EP4069572B1 - Elektrokontaktkupplung und mittelpufferkupplung für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Elektrokontaktkupplung und mittelpufferkupplung für ein schienenfahrzeug Download PDF

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EP4069572B1
EP4069572B1 EP20817288.2A EP20817288A EP4069572B1 EP 4069572 B1 EP4069572 B1 EP 4069572B1 EP 20817288 A EP20817288 A EP 20817288A EP 4069572 B1 EP4069572 B1 EP 4069572B1
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EP
European Patent Office
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electrical contact
protective flap
coupling
contact coupling
protective
Prior art date
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Active
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EP20817288.2A
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English (en)
French (fr)
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EP4069572A1 (de
Inventor
Jörn Schulz
Matthias Biener
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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Priority claimed from DE102019132642.7A external-priority patent/DE102019132642A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact coupling for an automatic central buffer coupling of a rail vehicle.
  • the invention further relates to a central buffer coupling for a rail vehicle.
  • Conventional electrical contact couplings for automatic central buffer couplings of a rail vehicle are generally arranged adjacent to a mechanical contact coupling of the central buffer coupling and have a coupling housing in which an interface unit with a plurality of connection elements is arranged.
  • the electrical contact coupling also has a protective flap for covering access to the connection elements of the interface unit.
  • the protective flap is connected to an actuating device for moving the protective flap between a first position in which the protective flap covers the access and a second position in which the protective flap opens the access.
  • the EP 11 02 696 B1 discloses an electrical contact coupling for an automatic central or central buffer coupling for rail vehicles.
  • the electrical contact coupling has a contact carrier which can be fastened to the coupling head and is guided so as to be longitudinally displaceable in the longitudinal direction of the central buffer coupling, which has contacts for electrical connections and which can be displaced from a rear, uncoupled position to a front, ready-to-couple position.
  • the contact carrier is covered by a protective flap in the rear position and exposed in the front position when the protective flap is pivoted.
  • the DE 811 360 discloses an arrangement for automatically opening the protective flaps on the line coupling of an automatic vehicle coupling.
  • the arrangement consists of an elastic bracket arranged on the front of the protective flap with a front surface curved in such a way that when the elastic bracket comes into contact with the front surface of the counter-protective flap, both protective flaps are opened by pivoting about a rotation or pivot axis arranged transversely to the longitudinal axis of the vehicle coupling on the coupling housing of the line coupling.
  • Such automatic protective flaps are provided with a rubber element on the front side that contacts the counter coupling, for example, which serves to increase the friction when contacting the front side of the protective flap of a counter electrical contact coupling or to create a certain form fit.
  • These rubber parts which are usually extruded profiles or mats, are attached by gluing or Rivets are attached to the protective flap.
  • the disadvantage of such a solution is that if the protective flap is curved around several axes, such parts are difficult to attach or specially manufactured molded parts have to be manufactured, which involves additional tooling costs.
  • an electrical contact coupling which is not opened automatically when contact is made with a counter-coupling, but in which the flap is actively operated when the electrical contact coupling is moved for coupling and uncoupling, in that the movement is accompanied by the actuation of a corresponding actuating mechanism.
  • the electrical contact coupling comprises a housing and a U-shaped protective flap, which consists of a central cover part and two lateral shell-shaped cover elements that are connected to the central cover part.
  • the protective flap is connected to the housing of the electrical contact coupling via a joint.
  • a corresponding actuating lever is provided, which interacts with a stationary console.
  • the electrical contact coupling, in particular the housing can be moved relative to it.
  • Each torsion spring is arranged in the lateral cover elements and coupled to this at one end and to the console at the other end.
  • the protective flap movement takes place due to a superimposed rotary movement and linear movement (guide on console) of the actuating lever, triggered by the relative movement of the housing relative to the console.
  • This design is structurally complex and the realization of the pivoting movement requires precise coordination of the interacting components.
  • the invention is therefore based on the object of providing an improved electrical contact coupling for an automatic central buffer coupling of a rail vehicle, which is characterized by a trouble-free release and re-covering of the interface unit.
  • a trouble-free synchronous opening of the protective flaps of electrical contact couplings to be connected to one another is to be made possible by eliminating the disadvantages of the prior art.
  • an electrical contact coupling and a central buffer coupling for a rail vehicle are to be provided which enable improved protection of a spring element that actuates a protective flap of the electrical contact coupling and which realize the required frictional engagement of the protective flaps when opening simply and more cost-effectively, even with more complex surface geometries of the end faces.
  • the friction elements required for this should be easy to attach to a protective flap curved around several axes and be inexpensive to manufacture.
  • the improved functionality also includes the fact that unintentional closing is reliably avoided if the spring elements fail.
  • the present invention provides an electrical contact coupling for an automatic central buffer coupling of a rail vehicle, comprising a coupling housing in which an interface unit with a plurality of Connection elements are arranged, a protective flap for covering access to the connection elements of the interface unit, and an actuating device connected to the protective flap for moving the protective flap between a first position in which the protective flap covers the access and a second position in which the protective flap releases the access, wherein the actuating device has at least one spring element which is at least partially enclosed by the protective flap.
  • the present invention further provides a central buffer coupling for a rail vehicle, with a mechanical contact coupling, in particular a Scharfenberg coupling, for mechanically coupling rail vehicles, and an electrical contact coupling according to the invention.
  • One idea of the present invention is that by enclosing the spring element at least in sections with the protective flap, improved protection of the at least one spring element is made possible compared to conventional solutions.
  • the at least one spring element can be effectively protected from flying gravel or the like.
  • the protective flap is pivotably mounted on the respective side surfaces of the coupling housing, the protective flap having a first pivot bearing with two plates arranged parallel to one another and a second pivot bearing with two plates arranged parallel to one another.
  • the two plates of the first pivot bearing and the second pivot bearing which are arranged parallel to one another and essentially perpendicular to the front side of the protective flap, are integrally formed with the protective flap, in particular welded or formed as a cast part.
  • This advantageously enables effective mounting of the protective flap on the coupling housing of the electrical contact coupling.
  • the integral design of the pivot bearing with the protective flap enables a simple, reduced-complexity solution for protecting the spring elements that deflect or return the protective flap, which is also easy to handle in terms of assembly.
  • the first spring element is arranged between the plates of the first pivot bearing, which are arranged parallel to one another
  • the second spring element is arranged between the plates of the second pivot bearing, which are arranged parallel to one another.
  • the first spring element and the second spring element are each formed by a leg spring, with a first axial end section of the respective leg spring being attached at least indirectly to the clutch housing and a second axial end section of the respective leg spring being attached to the protective flap.
  • the first spring element and the second spring element are at least partially enclosed in the width direction of the electrical contact coupling by an outer plate of the respective pivot bearing and are at least partially enclosed in the longitudinal direction of the electrical contact coupling by an end face of the protective flap.
  • the first spring element and the second spring element are thus effectively protected from environmental influences both in the front and side directions of the electrical contact coupling, and are almost completely shielded by the protective flaps when connected by turning the protective flap and contact with the counter electrical contact coupling.
  • this also allows significant areas of the outer peripheral surfaces of the spring elements to be kept free from direct contact with the housing of the electrical contact coupling.
  • the first axial end section of the respective leg spring is inserted into a receptacle arranged on the respective side surface of the coupling housing, and wherein the second axial end section of the respective leg spring rests on a rear side of the front side of the protective flap in the longitudinal direction of the electrical contact coupling.
  • the leg springs can thus advantageously be accommodated in the respective pivot bearings in a compact design.
  • the first spring element and the second spring element are designed to return the protective flap to the first position with a predetermined Due to the fact that the second axial end section of each leg spring is positioned at the rear of the front of the protective flap, the flap can be effectively subjected to the specified restoring force.
  • each of the plates has an opening into which a bearing bush is inserted for supporting the protective flap on the coupling housing.
  • the pivot bearings in conjunction with the bearing bushes inserted therein thus advantageously have the functionality of holding the leg springs on the one hand and of supporting the pivot bearings on the coupling housing of the electrical contact coupling on the other.
  • an end face of the interface unit is arranged in the longitudinal direction of the electrical contact coupling approximately 30 mm behind the protective flap when the protective flap is closed.
  • the protective flap thus offers effective protection for the interface unit when closed.
  • the protective flap is also arranged to be pivotable relative to the coupling housing by the respective pivot bearings in such a way that the protective flap can be pivoted axially behind the interface unit in the second position, in which it provides access to the connection elements of the interface unit.
  • the at least partially encapsulated arrangement of the spring elements in the protective flap can be advantageously combined with at least one additional function-improving measure on the protective flap to improve functionality when opening and closing and to avoid damage.
