist, und wobei die Kupplungstasche zueinander parallele Führungsflächen für zugeordnete Führungsflächen der kleinen Kupplungsklaue sowie einen Kupplungstaschenboden als Widerlager für eine Abstützfläche der kleinen Kupplungsklaue aufweist und in dem Kupplungskopf eine Elektrokupplung vorgesehen ist, die aus einem Steckerteil und aus einem Buchsenteil besteht, wobei das Buchsenteil in der kleinen Kupplungsklaue oder der großen Kupplungsklaue und das Steckerteil in der großen Kupplungsklaue oder kleinen Kupplungsklaue angeordnet ist, und wobei das Buchsenteil fest in der kleinen oder der großen Kupplungsklaue und das Steckerteil längsbeweglich und federbelastet in der großen oder der kleinen Kupplungsklaue gelagert ist. Das Buchsenteil kann einen oder mehrere Buchsenkörper aufweisen, in denen hülsenförmige Buchsenkontakte ausgebildet sind, die durch eine Einstecköffnungen zu den Buchsenkontakten freilassende Dichtung abgedeckt sind, wobei das Buchsenteil hinter Buchsenkörpern Freiräume für die Aufnahme von Verschmutzungen aus den Buchsenkontakten aufweist und die Steckerkontakte beim Kuppeln die Buchsenkontakte durchdringen und dabei anhaftenden Schmutz in die vorgesehenen Freiräume schieben. Es ist ein federbelasteter Deckel verschiebbar im Gehäuse des Steckerteils gelagert, der über eine elastische Dichtung mit Deckeldurchgriffsöffnungen den Luftraum abdeckt, in dem die Steckkontakte angeordnet sind. Beim Kuppeln drückt der Deckel die Dichtung abdichtend gegen Buchsenteile und komprimiert den Luftraum, sodass die entweichende Luft den Kontaktbereich der Kuppelstelle unterstützend von Schmutz säubert.
  • Eine Vorrichtung zum Verbinden elektrischer Leitungen ist aus DE 200 22 440 U1 vorbekannt. Bei dieser erfolgt die Anordnung eines Teils der in einem der beiden Verbindungselemente vorgesehenen Kontaktelemente gegenüber der Stirnfläche des Verbindungselementes entgegen der Ankuppelrichtung zurückversetzt und gegen die Wirkung eines Kraftspeichers gegenüber dem Verbindungselement bewegbar. Im eingekuppelten Zustand liegen die von Platten gebildeten Stirnseiten der einzelnen Verbindungselemente aneinander an und die jeweiligen Kontaktelemente schließen mit den Kontaktflächen in der Stirnflächenebene ab.
  • Nachteilig an den bekannten Ausführungsformen ist, dass durch Vorsehen des an einem Gehäuse angeordneten Deckels als Abdeckelement für die elektrischen Kontakte und durch die für den Deckel notwendige Kinematik, die den Deckel beim Kuppeln bewegt, der konstruktive Aufbau der Elektrozugkupplung verkompliziert wird. Zudem besteht bei allen Ausführungen die Gefahr einer unzureichenden Abdichtung gegen einen unerwünschten Zugriff von außen und/oder gegen das Eindringen von Staub, Schmutz und Feuchtigkeit.
  • Optische Koppler mit elastischen Dichtungen sind aus den Druckschriften US 4,411,491 und US 6,179,479 vorbekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrozugkupplung mit zwei miteinander kuppelbaren Elektrozugkupplungshälften anzugeben, bei welchen zum einen ein zuverlässiger Berührschutz und insbesondere Schutz vor dem Eindringen von Staub, Schmutz und Feuchtigkeit gegeben ist und die zum anderen eine besonders einfache und zuverlässige Kinematik eines entsprechenden Deckels und einen vereinfachten konstruktiven Aufbau aufweisen.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Elektrozugkupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Elektrozugkupplung sowie eine Zugkupplung mit einer solchen Elektrozugkupplung angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Elektrozugkupplung weist zwei miteinander koppelbare Elektrozugkupplungshälften auf. Jede Elektrozugkupplungshälfte weist wenigstens ein elektrisch leitendes Kontaktelement auf, das sich entlang einer Axialrichtung erstreckt. Bevorzugt weist jede Elektrozugkupplungshälfte eine Vielzahl entsprechender elektrisch leitender Kontaktelemente auf, die sich jeweils entlang einer Axialrichtung und bevorzugt parallel zueinander erstrecken.