  • a first of these further developments relates to improving the static friction on the front side of the protective flap
  • a second further development relates to a measure which prevents unwanted closing, especially if the spring elements are damaged/fail.
  • Each of these advanced designs can be used alone in combination with the partially encapsulated spring device.
  • both advanced designs of the protective flap are used in order to ensure high functionality and safety when operating the protective flaps.
  • the first further development of the protective flap is characterized by providing the front surface of the protective flap with a spray elastomer coating applied at least partially.
  • a spray elastomer coating applied at least partially.
  • the spray elastomer coating can also be flexibly adapted to any surface geometry of the protective flap in an advantageous manner by solidifying it without stress and, in addition to the chemical adhesion, developing a mechanical memory effect that permanently pulls the coating against the substrate and counteracts the tendency to detach, e.g. as with rubber plates.
  • the spray elastomer coating can also be overcoated and repaired at any time in the event of wear and/or damage.
  • the spray elastomer coating has a hardness between 60 and 90 Shore.
  • a spray elastomer coating with a suitable degree of hardness can thus be advantageously provided.
  • a hardness of 60 Shore is used, for example, to repair damaged soft rubber coatings, a hardness of 85 Shore is used to protect components subject to wear, erosion and cavitation. as in the present case the protective cover of an electrical contact coupling.
  • the spray elastomer coating has an impact elasticity of between 40 and 63%, preferably between 45 and 63%.
  • an impact elasticity suitable for the respective application for example according to DIN 53512, can advantageously be provided.
  • the spray elastomer coating has a coefficient of static friction between 0.6 and 0.7, which enables an improved synchronous opening of adjacent protective flaps of the electrical contact couplings which are adjacent to one another in the closed state.
  • the spray elastomer coating has a layer thickness of between 2 mm and 5 mm, preferably of about 3 mm.
  • the spray elastomer coating is advantageously sprayed onto the surface of the protective flap in layers. Polymerization begins after about one minute, so that layer thicknesses suitable for the application can be achieved without running off even on vertical surfaces. In addition, processing can be carried out under almost all climatic conditions.
  • the spray elastomer coating has a predetermined shock absorption, in particular in relation to the layer thickness of the spray elastomer coating. Due to a definable shock elasticity of the material of the spray elastomer coating, a shock absorption suitable for the respective application can thus be achieved in an advantageous manner by setting a suitable layer thickness of the spray elastomer coating.
  • a first section of the front surface of the protective flap is essentially curved, and further sections surrounding the first section, in particular at the side, top and/or bottom, are angled towards the first section.
  • the protective flap thus has a geometry curved around several axes.
  • the spray elastomer coating is advantageously designed to cover the geometry curved around several axes in a stress-free manner and to achieve effective adhesion to the surface of the protective flap.
  • the radius between the pivot axis and the respective contact point on the end face of the protective flap is reduced in the opening direction when the end faces roll against each other.
  • the front surface of the protective flap has an electrochemically active coating and a primer formed thereon, onto which primer the spray elastomer coating is applied.
  • the provision of the electrochemically active coating has the advantage of providing protection against undercutting. This electrochemically active corrosion protection prevents undercutting at coating edges and protects against rusting in the event of partial damage.
  • a primer is applied to the electrochemically active coating. This advantageously enables better adhesion of the spray elastomer coating and separation of the spray elastomer coating from the electrochemically active coating.
  • the second further development concerns the provision of a projection that prevents the accidental closing of the protective flap of a counter-electrical contact coupling.
  • a protective element is provided which advantageously makes it possible, when the protective flaps of the electrical contact coupling and the counter-electrical contact coupling are each open, to only close the respective protective flaps when the electrical contact coupling is at the specified distance from the counter-electrical contact coupling.
  • the length of the projection of the protective flap is dimensioned such that the protective flaps can only be closed when they are out of reach of the connection elements of the interface units. This advantageously provides effective protection against damage to the connection elements of the interface units.
  • the projection of the protective flap is formed integrally with one of the plates for the pivot bearings, in particular by one of the plates, wherein the projection is formed by an extension of the plate in the plate plane.
  • the plate in question therefore has the function of both being part of the pivot bearing and forming the projection of the protective flap.
  • the projection of the protective flap is formed integrally, in particular by the inner plate, with an inner plate of the first pivot bearing and/or the second pivot bearing arranged in the width direction of the electrical contact coupling, adjacent to the coupling housing.
  • the further protective flap of the counter-electrical contact coupling arranged adjacent to the electrical contact coupling rests on the projection of the protective flap when the protective flap and the further protective flap are in the open state. In this way, effective protection of the connection elements of the respective interface units can advantageously be provided when the protective flaps are in the open state.
  • the projection of the protective flap of the electrical contact coupling is designed, when the electrical contact coupling and the counter-electrical contact coupling move apart, to release a closing of the protective flap and the further protective flap when a predetermined distance is reached between the projection of the protective flap and the adjacently arranged counter-electrical contact coupling.
  • the time at which the protective flap of the electrical contact coupling and the further protective flap of the counter electrical contact coupling close can thus be coordinated depending on the distance between the electrical contact couplings.
  • the essentially synchronous closing of the protective flaps also advantageously ensures that in the event of a fault in a return spring of one of the protective flaps, this is taken along by the adjacent protective flap due to a positive locking of the protective flaps when closing.
  • the protective flap of the electrical contact coupling and the further protective flap of the Counter electrical contact coupling can have a different geometry in longitudinal section, whereby the front side of the protective flap of the electrical contact coupling has a smaller inclination than the front side of the other protective flap of the counter electrical contact coupling.
  • connection elements of the interface unit are connected to electrical lines, in particular electrical supply lines and/or electrical signal lines.
  • the electrical contact coupling can thus advantageously provide a connection of electrical lines, in particular electrical supply lines and/or electrical signal lines, between respective rail vehicles.
  • the electrical contact coupling is arranged in an installation position of the central buffer coupling in the rail vehicle above, below or to the side of the mechanical contact coupling.
  • the arrangement of the electrical contact coupling according to the invention can thus be flexibly adapted to the respective structural or systemic requirements of the central buffer coupling.
  • the present invention further provides a central buffer coupling for a rail vehicle, with a mechanical contact coupling, in particular a Scharfenberg coupling, a mechanical counter-coupling, in particular a Scharfenberg coupling, which is designed to interact with the mechanical contact coupling, a Electrical contact coupling, and a counter electrical contact coupling which is designed to cooperate with the electrical contact coupling.
  • a mechanical contact coupling in particular a Scharfenberg coupling
  • a mechanical counter-coupling in particular a Scharfenberg coupling
  • Fig.1 shows a schematic representation of an electrical contact coupling for an automatic central buffer coupling of a rail vehicle according to a preferred embodiment of the invention.
  • the electrical contact coupling 1 for the automatic central buffer coupling 2 of the rail vehicle has a coupling housing 10 in which a (in Fig.1 not shown) interface unit with a plurality of connection elements is arranged.
  • the electrical contact coupling 1 further comprises a protective flap 16 for covering an access 18 to the connection elements of the interface unit.
  • the electrical contact coupling 1 comprises an actuating device 20 connected to the protective flap 16 for moving the protective flap 16 between a Fig.1 shown first position P1, in which the protective flap 16 covers the access 18, and one (in Fig.1 not shown) in which the protective flap 16 opens the access 18.
  • the movement is carried out by pivoting about a theoretical pivot axis D extending in the width direction B of the electrical contact coupling 1.
  • Fig.6 shows the electrical contact coupling 1 in the open position before the contacts move together with a counter electrical contact coupling 1
  • the actuating device 20 has a first spring element 20a partially enclosed by the protective flap 16 and a second spring element 20b partially enclosed by the protective flap 16.
  • the protective flap 16 is pivotally mounted relative to the clutch housing 10 on respective side surfaces 10a, 10b of the clutch housing 10, in particular about a pivot axis D that can be theoretically described by the structural elements.
  • the protective flap 16 has a first pivot bearing 16a having two plates 16a1, 16a2 arranged parallel to one another and a second pivot bearing 16b having two plates 16b1, 16b2 arranged parallel to one another.
  • the two plates 16a1, 16a2, 16b1, 16b2 of the first pivot bearing 16a and the second pivot bearing 16b which are arranged parallel to one another and essentially perpendicular to the front side 16c of the protective flap 16, are integrally formed with the protective flap 16 and are welded in the present embodiment.
  • the protective flap 16 with the plates 6a1, 16a2, 16b1, 16b2 of the first pivot bearing 16a and the second pivot bearing 16b is designed as a cast part.