  • Jede Elektrozugkupplungshälfte weist ein elektrisch isolierendes Gehäuse auf, das das elektrisch leitende Kontaktelement oder die elektrisch leitenden Kontaktelemente der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte umschließt. Ferner weist jede Elektrozugkupplungshälfte einen elektrisch isolierenden Deckel auf, der angeordnet ist, um das elektrisch leitende Kontaktelement oder die elektrisch leitenden Kontaktelemente der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte stirnseitig abzudecken, wenn sich die entsprechende Elektrozugkupplungshälfte in einem ungekuppelten Zustand befindet.
  • Erfindungsgemäß weist der Deckel jeder Elektrozugkupplungshälfte wenigstens eine Stecköffnung oder eine Vielzahl von Stecköffnungen auf, wobei die Stecköffnung oder die Stecköffnungen in der Axialrichtung mit dem elektrisch leitenden Kontaktelement oder den elektrisch leitenden Kontaktelementen der jeweiligen Elektrozugkupplungshälfte ausgerichtet sind und wobei jeder Deckel in der Axialrichtung verschiebbar ist zwischen einer Entkuppelposition und einer Kuppelposition. In der Entkuppelposition ist das elektrisch leitende Kontaktelement oder sind die elektrisch leitenden Kontaktelemente der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte in der Axialrichtung innerhalb des Gehäuses hinter der oder den Stecköffnungen der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte positioniert. In der Kuppelposition ist das elektrisch leitende Kontaktelement oder sind die elektrisch leitenden Kontaktelemente der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte die Stecköffnung oder die Stecköffnungen in der Axialrichtung durchdringend, aus dem Gehäuse durch den Deckel herausragend positioniert.
  • Erfindungsgemäß gelangt damit beim Kuppelvorgang der Elektrozugkupplung, das heißt beim aufeinander zu Bewegen der beiden Elektrozugkupplungshälften, der Deckel der einen Elektrozugkupplungshälfte mit dem Deckel der anderen Elektrozugkupplungshälfte in in Eingriff, sodass sich die Deckel gegenseitig jeweils in Richtung des oder der Kontaktelemente der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte zurückschieben und dabei die Kontaktelemente den Deckel durchdringen und es zu einer wechselseitigen elektrischen Kontaktierung der Kontaktelemente beider Elektrozugkupplungshälften kommt.
  • Bevorzugt kann an dem Gehäuse beider Elektrozugkupplungshälften eine Zentriereinrichtung vorgesehen sein, mit welcher die beiden Gehäuse beim Kuppelvorgang zueinander zentriert werden. Die Zentriereinrichtung ist vorteilhaft derart angeordnet, dass sie die Zentrierfunktion bereits ausübt, bevor die beiden Deckel zum wechselseitigen Eingriff gelangen. Bevorzugt weist die Zentriereinrichtung wenigstens einen Stift an einem der beiden Gehäuse und wenigstens eine Buchse an dem anderen der beiden Gehäuse auf, wobei der wenigstens eine Stift und die wenigstens eine Buchse beim Kuppeln der Elektrozugkupplungshälften miteinander in Eingriff gelangen. Vorteilhaft können mehrere Stifte und/oder Buchsen je Elektrozugkupplungshälfte vorgesehen sein. Bevorzugt wird jeder Deckel auf wenigstens zwei Seiten gemeinsam von Stiften oder Buchsen oder gemeinsam von wenigstens einem Stift und wenigstens einer Buchse umschlossen.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Kontaktelemente wenigstens ein erstes Kontaktelement auf, das plattenförmig ist, und wenigstens ein zweites Kontaktelement, das klammerförmig ist. Das plattenförmige Kontaktelement weist zwei elektrische Kontaktflächen auf voneinander abgewandten Seiten auf und das klammerförmige Kontaktelement weist zwei elektrische Kontaktflächen auf einander zugewandten Seiten auf. Bevorzugt ist das klammerförmige Kontaktelement hinsichtlich einer Auseinanderbewegung der beiden elektrischen Kontaktflächen elastisch federnd ausgebildet. Damit kann beim Einführen eines plattenförmigen Kontaktelementes in ein klammerförmiges Kontaktelement ein Auseinanderdrücken der beiden elektrischen Kontaktflächen des klammerförmigen Kontaktelementes gegen eine elastische Widerstandskraft und somit eine sichere elektrische Kontaktierung erreicht werden.