  • the first spring element 20a is arranged between the plates 16a1, 16a2 of the first pivot bearing 16a, which are arranged parallel to one another.
  • the second spring element 20b is arranged between the plates 16b1, 16b2 of the second pivot bearing 16b, which are arranged parallel to one another.
  • the first spring element 20a and the second spring element 20b are each formed by a leg spring.
  • a first axial end section 20a1, 20b1 of the respective leg spring is fastened to the clutch housing 10.
  • a second axial end section 20a2, 20b2 of the respective leg spring is fastened to the protective flap 16.
  • the reverse variant is also conceivable.
  • the first spring element 20a and the second spring element 20b are partially enclosed in the width direction B of the electrical contact coupling 1 by an outer plate 16a2, 16b2 of the respective pivot bearing 16a, 16b and are also partially enclosed in the longitudinal direction L of the electrical contact coupling 1 by an end face 16c of the protective flap 16.
  • first spring element 20a and the second spring element 20b can be completely enclosed, for example in the width direction and/or in the longitudinal direction of the electrical contact coupling 1.
  • the first axial end section 20a1, 20a2 of the respective leg spring is inserted into a receptacle arranged on the respective side surface 10a, 10b of the coupling housing 10.
  • the second axial end section 20b1, 20b2 of the respective leg spring rests on a rear side 16c1 of the front side 16c of the protective flap 16 in the longitudinal direction L of the electrical contact coupling 1.
  • the first spring element 20a and the second spring element 20b are further designed to apply a predetermined restoring force F to the protective flap 16 in order to return it to the first position P1.
  • the spring elements 20a and 20b Due to their connection to the coupling housing and protective flap, the spring elements 20a and 20b produce a restoring force when the protective flap is adjusted. However, due to the inventive extensive accommodation/enclosure of the spring elements 20a, 20b in the protective flap 16, they are no longer exposed to the ambient and weather conditions without protection, so that their function is always guaranteed.
  • Fig.2 shows a schematic representation of a rear side of a protective flap of the electrical contact coupling for the automatic center buffer coupling of the rail vehicle according to the preferred embodiment of the invention.
  • An inner plate 16a1 of the first pivot bearing 16a has an opening 24a.
  • An outer plate 16a2 of the first pivot bearing 16a has an opening 24b.
  • an inner plate 16b1 of the second pivot bearing 16b has an opening 24c.
  • an outer plate 16b2 of the second pivot bearing 16b has an opening 24d.
  • a Fig.2 Bearing bush 22a symbolically shown in dashed lines, is inserted for supporting the protective flap 16 on the clutch housing 10.
  • a Fig.2 Bearing bush 22b symbolically shown in dashed lines, is inserted.
  • the projection 26 of the protective flap 16 is formed integrally with one of the plates, in particular by one of the plates 16b1.
  • the projection 26 is formed by an extension of the plate 16b1 in the plate plane.
  • the projection 26 of the protective flap 16 is formed integrally with an inner plate 16a1, 16b1 of the first pivot bearing 16a, which is arranged in the width direction B of the electrical contact coupling and adjacent to the coupling housing 10, in particular by the inner plate 16a1.
  • the projection 26 of the protective flap 16 can be formed integrally, for example, with an inner plate 16b1 of the second pivot bearing 16b, which is arranged in the width direction B of the electrical contact coupling and adjacent to the coupling housing 10, in particular by the inner plate 16b1.
  • the projection 26 of the protective flap 16 can be formed integrally by respective plates 16a1, 16b1 of both the first pivot bearing 16a and the second pivot bearing 16b, in particular by the inner plates 16a1, 16b1.
  • Fig.3 shows a schematic representation of the electrical contact coupling for the automatic central buffer coupling of the rail vehicle with the protective flap open according to the preferred embodiment of the invention.
  • An end face 12a of the interface unit 12 is arranged in the longitudinal direction L of the electrical contact coupling 1 approximately 30 mm behind the protective flap 16 when the protective flap 16 is closed.
  • the protective flap 16 is shown in the present illustration in the second position P2, in which the protective flap 16 opens the access 18 to the connection elements 14 of the interface unit 12.
  • the protective flap is pivoted about the theoretical pivot axis D.
  • the pivoting preferably takes place by generating a pre-tensioning force of the individual spring elements 20a, 20b, which, when the electrical contact coupling 1 is moved apart by an identical counter-electrical contact coupling, generates a restoring force for automatically closing the individual protective flaps 16, in particular pivoting into the first position, as in Figure 4 shown, cause.
  • connection elements 14 of the interface unit 12 are connected to electrical lines 22, in particular electrical supply lines 22a and electrical signal lines 22b.
  • the interface unit 12 has at least one centering device 23.
  • the interface unit 12 may, for example, only have connection elements for electrical supply lines or electrical signal lines or hydraulic lines or a combination thereof.
  • a front surface 16c of the protective flap 16 has a spray elastomer coating 4 applied over the entire surface in the present embodiment.
  • a spray elastomer coating applied over part of the surface can be applied to the front surface 16c of the protective flap 16.
  • the spray elastomer coating 16b has a hardness between 60 and 90 Shore.
  • a hardness of 85 Shore is particularly advantageous, as this is beneficial for protecting components subject to wear, erosion and cavitation.
  • the spray elastomer coating has a coefficient of static friction between 0.6 and 0.7 and a layer thickness between 2 mm and 5 mm, in the present embodiment 3 mm.
  • a first section 16c-1 of the front surface 16c of the protective flap 16 is essentially curved. Further sections 16C-x surrounding the first section 16c-1 at the sides, top and bottom are angled to the first section 16c-1, so that an overall surface of the protective flap 16 has a geometry curved about several axes.
  • the spray elastomer coating 16b has a predetermined shock absorption in relation to the layer thickness of the spray elastomer coating 16b.
  • the front surface 16a of the protective flap 16 also has a (in Fig.1 not shown) and a primer applied thereon. The spray elastomer coating 16b is applied to the primer.
  • the projection 26 on the protective flap is plate-shaped and is arranged in a plane that runs essentially perpendicular to the front side 16c of the protective flap 16. In conjunction with the protective flap of a counter-electrical contact coupling, this serves to prevent the protective flap from closing in an undesired manner.
  • Fig.4 shows a schematic representation of the electrical contact coupling 1 according to Figure 3 for the automatic central buffer coupling of the rail vehicle with closed protective flap according to the preferred embodiment of the invention.
  • the protective flap 16 is arranged in the first position P1, in which the protective flap 16 blocks the access 18 to the (in Fig.4 not shown) connection elements 14 of the interface unit 12.
  • Fig.5 shows a schematic front view of a center buffer coupling 2 for a rail vehicle according to the preferred embodiment of the invention.
  • the mechanical coupling 3 and the electrical contact coupling 1 can be seen, which is attached to the mechanical coupling 3 via corresponding connecting devices 25, in particular supports.
  • the arrangement is above here. However, an arrangement below is also conceivable.
  • the electrical contact coupling 1 can be arranged, for example, to the side of the mechanical contact coupling or below the mechanical contact coupling 3.
  • the central buffer coupling 2 for the rail vehicle has a mechanical contact coupling 3, in the present embodiment a Scharfenberg coupling, for mechanically coupling rail vehicles.
  • the central buffer coupling 2 also has the electrical contact coupling 1.
  • Figure 6 shows a longitudinal sectional view of an arrangement of an electrical contact coupling 1 and a counter-electrical contact coupling 1b for an automatic central buffer coupling 2 of a rail vehicle according to a preferred embodiment of the invention in the open position of the protective flaps 16 of the electrical contact coupling 1 and the protective flap 17 of the counter-electrical contact coupling 1b before the contacts are moved together.
  • the electrical contact coupling 1 and the counter-electrical contact coupling 1b are preferably constructed as shown in the Figures 1 to 5 described. Also visible is the fixed arrangement of the electrical contact coupling 1 and the counter-electrical contact coupling 1b on the mechanical contact coupling 3a, 3b via a carrier device 25.
  • the central buffer coupling 2 for the rail vehicle comprises a (in Fig.6 symbolically shown) mechanical contact coupling 3a, which is designed as a Scharfenberg coupling. Furthermore, the central buffer coupling 2 for the rail vehicle comprises a (also symbolically shown) mechanical Counter coupling 3b, which is designed as a Scharfenberg coupling.
  • the mechanical counter coupling 3b is designed to interact with the mechanical contact coupling 3a.
  • the electrical contact coupling 1 is assigned to the mechanical contact coupling 3a.
  • the counter electrical contact coupling 1b is assigned to the mechanical counter coupling 3b.