  • Das erste, plattenförmige Kontaktelement ist bevorzugt eben ausgeführt. Das zweite, klammerförmige Kontaktelement verjüngt sich bevorzugt in Richtung seines dem plattenförmigen Kontaktelement beim Kontaktieren zugeordneten axialen Endes.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das klammerförmige Kontaktelement zwei Schenkel aufweisen, von denen jeder eine elektrische Kontaktfläche bildet.
  • Die Kontaktelemente können auch mit anderen Formen ausgeführt werden. Beispielsweise kann wenigstens ein erstes, steckerförmiges Kontaktelement und wenigstens ein zweites, buchsenförmiges Kontaktelement vorgesehen sein, wobei das erste, steckerförmige Kontaktelement eine elektrische Kontaktfläche auf einem radial äußeren Umfang aufweist und das zweite, buchsenförmige Kontaktelement eine elektrische Kontaktfläche auf einem radial inneren Umfang aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist jede Elektrozugkupplungshälfte wenigstens ein erstes Kontaktelement und wenigstens ein zweites Kontaktelement auf. Gemäß einer Ausführungsform sind entsprechend mehrere erste und mehrere zweite Kontaktelemente in einer gemeinsamen Elektrozugkupplungshälfte vorgesehen. Die andere Elektrozugkupplungshälfte weist entsprechend bevorzugt gegengleiche Kontaktelemente auf, das heißt beispielsweise je plattenförmigem Kontaktelement ein klammerförmiges Kontaktelement und je klammerförmigem Kontaktelement ein plattenförmiges Kontaktelement.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden alle Kontaktelemente einer Elektrozugkupplungshälfte von einem gemeinsamen Deckel stirnseitig abgedeckt, zumindest im entkuppelten Zustand der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte.
  • Erfindungsgemäß umfasst der Deckel einen starren Grundkörper mit wenigstens einem Durchlass oder mit einer Vielzahl von Durchlässen. Auf der von dem wenigstens einen Kontaktelement abgewandten Seite wird der Deckel mit einer elastischen Dichtung abgedeckt, die je Kontaktelement der entsprechenden Elektrozugkupplungshälfte einen Durchbruch aufweist, der in der Axialrichtung fluchtend zu dem entsprechenden Kontaktelement und einem der Durchlässe oder einem Teil des gemeinsamen Durchlasses im Grundkörper ausgerichtet ist. Die Durchbrüche bilden zusammen mit den Durchlässen oder dem Durchlass die Stecköffnungen aus.
  • Die Durchbrüche sind bevorzugt schlitzförmig.
  • Beispielsweise ist im starren Grundkörper ein vergleichsweise großer gemeinsamer Durchlass vorgesehen, der entsprechend von der elastischen Dichtung abgedeckt wird, wobei die Durchbrüche in der elastischen Dichtung innerhalb des den Durchlass abdeckenden Bereiches der elastischen Dichtung vorgesehen sind.
  • Eine erfindungsgemäße Zugkupplung weist zwei Zugkupplungshälften auf, die jeweils eine Stirnplatte umfassen, wobei jeweils eine Elektrozugkupplungshälfte der dargestellten Art an jeweils einer Stirnplatte befestigt ist. Insbesondere kann die Elektrozugkupplungshälfte beziehungsweise deren Gehäuse an einem äußeren Umfang der Stirnplatte angeordnet und/oder befestigt sein. Alternativ ist die Elektrozugkupplungshälfte innerhalb des äußeren Umfangs der Stirnplatte vorgesehen.
  • Der Deckel einer Elektrozugkupplungshälfte ist bevorzugt mittels wenigstens einer Druckfeder elastisch gegenüber dem verbleibenden Bereich des Gehäuses gelagert.
  • Beispielsweise weist der Deckel wenigstens einen in Richtung des Inneren des Gehäuses gerichteten Zapfen auf, der innerhalb des Gehäuses in der Axialrichtung verschiebbar gelagert ist und bevorzugt einen Anschlag umfasst, der das Herausschieben des Deckels aus dem verbleibenden Teil des Gehäuses begrenzt. Der Zapfen kann zum Beispiel an seinem freien Ende wenigstens zwei elastisch nach innen aufeinander zu einfederbare Haken aufweisen, sodass er nach Art einer Schnappverbindung entsprechend in eine Öffnung des verbleibenden Teils des Gehäuses einsetzbar ist und dort gleitbar entlang einer vorgegebenen Strecke in der Axialrichtung gelagert wird.
  • Die Kontaktelemente der jeweiligen Elektrozugkupplungshälfte können zum Beispiel jeweils in einem gemeinsamen Kontaktträger gehalten werden. Bevorzugt sind die Kontaktelemente gegen axiales Verschieben in dem Kontaktträger gesichert.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Elektrozugkupplung im entkuppelten Zustand;
    Figur 2
    zwei einander zugeordnete Kontaktelemente der Elektrozugkupplungshälften aus der Figur 1 im entkuppelten Zustand;
    Figur 3
    die beiden Kontaktelemente aus der Figur 2 im gekuppelten Zustand;
    Figur 4
    eine exemplarische Darstellung einer Zugkupplung mit erfindungsgemäßen Elektrozugkupplungen.
  • Die in der Figur 1 schematisch dargestellte Elektrozugkupplung 3 weist zwei miteinander kuppelbare Elektrozugkupplungshälften 8, 9 auf. Jede Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 ist mit einem Gehäuse 21 versehen, in dessen Innenraum 22 ein Kontaktträger 20 angeordnet ist, der eine Vielzahl von elektrisch leitenden Kontaktelementen 1, 2 in der Axialrichtung X gesichert trägt.
  • Der Innenraum 22 wird durch einen Deckel 19 verschlossen, der stirnseitig zu den elektrisch leitenden Kontaktelementen 1, 2 positioniert ist. Der Deckel 19 ist in der Axialrichtung X verschiebbar in Richtung der Kontaktelemente 1, 2. Hierfür weist der Deckel 19 Zapfen 23 auf, die in Bohrungen des Kontaktträgers 20 verschiebbar gelagert sind. Auf den Zapfen 23 ist jeweils eine Druckfeder 24 angeordnet, die im Sinne eines Ausfahrens des Deckels 19 wirkt. Im in der Figur 1 gezeigten vollständig ausgefahrenen Zustand der Deckel 19 sind diese axial durch Haken an den Zapfen 23 gegen Herausfallen gesichert. Die Zapfen 23 mit den Haken bilden zudem mit dem Kontaktträger 20 eine Schnappverbindung, mittels welcher der Deckel 19 leicht im Kontaktträger 20 montierbar ist.
  • Die beiden Elektrozugkupplungshälften 8, 9 sind mit einer Zentriereinrichtung 16, umfassend jeweils einen Stift 17 und eine Buchse 18 an jeder Elektrozugkupplungshälfte 8, 9, relativ zueinander zentrierbar. Die Zentriereinrichtung 16 wirkt beim Zusammenfahren der beiden Elektrozugkupplungshälften 8, 9 in der Axialrichtung X, bevor die beiden Deckel 19 in Kontakt miteinander gelangen.