  • the assignment is made in such a way that the electrical contact coupling 1 and the counter electrical contact coupling 1b are already opened before the mechanical couplings 3a, 3b are brought together, in that the protective flaps 16, 17 touch each other and are pivoted in the vertical direction about the pivot axis D by a force component acting on them, with the front sides 16c and 17a of the protective flaps 16, 17 virtually rolling off each other.
  • the electrical contact coupling 1 and the counter-electrical contact coupling 1b are each arranged in a fixed position on the mechanical coupling 3a, 3b. In the simplest case, this is done via connecting elements 25, which form a carrier.
  • This can advantageously be designed in such a way that - not shown here, however - a fixed arrangement is made relative to the mechanical coupling 3a, 3b, which can, however, comprise elastic elements or spring devices that enable a resilient support in the sense of a damping effect.
  • the arrangement of the electrical contact coupling 1 in the longitudinal direction L of the view is carried out in such a way in coordination with the end faces of the mechanical couplings 3a, 3b that first the protective flaps of the electrical contact coupling 1 and the counter electrical contact coupling 1b are opened, which release the contacts of the interface unit and then the electrical contacts are brought into contact with each other during the further process.
  • the respective protective flap 16, 17 is moved between a first position P1, in which the protective flap 16 covers the access 18, and a second position P2, in which the protective flap 16 releases the access 18.
  • a projection 26 is also arranged on the front side 16c of the protective flap 16.
  • the projection 26 of the protective flap 16 shown in FIG. Fig.6 shown - in the open position the further protective flap 17 of the adjacently arranged counter-electrical contact coupling 1b is placed.
  • the projection 26 of the protective flap 16 is designed to enable the protective flap 16 to close when a predetermined distance from the adjacently arranged counter-electrical contact coupling 1b is reached.
  • the projection 26 of the protective flap 16 is plate-shaped and arranged in a plane running essentially perpendicular to the front side 16c of the protective flap 16. This is designed in such a way that, in the second position of the protective flap, it is aligned on the latter in the direction of the other protective flap of the counter-electrical contact coupling so that the latter rests on the latter.
  • the counter electrical contact coupling 1b also has such a projection, which is not visible in this illustration, on which the protective flap 16 of the electrical contact coupling rests in this position.
  • a section 26a of the projection 26 which projects in the longitudinal direction L beyond a front side 12a of the interface unit 12 in the opened state of the protective flap 16 is inclined such that a first edge 26b and a second edge 26c of the projection 26 are each inclined by 30 to 60 degrees, in the present embodiment are inclined approximately 45 degrees to the longitudinal axis LA of the electrical contact coupling 1a.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug.
  • Herkömmliche Elektrokontaktkupplungen für automatische Mittelpufferkupplungen eines Schienenfahrzeugs sind in der Regel benachbart zu einer mechanischen Kontaktkupplung der Mittelpufferkupplung angeordnet und weisen ein Kupplungsgehäuse auf, in welchem eine Schnittstelleneinheit mit einer Mehrzahl von Anschlusselementen angeordnet ist. Die Elektrokontaktkupplung weist ferner eine Schutzklappe zum Abdecken eines Zugangs zu den Anschlusselementen der Schnittstelleneinheit auf. Die Schutzklappe ist mit einer Betätigungseinrichtung zum Verfahren der Schutzklappe zwischen einer ersten Stellung, in der die Schutzklappe den Zugang abdeckt, und einer zweiten Stellung, in der die Schutzklappe den Zugang freigibt, verbunden.
  • Die EP 11 02 696 B1 offenbart eine Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittel- oder Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge. Die Elektrokontaktkupplung weist einen am Kupplungskopf befestigbaren und in Längsrichtung der Mittelpufferkupplung längsverschiebbar geführten Kontaktträger auf, der Kontakte für elektrische Verbindungen aufweist und der aus einer hinteren, ungekuppelten in eine vordere, kuppelbereite Lage verschiebbar ist.
  • Der Kontaktträger ist in der hinteren Lage durch eine Schutzklappe abgedeckt und in der vorderen Lage bei verschwenkter Schutzklappe freigelegt.
  • Die DE 811 360 offenbart eine Anordnung zum selbsttätigen Öffnen der Schutzklappen an der Leitungskupplung einer selbsttätigen Fahrzeugkupplung. Die Anordnung besteht aus einem auf der Vorderseite der Schutzklappe angeordneten elastischen Bügel mit derart gebogener Stirnfläche, dass bei Berührung derselben mit der Stirnfläche der Gegenschutzklappe ein Öffnen beider Schutzklappen durch Verschwenken um eine quer zur Längsachse der Fahrzeugkupplung am Kupplungsgehäuse der Leitungskupplung angeordneten Dreh- bzw. Schwenkachse herbeigeführt wird.
  • Bei bekannten selbsttätigen, durch Kontaktierung miteinander synchron öffnenden Schutzklappen einer Elektrokontaktkupplung und einer mit dieser zu kuppelnden Gegen-Elektrokontaktkupplung werden die jeweiligen Schutzklappen über eine außen am Gehäuse der Elektrokontaktkupplung bzw. der Gegen-Elektrokontaktkupplung angeordnete und der jeweiligen Schutzklappe angelenkte Federeinrichtung in der geschlossenen Position gehalten. Das Öffnen erfolgt gegen die Federeinrichtung bei Aufeinandertreffen der Schutzklappen der miteinander zu verbindenden Elektrokontaktkupplung und Gegen-Elektrokontaktkupplung beim Zusammenfahren unter Abrollen der Flächen dieser aufeinander. Herkömmlicherweise exponiert angeordnete Federelemente der Betätigungseinrichtung zum Verfahren der Schutzklappe können dabei jedoch durch aufgewirbelte Schottersteine oder dergleichen beschädigt werden oder verloren gehen und dadurch eine Funktionalität der Betätigungseinrichtung erheblich beeinträchtigen, insbesondere beim Schließen der Schutzklappen.
  • Zur Verbesserung der Synchronität des Öffnens und Vermeidung eines Abrutschens sind derartige selbsttätige Schutzklappen beispielsweise an der die Gegenkupplung kontaktierenden Stirnseite mit einem Gummielement versehen, welches dazu dient, die Reibung bei Kontakt mit der Stirnseite der Schutzklappe einer Gegen-Elektrokontaktkupplung zu erhöhen oder einen gewissen Formschluss zu erzeugen. Diese Gummiteile, bei welchen es sich meist um Strangpressprofile oder Matten handelt, werden durch Kleben oder Nieten an der Schutzklappe befestigt. Nachteilhaft an einer solchen Lösung ist, dass bei einer um mehrere Achsen gekrümmten Schutzklappe sich solche Teile nur schwer befestigen lassen oder man hierfür speziell angefertigte Formteile herstellen muss, was mit zusätzlichen Werkzeugkosten verbunden ist.
  • Aus CN 106274959 A ist demgegenüber eine Elektrokontaktkupplung bekannt, welche nicht selbsttätig beim Kontaktieren mit einer Gegenkupplung geöffnet wird, sondern bei welcher die Klappe aktiv beim Verfahren der Elektrokontaktkupplung zum Kuppeln und Entkuppeln betätigt wird, indem die Bewegung mit der Betätigung eines entsprechenden Betätigungsmechanismus einhergeht. Die Elektrokontaktkupplung umfasst ein Gehäuse und eine U-förmige Schutzklappe, welche aus einem mittleren Abdeckungsteil und zwei seitlichen schalenförmigen Abdeckelementen, die mit dem mittleren Abdeckungsteil verbunden sind, besteht. Die Schutzklappe ist über ein Gelenk mit dem Gehäuse der Elektrokontaktkupplung verbunden. Zur Betätigung ist ein entsprechender Betätigungshebels vorgesehen, der mit einer ortsfesten Konsole zusammenwirkt. Die Elektrokontaktkupplung, insbesondere das Gehäuse ist gegenüber dieser verschiebbar. Jede Drehfeder ist jeweils in den seitlichen Abdeckelementen angeordnet und an einem Ende jeweils mit diesem und am anderen Ende mit der Konsole gekoppelt. Die Schutzklappenbewegung erfolgt aufgrund einer überlagerten Drehbewegung und Linearbewegung (Führung an Konsole) des Betätigungshebels, ausgelöst durch die Relativbewegung des Gehäuses gegenüber der Konsole. Diese Ausführung ist konstruktiv aufwendig und die Realisierung der Verschwenkbewegung erfordert eine genaue Abstimmung der miteinander zusammenwirkenden Komponenten aufeinander.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs bereitzustellen, welche durch ein störungsfreies Freigeben und wieder Abdecken der Schnittstelleneinheit charakterisiert ist. Dabei ist ein störungsfreies synchrones Öffnen der Schutzklappen von miteinander zu verbindenden Elektrokontaktkupplungen zu ermöglichen, indem die Nachteile aus dem Stand der Technik behoben werden. Insbesondere ist eine Elektrokontaktkupplung und eine Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug bereitzustellen, welche einen verbesserten Schutz eines eine Schutzklappe der Elektrokontaktkupplung betätigenden Federelements ermöglichen sowie den erforderlichen Reibschluss der Schutzklappen beim Öffnen einfach und kostengünstiger auch bei komplexerer Oberflächengeometrie der Stirnflächen realisieren. Dazu sollen die hierfür erforderlichen Reibungselemente in einfacher Art und Weise an einer um mehrere Achsen gekrümmten Schutzklappe befestigbar und kostengünstig herstellbar sein. Zur verbesserten Funktionalität gehört auch, dass ein unbeabsichtigtes Schließen bei Versagen der Federelemente sicher vermieden wird.