  • Die Deckel 19 weisen Stecköffnungen 4 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils durch einen gemeinsamen Durchlass 6 in einem starren Grundkörper 5 des Deckels 19 und einem von einer Vielzahl von Durchbrüchen 15 in einer den starren Grundkörper 5 außen abdeckenden elastischen Dichtung 7 gebildet werden, was insbesondere aus einer Zusammenschau der Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist. Die elastische Dichtung 7 dient vorteilhaft auch der Abdichtung des Deckels 19 gegenüber dem verbleibenden Teil des Gehäuses 21.
  • Die ersten Kontaktelemente 1 sind plattenförmig und weisen zwei elektrische Kontaktflächen 1.1 auf in Axialrichtung X verlaufenden, aufeinander abgewandten Seiten auf. Die zweiten Kontaktelemente 2 sind klammerförmig und weisen zwei einander zugewandte elektrische Kontaktflächen 2.1 auf einer Innenseite des Kontaktelementes 2 auf, wobei die elektrischen Kontaktflächen 2.1 sich ebenfalls in der Axialrichtung X erstrecken.
  • Wie man aus einem Vergleich der Figuren 2 und 3 erkennen kann, wird beim Kuppeln der beiden Elektrozugkupplungshälften 8, 9 jeder der beiden Deckel 19 durch wechselseitige Kontaktierung soweit in Richtung des Innenraumes 22 des Gehäuses 21 (siehe die Figur 1) zurückgeschoben, dass die jeweiligen Kontaktelemente 1, 2 beider Elektrozugkupplungshälften 8, 9 die Stecköffnungen 4, hier die Durchlässe 6 und die Durchbrüche 15, durchdringen und mit einem entsprechend gegengleichen Kontaktelement 1, 2 der jeweils anderen Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 zur elektrischen Kontaktierung in Eingriff gelangen.
  • Beim Entkuppeln hingegen schieben die Druckfedern 24 die Deckel 19 zurück in die in der Figur 1 gezeigte maximal ausgefahrene Ausgangsposition, sodass die Kontaktelemente 1, 2 wieder sicher innerhalb des Gehäuses 21 geschützt werden.
  • Die Gehäuse 21 weisen an ihrem hinteren Ende, das heißt dem Deckel 19 abgewandten Ende, jeweils wenigstens einen Anschluss 25 für ein Kabel auf, das elektrisch leitend mit den Kontaktelementen 1, 2 der jeweiligen Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 verbunden ist. Der Anschluss 25 ist bevorzugt gegen Flüssigkeit abgedichtet oder abdichtend ausgeführt, um einen IP-Schutz zu erreichen, beispielsweise als Kabelverschraubung. Die Kabelverschraubung kann elektrisch isolierend ausgeführt sein und das jeweilige Gehäuse 21 kann zum Beispiel aus Metall, insbesondere aus Stahl, hergestellt sein. Auch der Deckel 19, das heißt dessen Grundkörper 5, kann zum Beispiel als Metallbauteil ausgeführt sein, die elastische Dichtung 7 hingegen ist elektrisch isolierend. Das im Anschluss 25 befestigte Kabel kann direkt mit den Kontaktelementen 1, 2 verbunden werden.
  • In der Figur 4 ist eine Zugkupplung mit zwei Zugkupplungshälften 10, 11 gezeigt, die jeweils eine Stirnplatte 12 aufweisen. Jede Stirnplatte 12 umfasst einen Trichter 13 und einen Kegel 14, die miteinander für eine mechanische Verriegelung der beiden Zugkupplungshälften 10, 11 gekuppelt werden können. Beispielsweise ist die Zugkupplung als automatische Mittelpufferkupplung ausgeführt.
  • An jeder Stirnplatte 12 ist wenigstens eine Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel trägt die erste Stirnplatte 12 zwei Elektrozugkupplungshälften 8 und die zweite Stirnplatte 12 trägt zwei Elektrozugkupplungshälften 9.
  • Jeweils eine erste Elektrozugkupplungshälfte 8 bildet mit einer zweiten Elektrozugkupplungshälfte 9 eine Elektrozugkupplung der dargestellten Art.
  • Exemplarisch sind in der Figur 4 jedoch nur das Gehäuse 21 und die Kontaktelemente 1, 2 gezeigt, ohne weitere Details.
  • Abweichend von der Darstellung in den Figuren 1 bis 3 wird angedeutet, dass die elektrischen Kontaktelemente 1, 2 auch als Buchse und Stecker ausgeführt sein könnten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht zwingend, weist jede Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 nur gleichartige Kontaktelemente 1, 2 auf, wobei je Stirnplatte 12 wenigstens eine Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 mit Steckern und wenigstens eine Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 mit Buchsen vorgesehen ist. Abweichend könnte auch jede Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 wenigstens einen Stecker und wenigstens eine Buchse aufweisen.
  • Die Anordnung von Stecker und/oder Buchsen an einer Elektrozugkupplungshälfte 8, 9 erfolgt derart, dass auch bei wechselweiser Anordnung von Buchsen und Steckern Elektrozugkupplungshälften gleichen Typs miteinander gekuppelt werden können. Dies kann unter anderem dadurch erreicht werden, dass jeweils die gleiche Anzahl an Buchsen und Steckern an einer Elektrozugkupplungshälfte vorgesehen ist und deren Anordnung einzeln oder in Gruppen wechselweise erfolgt. Eine Gruppe umfasst dabei zwei oder mehrere gleichartige Elemente - Stecker oder Buchsen.
  • Bevorzugt kommt jedoch eine Ausgestaltung gemäß den Figuren 1 bis 3 zum Einsatz.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektrisch leitendes Kontaktelement
    1.1
    elektrische Kontaktfläche
    2
    elektrisch leitendes Kontaktelement
    2.1
    elektrische Kontaktfläche
    3
    Elektrokupplung
    4
    Stecköffnung
    5
    Grundkörper
    6
    Durchlass
    7
    elastische Dichtung
    8
    Elektrozugkupplungshälfte
    9
    Elektrozugkupplungshälfte
    10
    Zugkupplungshälfte
    11
    Zugkupplungshälfte
    12
    Stirnplatte
    13
    Trichter
    14
    Kegel
    15
    Durchbruch
    16
    Zentriereinrichtung
    17
    Stift
    18
    Buchse
    19
    Deckel
    20
    Kontaktträger
    21
    Gehäuse
    22
    Innenraum
    23
    Zapfen
    24
    Druckfeder
    25
    Anschluss
    X
    Axialrichtung

Claims (9)

  1. Elektrozugkupplung (3) mit zwei miteinander kuppelbaren Elektrozugkupplungshälften (8, 9), die gemeinsam und/oder jeweils eine Vielzahl von sich jeweils entlang einer Axialrichtung (X) erstreckenden, elektrisch leitenden Kontaktelementen (1, 2) aufweisen; wobei jede Elektrozugkupplungshälfte (8, 9) ein elektrisch isolierendes Gehäuse (21) umfasst, das das oder die elektrisch leitenden Kontaktelemente (1, 2) umschließt und einen elektrisch isolierenden Deckel (19) zur stirnseitigen Abdeckung des oder der elektrisch leitenden Kontaktelemente (1, 2) aufweist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Deckel (19) beider Elektrozugkupplungshälften (8, 9) jeweils eine oder mehrere Stecköffnungen (4) aufweist, die in der Axialrichtung (X) mit dem oder den elektrisch leitenden Kontaktelementen (1, 2) ausgerichtet sind,