  • Die Aufgabe wird mit einer Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung wird des Weiteren mit einer Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kupplungsgehäuse, in welchem eine Schnittstelleneinheit mit einer Mehrzahl von Anschlusselementen angeordnet ist, einer Schutzklappe zum Abdecken eines Zugangs zu den Anschlusselementen der Schnittstelleneinheit, und einer mit der Schutzklappe verbundenen Betätigungseinrichtung zum Verfahren der Schutzklappe zwischen einer ersten Stellung, in der die Schutzklappe den Zugang abdeckt, und einer zweiten Stellung, in der die Schutzklappe den Zugang freigibt, wobei die Betätigungseinrichtung zumindest ein durch die Schutzklappe zumindest abschnittsweise umschlossenes Federelement aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren eine Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug, mit einer mechanischen Kontaktkupplung, insbesondere einer Scharfenberg-Kupplung, zum mechanischen Kuppeln von Schienenfahrzeugen, und einer erfindungsgemäßen Elektrokontaktkupplung.
  • Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, dass durch das zumindest abschnittsweise Umschließen des Federelements durch die Schutzklappe ein gegenüber herkömmlichen Lösungen verbesserter Schutz des zumindest einen Federelements ermöglicht wird. So kann das zumindest eine Federelement beispielsweise vor aufgewirbelten Schottersteinen oder dergleichen effektiv geschützt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schutzklappe zum Kupplungsgehäuse an jeweiligen Seitenflächen des Kupplungsgehäuses schwenkbar gelagert ist, wobei die Schutzklappe ein zwei parallel zueinander angeordnete Platten aufweisendes erstes Schwenklager und ein zwei parallel zueinander angeordnete Platten aufweisendes zweites Schwenklager aufweist. Durch das Bereitstellen eines ersten Schwenklagers und eines zweiten Schwenklagers mit jeweils zwei parallel zueinander angeordneten Platten kann somit in vorteilhafter Weise ein erforderlicher und in Breitenrichtung der Elektrokontaktkupplung definierter Bauraum vorgesehen werden, in welchem die jeweiligen Federelemente einfügbar sind. Des Weiteren weist eine derartige Ausbildung der Schwenklager einen effektiven Schutz der jeweiligen Federelemente vor äußeren Einflüssen auf.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden parallel zueinander, im Wesentlichen senkrecht zur Stirnseite der Schutzklappe angeordneten Platten des ersten Schwenklagers und des zweiten Schwenklagers mit der Schutzklappe integral ausgebildet, insbesondere verschweißt oder aber als Gussteil ausgebildet sind. Somit kann in vorteilhafter Weise eine effektive Lagerung der Schutzklappe an dem Kupplungsgehäuse der Elektrokontaktkupplung ermöglicht werden. Die integrale Ausbildung der Schwenklager mit der Schutzklappe ermöglicht eine einfache, in ihrer Komplexität reduzierte Lösung zum Schutz der die Schutzklappe auslenkenden bzw. rückstellenden Federelemente, welche auch hinsichtlich der Montage einfach zu handhaben ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Federelement zwischen den parallel zueinander angeordneten Platten des ersten Schwenklagers und das zweite Federelement zwischen den parallel zueinander angeordneten Platten des zweiten Schwenklagers angeordnet ist. Somit kann in vorteilhafter Weise ein effektiver Schutz des ersten Federelements und des zweiten Federelements vor äußeren Umwelteinflüssen bereitgestellt werden. Dabei wird vorzugsweise das erste Federelement und das zweite Federelement jeweils durch eine Schenkelfeder ausgebildet, wobei ein erster axialer Endabschnitt der jeweiligen Schenkelfeder wenigstens mittelbar am Kupplungsgehäuse und ein zweiter axialer Endabschnitt der jeweiligen Schenkelfeder an der Schutzklappe befestigt ist. Durch eine derartige Anordnung der jeweiligen Schenkelfedern kann eine gegenüber herkömmlicherweise verwendeten Zugfedern verbesserte Rückstellung der Schutzklappe von der zweiten Position, in welcher die Schutzklappe den Zugang freigibt, in die erste Position, in welcher die Schutzklappe den Zugang zu den Anschlusselementen der Schnittstelleneinheit abdeckt, in bauraumoptimierter Bauweise gewährleistet werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Federelement und das zweite Federelement in Breitenrichtung der Elektrokontaktkupplung durch eine äußere Platte des jeweiligen Schwenklagers zumindest abschnittsweise umschlossen und in Längsrichtung der Elektrokontaktkupplung durch eine Stirnseite der Schutzklappe zumindest abschnittsweise umschlossen sind. Das erste Federelement und das zweite Federelement sind somit sowohl in Front- als auch in Seitenrichtung der Elektrokontaktkupplung effektiv vor Umwelteinflüssen geschützt, im verbundenen Zustand durch Verdrehen der Schutzklappe und Kontakt mit der Gegen-Elektrokontaktkupplung nahezu vollständig durch die Schutzklappen abgeschirmt. Insbesondere können so auch wesentliche Bereiche der Außenumfangsflächen der Federelemente frei von einem direkten Kontakt mit dem Gehäuse der Elektrokontaktkupplung gehalten werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste axiale Endabschnitt der jeweiligen Schenkelfeder in eine an der jeweiligen Seitenfläche des Kupplungsgehäuses angeordnete Aufnahme eingefügt ist, und wobei der zweite axiale Endabschnitt der jeweiligen Schenkelfeder an einer in Längsrichtung der Elektrokontaktkupplung Hinterseite der Stirnseite der Schutzklappe anliegt. Die Schenkelfedern können somit in vorteilhafter Weise in kompakter Bauform in den jeweiligen Schwenklagern aufgenommen werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Federelement und das zweite Federelement dazu ausgebildet sind, die Schutzklappe zum Rückstellen dieser in die erste Stellung mit einer vorgegebenen Rückstellkraft zu beaufschlagen. Aufgrund der Anlage des jeweils zweiten axialen Endabschnitts der jeweiligen Schenkelfeder an der Hinterseite der Stirnseite der Schutzklappe kann diese effektiv mit der vorgegebenen Rückstellkraft beaufschlagt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass jede der Platten eine Öffnung aufweist, in welche eine Lagerbuchse zum Lagern der Schutzklappe am Kupplungsgehäuse eingefügt ist. Die Schwenklager in Verbindung mit den darin eingefügten Lagerbuchsen weisen somit in vorteilhafter Weise zum einen die Funktionalität der Halterung der Schenkelfedern und zum anderen der Lagerung der Schwenklager am Kupplungsgehäuse der Elektrokontaktkupplung auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Stirnfläche der Schnittstelleneinheit in Längsrichtung der Elektrokontaktkupplung etwa 30 mm hinter der Schutzklappe in geschlossenem Zustand der Schutzklappe angeordnet ist. Die Schutzklappe bietet somit in geschlossenem Zustand einen effektiven Schutz der Schnittstelleneinheit. Die Schutzklappe ist ferner durch die jeweiligen Schwenklager derart zum Kupplungsgehäuse schwenkbar angeordnet, dass die Schutzklappe in der zweiten Stellung, in welcher diese den Zugang zu den Anschlusselementen der Schnittstelleneinheit freigibt, axial bis hinter die Schnittstelleneinheit schwenkbar ist.
  • Die zumindest teilweise gekapselte Anordnung der Federelemente in der Schutzklappe kann in vorteilhafter Weise mit zumindest einer zusätzlichen, die Funktion verbessernden Maßnahme an der Schutzklappe zur Verbesserung der Funktionalität beim Öffnen und Schließen und zur Vermeidung von Beschädigungen kombiniert werden. Eine erste dieser weiterbildenden Ausführungen betrifft die Verbesserung der Haftreibung an der Stirnseite der Schutzklappe, eine zweite weiterbildende Ausführung betrifft eine Maßnahme, welche ein unerwünschtes Schließen, insbesondere bei Beschädigung/Versagen der Federelemente verhindert. Jede dieser weiterbildenden Ausführungen kann für sich allein mit der teilweise gekapselten Federeinrichtung kombiniert zum Einsatz gelangen. Vorzugsweise werden jedoch beide weiterbildenden Ausführungen der Schutzklappe zum Einsatz gelangen, um eine hohe Funktionalität und Sicherheit bei der Betätigung der Schutzklappen zu gewährleisten.
  • Die erste weiterbildende Ausführung an der Schutzklappe ist durch das Versehen der stirnseitigen Oberfläche der Schutzklappe mit einer zumindest teilflächig aufgebrachten Spritz-Elastomer-Beschichtung charakterisiert. Durch das zumindest teilflächige Aufbringen der Spritz-Elastomer-Beschichtung auf die stirnseitige Oberfläche der Schutzklappe wird eine Oberfläche mit erhöhter Haftreibung bereitgestellt, welche in vorteilhafter Weise das synchrone Öffnen selbsttätiger Schutzklappen von Elektrokontaktkupplungen ermöglicht. Die Spritz-Elastomer-Beschichtung ist zudem in vorteilhafter Weise flexibel an jegliche Oberflächengeometrie der Schutzklappe anpassbar, indem diese spannungsfrei verfestigt und neben der chemischen Haftung einen mechanischen Memoryeffekt entwickelt, der die Beschichtung dauerhaft gegen den Untergrund zieht und der Ablösungstendenz, z.B. wie bei Gummiplatten, entgegenwirkt. Die Spritz-Elastomer-Beschichtung ist ferner im Falle von Verschleiß und/oder Beschädigung jederzeit überschichtbar und reparabel.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführung ist vorgesehen, dass die Spritz-Elastomer-Beschichtung eine Härte zwischen 60 und 90 Shore aufweist. Je nach Einsatzzweck kann somit in vorteilhafter Weise eine Spritz-Elastomer-Beschichtung mit einem geeigneten Härtegrad vorgesehen werden. Ein Härtegrad von 60 Shore dient beispielsweise der Reparatur von beschädigten Weichgummierungen, ein Härtegrad von 85 Shore ist für den Schutz von verschleiß-, erosions- und kavitationsbeaufschlagten Bauteilen wie im vorliegenden Fall der Schutzklappe einer Elektrokontaktkupplung geeignet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Spritz-Elastomer-Beschichtung eine Stoßelastizität zwischen 40 und 63 %, vorzugsweise zwischen 45 und 63 %, aufweist. Somit kann in vorteilhafter Weise eine für den jeweiligen Einsatzzweck geeignete Stoßelastizität, beispielsweise nach DIN 53512, vorgesehen werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Spritz-Elastomer-Beschichtung einen Haftreibwert zwischen 0,6 und 0,7 aufweist, wodurch ein verbessertes synchrones Öffnen benachbarter, in geschlossenem Zustand aneinander anliegenden Schutzklappen der Elektrokontaktkupplungen ermöglicht wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Spritz-Elastomer-Beschichtung eine Schichtdicke zwischen 2 mm und 5 mm, vorzugsweise von etwa 3 mm, aufweist. Die Spritz-Elastomer-Beschichtung wird hierbei in vorteilhafter Weise schichtweise auf die Oberfläche der Schutzklappe gespritzt. Die Polymerisation beginnt nach etwa einer Minute, sodass auch an vertikalen Flächen für den Anwendungszweck geeignete Schichtdicken ohne Abfließen realisierbar sind. Zudem ist eine Verarbeitung unter nahezu allen klimatischen Bedingungen durchführbar.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Spritz-Elastomer-Beschichtung eine, insbesondere in Beziehung zur Schichtdicke der Spritz-Elastomer-Beschichtung stehende, vorgegebene Stoßdämpfung aufweist. Aufgrund einer definierbaren Stoßelastizität des Materials der Spritz-Elastomer-Beschichtung kann somit in vorteilhafter Weise durch Festlegen einer geeigneten Schichtdicke der Spritz-Elastomer-Beschichtung eine für den jeweiligen Einsatzzweck geeignete Stoßdämpfung erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein erster Abschnitt der stirnseitigen Oberfläche der Schutzklappe im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet ist, und wobei den ersten Abschnitt, insbesondere seitlich, oben und/oder unten, umgebende weitere Abschnitte zum ersten Abschnitt abgewinkelt sind. Die Schutzklappe weist somit eine um mehrere Achsen gekrümmte Geometrie auf. Die Spritz-Elastomer-Beschichtung ist in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, die um mehrere Achsen gekrümmte Geometrie spannungsfrei abzudecken und eine effektive Haftung auf der Oberfläche der Schutzklappe zu erreichen.
  • Um insbesondere eine optimierte Betätigung und ein Abrollen der Stirnflächen der Schutzklappen der miteinander zu kuppelnden Elektrokontaktkupplungen zu ermöglichen, verringert sich der Radius zwischen Schwenkachse und dem jeweiligen Kontaktpunkt an der Stirnfläche der Schutzklappe in Öffnungsrichtung beim Abrollen der der Stirnseiten aufeinander betrachtet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die stirnseitige Oberfläche der Schutzklappe einen elektrochemisch aktiven Überzug und eine darauf ausgebildete Grundierung aufweist, auf welcher Grundierung die Spritz-Elastomer-Beschichtung aufgebracht ist. Das Vorsehen des elektrochemisch aktiven Überzugs weist den Vorteil des Vorsehens eines Unterwanderungsschutzes auf. Dieser elektrochemisch aktive Korrosionsschutz verhindert die Unterwanderung an Beschichtungskanten und schützt bei partiellen Beschädigungen vor Unterrostung.
  • Darüber hinaus ist auf dem elektrochemisch aktiven Überzug eine Grundierung aufgebracht. Diese ermöglicht in vorteilhafter Weise eine bessere Haftung der Spritz-Elastomer-Beschichtung sowie die Separierung der Spritz-Elastomer-Beschichtung von dem elektrochemisch aktiven Überzug.
  • Die zweite weiterbildende Ausführung betrifft das Vorsehen eines das ungewollte Schließen der Schutzklappe einer Gegen-Elektrokontaktkupplung verhindernden Vorsprunges. Durch Vorsehen des Vorsprungs an der Stirnseite der Schutzklappe wird ein Schutzelement vorgesehen, welches es in vorteilhafter Weise im jeweils geöffneten Zustand der Schutzklappen der Elektrokontaktkupplung und der Gegenelektrokontaktkupplung ermöglicht, dass ein Schließen der jeweiligen Schutzklappen erst dann durchführbar ist, wenn die Elektrokontaktkupplung den vorgegebenen Abstand von der Gegenelektrokontaktkupplung aufweist. Eine Länge des Vorsprungs der Schutzklappe ist derart bemessen, dass das Schließen der Schutzklappen erst dann möglich ist, wenn diese außer Reichweite der Anschlusselemente der Schnittstelleneinheiten sind. Somit kann in vorteilhafter Weise ein effektiver Schutz gegen eine Beschädigung der Anschlusselemente der Schnittstelleneinheiten bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausbildung ist vorgesehen, dass der Vorsprung der Schutzklappe mit einer der Platten für die Schwenklager integral, insbesondere durch eine der Platten, ausgebildet ist, wobei der Vorsprung durch eine Verlängerung der Platte in Plattenebene ausgebildet ist. Somit weist die betreffende Platte sowohl die Funktion auf, Teil des Schwenklagers zu sein als auch den Vorsprung der Schutzklappe auszubilden.