    und in der Axialrichtung (X) verschiebbar ist zwischen einer Entkuppelposition, in der das oder die elektrisch leitenden Kontaktelemente (1, 2) in der Axialrichtung (X) innerhalb des Gehäuses (21) hinter den Stecköffnungen (4) positioniert ist/sind, und einer Kuppelposition, in der das oder die elektrisch leitenden Kontaktelemente (1, 2) die Stecköffnungen (4) in der Axialrichtung (X) durchdringend, aus dem Gehäuse (21) durch den Deckel (19) herausragend positioniert sind, wobei der Deckel (19) einen starren Grundkörper (5) mit wenigstens einem Durchlass (6) umfasst und auf der von dem wenigstens einen Kontaktelement (1, 2) abgewandten Seite mit einer elastischen Dichtung (7) abgedeckt ist, die je Kontaktelement (1, 2) einen Durchbruch (15) aufweist, der in der Axialrichtung (X) fluchtend zu dem entsprechenden Kontaktelement (1, 2) und dem Durchlass (6) oder einem Teil des Durchlasses (6) ausgerichtet ist, sodass der Durchbruch (15) und der Durchlass (6) gemeinsam eine Stecköffnung (4) ausbilden
  2. Elektrozugkupplung (3) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (1, 2) wenigstens ein erstes, plattenförmiges Kontaktelement (1) und wenigstens ein zweites, klammerförmiges Kontaktelement (2) umfassen, wobei das erste, plattenförmige Kontaktelement (1) zwei elektrische Kontaktflächen (1.1) auf voneinander abgewandten Seiten aufweist und das zweite, klammerförmige Kontaktelement (2) zwei elektrische Kontaktflächen (2.1) auf einander zugewandten Seiten aufweist.
  3. Elektrozugkupplung (3) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (1, 2) wenigstens ein erstes, steckerförmiges Kontaktelement (1) und wenigstens ein zweites, buchsenförmiges Kontaktelement (2) umfassen, wobei das erste, steckerförmige Kontaktelement (1) eine elektrische Kontaktfläche (1.1) auf einem radial äußeren Umfang aufweist und das zweite, buchsenartige Kontaktelement (2) eine elektrische Kontaktfläche (2.1) auf einem radial inneren Umfang aufweist.
  4. Elektrozugkupplung (3) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrozugkupplungshälfte (8, 9) wenigstens ein oder mehrere erste Kontaktelemente (1) und wenigstens ein oder mehrere zweite Kontaktelemente (2) aufweist.
  5. Elektrozugkupplung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kontaktelemente (1, 2) einer Elektrozugkupplungshälfte (8, 9) von einem gemeinsamen Deckel (19) stirnseitig abgedeckt werden.
  6. Elektrozugkupplung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (15) schlitzförmig sind.
  7. Elektrozugkupplung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (21) beider Elektrozugkupplungshälften (8, 9) mit einer Zentriereinrichtung (16) versehen sind, umfassend wenigstens einen Stift (17) an einem der beiden Gehäuse (21) und eine Buchse (18) an dem anderen der beiden Gehäuse (21), die beim Kuppeln der Elektrozugkupplungshälften (8, 9) miteinander in Eingriff bringbar sind.
  8. Elektrozugkupplung (3) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (17) und/oder die Buchse (18) in der Axialrichtung (X) gegenüber dem Deckel (21) auf der von dem wenigstens einen Kontaktelement (1, 2) abgewandten Seite übersteht, sodass beim Kuppeln der Elektrozugkupplungshälften (8, 9) zunächst der Stift (17) und die Buchse (18) in einen wechselseitigen Eingriff gelangen und anschließend die Deckel (21) beider Zugkupplungshälften (8, 9) in einen wechselseitigen Eingriff gelangen.
  9. Zugkupplung mit zwei Zugkupplungshälften (10, 11), die jeweils eine Stirnplatte (12) aufweisen, gekennzeichnet durch eine Elektrozugkupplung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeweils eine Elektrozugkupplungshälfte (8, 9) an jeweils einer Stirnplatte (12) befestigt ist.
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