  • Dabei ist in besonders bevorzugter Ausführung der Vorsprung der Schutzklappe mit einer in Breitenrichtung der Elektrokontaktkupplung, benachbart zum Kupplungsgehäuse angeordneten, inneren Platte des ersten Schwenklagers und/oder des zweiten Schwenklagers integral, insbesondere durch die innere Platte, ausgebildet. Somit ist in vorteilhafter Weise die Bewegbarkeit des Vorsprungs der Schutzklappe in Längsrichtung der Elektrokontaktkupplung gegeben, ohne mit den Anschlusselementen der Schnittstelleneinheit der Gegenelektrokontaktkupplung zusammenzuwirken. Gleichzeitig bietet der Vorsprung der Schutzklappe eine effektive Auflage für die weitere Schutzklappe der Gegenelektrokontaktkupplung.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die weitere Schutzklappe der benachbart zur Elektrokontaktkupplung angeordneten Gegenelektrokontaktkupplung in geöffnetem Zustand der Schutzklappe und der weiteren Schutzklappe auf dem Vorsprung der Schutzklappe aufliegt. Somit kann in vorteilhafter Weise im geöffneten Zustand der Schutzklappen ein effektiver Schutz der Anschlusselemente der jeweiligen Schnittstelleneinheiten bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Vorsprung der Schutzklappe der Elektrokontaktkupplung bei einem Auseinanderfahren der Elektrokontaktkupplung und der Gegenelektrokontaktkupplung dazu ausgebildet ist, ein Schließen der Schutzklappe und der weiteren Schutzklappe bei Erreichen eines vorgegebenen Abstands des Vorsprungs der Schutzklappe von der benachbart angeordneten Gegenelektrokontaktkupplung freizugeben.
  • Der Zeitpunkt des Schließens der Schutzklappe der Elektrokontaktkupplung und der weiteren Schutzklappe der Gegenelektrokontaktkupplung kann somit in Abhängigkeit des Abstands zwischen den Elektrokontaktkupplungen abgestimmt werden. Durch das im Wesentlichen synchrone Schließen der Schutzklappen kann zudem in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass im Falle eines Defekts einer Rückstellfeder einer der Schutzklappen diese von der jeweils benachbart angeordneten Schutzklappe durch einen Formschluss der Schutzklappen beim Schließen mitgenommen werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schutzklappe der Elektrokontaktkupplung und die weitere Schutzklappe der Gegenelektrokontaktkupplung eine im Längsschnitt unterschiedliche Geometrie aufweisen können, wobei die Stirnseite der Schutzklappe der Elektrokontaktkupplung eine geringere Neigung als die Stirnseite der weiteren Schutzklappe der Gegenelektrokontaktkupplung aufweist.
  • Somit kann in vorteilhafter Weise die Auflage der weiteren Schutzklappe auf dem Vorsprung der Schutzklappe ermöglicht werden, wobei die Schutzklappen im geöffneten Zustand in ihrer designierten Position verbleiben.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Anschlusselemente der Schnittstelleneinheit mit elektrischen Leitungen, insbesondere elektrischen Versorgungsleitungen und/oder elektrischen Signalleitungen, verbunden sind. Die Elektrokontaktkupplung kann somit in vorteilhafter Weise eine Verbindung elektrischer Leitungen, insbesondere elektrischer Versorgungsleitungen und/oder elektrischer Signalleitungen, zwischen jeweiligen Schienenfahrzeugen bereitstellen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Elektrokontaktkupplung in einer Einbauposition der Mittelpufferkupplung in dem Schienenfahrzeug über, unter oder seitlich der mechanischen Kontaktkupplung angeordnet ist. Die Anordnung der erfindungsgemäßen Elektrokontaktkupplung kann somit flexibel an jeweilige bauliche bzw. systemische Anforderungen der Mittelpufferkupplung angepasst werden.
  • Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren eine Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug, mit einer mechanischen Kontaktkupplung, insbesondere einer Scharfenberg-Kupplung, einer mechanischen Gegenkupplung, insbesondere einer Scharfenberg-Kupplung, welche dazu ausgebildet ist, mit der mechanischen Kontaktkupplung zusammenzuwirken, einer erfindungsgemäßen Elektrokontaktkupplung, und einer Gegenelektrokontaktkupplung, welche dazu ausgebildet ist, mit der Elektrokontaktkupplung zusammenzuwirken.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer Rückseite einer Schutzklappe der Elektrokontaktkupplung für die automatische Mittelpufferkupplung des Schienenfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung der Elektrokontaktkupplung für die automatische Mittelpufferkupplung des Schienenfahrzeugs mit geöffneter Schutzklappe gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung der Elektrokontaktkupplung für die automatische Mittelpufferkupplung des Schienenfahrzeugs mit geschlossener Schutzklappe gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
    Fig. 5
    eine schematische Frontansicht einer Mittelpufferkupplung für ein Schienenfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    Fig. 6
    eine Längsschnittansicht einer Anordnung einer Elektrokontaktkupplung und einer Gegen-Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der geöffneten Position.
  • In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Elektrokontaktkupplung für eine automatische Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Elektrokontaktkupplung 1 für die automatische Mittelpufferkupplung 2 des Schienenfahrzeugs weist ein Kupplungsgehäuse 10 auf, in welchem eine (in Fig. 1 nicht gezeigte) Schnittstelleneinheit mit einer Mehrzahl von Anschlusselementen angeordnet ist. Die Elektrokontaktkupplung 1 weist ferner eine Schutzklappe 16 zum Abdecken eines Zugangs 18 zu den Anschlusselementen der Schnittstelleneinheit auf. Darüber hinaus weist die Elektrokontaktkupplung 1 eine mit der Schutzklappe 16 verbundene Betätigungseinrichtung 20 zum Verfahren der Schutzklappe 16 zwischen einer in Fig. 1 gezeigten ersten Stellung P1, in der die Schutzklappe 16 den Zugang 18 abdeckt, und einer (in Fig. 1 nicht gezeigten) zweiten Stellung, in der die Schutzklappe 16 den Zugang 18 freigibt, auf. Das Verfahren erfolgt durch Verschwenken um eine sich in Breitenrichtung B der Elektrokontaktkupplung 1 erstreckende theoretische Schwenkachse D. Fig. 6 verdeutlicht dazu die Elektrokontaktkupplung 1 in der geöffneten Position vor dem Zusammenfahren der Kontakte mit einer Gegen- Elektrokontaktkupplung 1b.
  • Die Betätigungseinrichtung 20 weist ein durch die Schutzklappe 16 abschnittsweise umschlossenes erstes Federelement 20a und ein durch die Schutzklappe 16 abschnittsweise umschlossenes zweites Federelement 20b auf. Die Schutzklappe 16 ist zum Kupplungsgehäuse 10 an jeweiligen Seitenflächen 10a, 10b des Kupplungsgehäuses 10 schwenkbar gelagert, insbesondere um eine theoretisch durch die konstruktiven Elemente beschreibbare Schwenkachse D.
  • Die Schutzklappe 16 weist ein zwei parallel zueinander angeordnete Platten 16a1, 16a2 aufweisendes erstes Schwenklager 16a und ein zwei parallel zueinander angeordnete Platten 16b1, 16b2 aufweisendes zweites Schwenklager 16b auf.
  • Die beiden parallel zueinander, im Wesentlichen senkrecht zur Stirnseite 16c der Schutzklappe 16 angeordnete Platten 16a1, 16a2, 16b1, 16b2 des ersten Schwenklagers 16a und des zweiten Schwenklagers 16b sind mit der Schutzklappe 16 integral ausgebildet, in der vorliegenden Ausführungsform verschweißt. In einer alternativen Ausführung ist die Schutzklappe 16 mit den Platten 6a1, 16a2, 16b1, 16b2 des ersten Schwenklagers 16a und des zweiten Schwenklagers 16b als Gussteil ausgeführt.
  • Das erste Federelement 20a ist zwischen den parallel zueinander angeordneten Platten 16a1, 16a2 des ersten Schwenklagers 16a angeordnet. Das zweite Federelement 20b ist zwischen den parallel zueinander angeordneten Platten 16b1, 16b2 des zweiten Schwenklagers 16b angeordnet.
  • Das erste Federelement 20a und das zweite Federelement 20b sind jeweils durch eine Schenkelfeder ausgebildet. Ein erster axialer Endabschnitt 20a1, 20b1 der jeweiligen Schenkelfeder ist am Kupplungsgehäuse 10 befestigt. Ein zweiter axialer Endabschnitt 20a2, 20b2 der jeweiligen Schenkelfeder ist an der Schutzklappe 16 befestigt. Denkbar ist auch die umgekehrte Variante.
  • Das erste Federelement 20a und das zweite Federelement 20b sind in Breitenrichtung B der Elektrokontaktkupplung 1 durch eine äußere Platte 16a2, 16b2 des jeweiligen Schwenklagers 16a, 16b abschnittsweise umschlossen und in Längsrichtung L der Elektrokontaktkupplung 1 durch eine Stirnseite 16c der Schutzklappe 16 ebenfalls abschnittsweise umschlossen.
  • Alternativ können das erste Federelement 20a und das zweite Federelement 20b beispielsweise in Breitenrichtung und/oder in Längsrichtung der Elektrokontaktkupplung 1 vollständig umschlossen sein. Der erste axiale Endabschnitt 20a1, 20a2 der jeweiligen Schenkelfeder ist in eine an der jeweiligen Seitenfläche 10a, 10b des Kupplungsgehäuses 10 angeordnete Aufnahme eingefügt. Der zweite axiale Endabschnitt 20b1, 20b2 der jeweiligen Schenkelfeder liegt an einer in Längsrichtung L der Elektrokontaktkupplung 1 Hinterseite 16c1 der Stirnseite 16c der Schutzklappe 16 an.
  • Das erste Federelement 20a und das zweite Federelement 20b sind ferner dazu ausgebildet, die Schutzklappe 16 zum Rückstellen dieser in die erste Stellung P1 mit einer vorgegebenen Rückstellkraft F zu beaufschlagen.
  • Die Federelemente 20a und 20b bewirken aufgrund ihrer Anbindung an Kupplungsgehäuse und Schutzklappe bei Verstellung der Schutzklappe eine Rückstellkraft. Durch die erfindungsgemäße weitestgehende Aufnahme/Umhüllung der Federelemente 20a, 20b in die Schutzklappe 16 sind diese nun jedoch nicht mehr den Umgebungs- und Witterungsbedingungen ungeschützt ausgesetzt, so dass deren Funktion immer gewährleistet ist.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Rückseite einer Schutzklappe der Elektrokontaktkupplung für die automatische Mittelpufferkupplung des Schienenfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Eine innere Platte 16a1 des ersten Schwenklagers 16a weist eine Öffnung 24a auf. Eine äußere Platte 16a2 des ersten Schwenklagers 16a weist eine Öffnung 24b auf. Des Weiteren weist eine innere Platte 16b1 des zweiten Schwenklagers 16b eine Öffnung 24c auf. Darüber hinaus weist eine äußere Platte 16b2 des zweiten Schwenklagers 16b eine Öffnung 24d auf.
  • In die Öffnungen 24a, 24b der Platten 16a1, 16a2 des ersten Schwenklagers 16a ist im Montagezustand der Schutzklappe 16 an der Elektrokontaktkupplung 1 eine in Fig. 2 symbolisch gestrichelt dargestellte Lagerbuchse 22a zum Lagern der Schutzklappe 16 am Kupplungsgehäuse 10 eingefügt.
  • Ebenso ist im Montagezustand der Schutzklappe 16 in die Öffnungen 24c, 24d der Platten 16b1, 16b2 des zweiten Schwenklagers 16b eine in Fig. 2 symbolisch gestrichelt dargestellte Lagerbuchse 22b eingefügt.
  • Erkennbar ist die integrale Ausführung der Platten 16a1, 16a2, 16b1, 16b2 des ersten Schwenklagers 16a und des zweiten Schwenklagers 16b mit dem die Stirnseite 16c bildenden Teil, wobei die zueinander weisenden Flächen der Platten 16a1, 16a2, 16b1, 16b2 des ersten Schwenklagers 16a und des zweiten Schwenklagers 16b mit der Rückseite 16c1 den Aufnahmeraum für die Federelemente 20a, 20b in drei Richtungen beschreiben und begrenzen.
  • Der Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 ist mit einer der Platten integral, insbesondere durch eine der Platten 16b1, ausgebildet. Der Vorsprung 26 ist hierbei durch eine Verlängerung der Platte 16b1 in Plattenebene ausgebildet.
  • Der Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 ist mit einer in Breitenrichtung B der Elektrokontaktkupplung, benachbart zum Kupplungsgehäuse 10 inneren Platte 16a1, 16b1 des ersten Schwenklagers 16a integral, insbesondere durch die innere Platte 16a1, ausgebildet. Alternativ kann der Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 beispielsweise mit einer in Breitenrichtung B der Elektrokontaktkupplung benachbart zum Kupplungsgehäuse 10 angeordneten inneren Platte 16b1 des zweiten Schwenklagers 16b integral, insbesondere durch die innere Platte 16b1, ausgebildet sein. Ferner alternativ kann der Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 durch jeweilige Platten 16a1, 16b1 sowohl des ersten Schwenklagers 16a als auch des zweiten Schwenklagers 16b integral, insbesondere durch die inneren Platten 16a1, 16b1, ausgebildet sein.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Elektrokontaktkupplung für die automatische Mittelpufferkupplung des Schienenfahrzeugs mit geöffneter Schutzklappe gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Eine Stirnfläche 12a der Schnittstelleneinheit 12 ist in Längsrichtung L der Elektrokontaktkupplung 1 etwa 30 mm hinter der Schutzklappe 16 in geschlossenem Zustand der Schutzklappe 16 angeordnet.
  • Die Schutzklappe 16 ist in der vorliegenden Darstellung in der zweiten Stellung P2 gezeigt, in der die Schutzklappe 16 den Zugang 18 zu den Anschlusselementen 14 der Schnittstelleneinheit 12 freigibt. Dazu ist die Schutzklappe um die theoretische Schwenkachse D verschwenkt. Das Verschwenken erfolgt vorzugsweise unter Erzeugung einer Vorspannkraft der einzelnen Federelemente 20a, 20b, welche beim Auseinanderbewegen der Elektrokontaktkupplung 1 von einer baugleichen Gegen-Elektrokontaktkupplung eine Rückstellkraft zum selbsttätigen Schließen der einzelnen Schutzklappen 16, insbesondere Verschwenken in die erste Position, wie in Figur 4 dargestellt, bewirken.
  • Die Anschlusselemente 14 der Schnittstelleneinheit 12 sind in der vorliegenden Ausführungsform mit elektrischen Leitungen 22, insbesondere elektrischen Versorgungsleitungen 22a und elektrischen Signalleitungen 22b, verbunden. Darüber hinaus weist die Schnittstelleneinheit 12 zumindest eine Zentriereinrichtung 23 auf.
  • Alternativ kann die Schnittstelleneinheit 12 beispielsweise lediglich Anschlusselemente für elektrische Versorgungsleitungen oder elektrische Signalleitungen oder Hydraulikleitungen oder eine Kombination dieser aufweisen.
  • Eine stirnseitige Oberfläche 16c der Schutzklappe 16 weist eine in der vorliegenden Ausführungsform vollflächig aufgebrachte Spritz-Elastomer-Beschichtung 4 auf. Alternativ kann beispielsweise eine teilflächig aufgebrachte Spritz-Elastomer-Beschichtung auf die stirnseitige Oberfläche 16c der Schutzklappe 16 aufgebracht werden.
  • Die Spritz-Elastomer-Beschichtung 16b weist eine Härte zwischen 60 und 90 Shore auf. Besonders vorteilhaft ist eine Härte von 85 Shore, da diese für den Schutz verschleiß-, erosions- und kavitationsbeaufschlagter Bauteile vorteilhaft ist.
  • Ferner weist die Spritz-Elastomer-Beschichtung einen Haftreibwert zwischen 0,6 und 0,7 sowie eine Schichtdicke zwischen 2 mm und 5 mm, in der vorliegenden Ausführungsform von 3 mm, auf.
  • Ein erster Abschnitt 16c-1 der stirnseitigen Oberfläche 16c der Schutzklappe 16 ist im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet. Den ersten Abschnitt 16c-1 seitlich, oben und unten umgebende weitere Abschnitte 16C-x sind zum ersten Abschnitt 16c-1abgewinkelt, sodass eine Gesamtoberfläche der Schutzklappe 16 eine um mehrere Achsen gekrümmte Geometrie aufweist.
  • Die Spritz-Elastomer-Beschichtung 16b weist eine in Beziehung zur Schichtdicke der Spritz-Elastomer-Beschichtung 16b stehende, vorgegebene Stoßdämpfung auf. Die stirnseitige Oberfläche 16a der Schutzklappe 16 weist darüber hinaus einen (in Fig. 1 nicht dargestellten) elektrochemisch aktiven Überzug und eine darauf ausgebildete Grundierung auf. Auf der Grundierung ist die Spritz-Elastomer-Beschichtung 16b aufgebracht.
  • Ferner erkennbar ist in den Figuren 1 bis 3 der Vorsprung 26 an der Schutzklappe. Der Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 ist plattenförmig ausgebildet und in einer im Wesentlichen senkrecht zur Stirnseite 16c der Schutzklappe 16 verlaufenden Ebene angeordnet. Dieser dient im Zusammenwirken mit der Schutzklappe einer Gegen-Elektrokontaktkupplung dem Verhindern eines unerwünschten Schließens der Schutzklappe.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Elektrokontaktkupplung 1 gemäß Figur 3 für die automatische Mittelpufferkupplung des Schienenfahrzeugs mit geschlossener Schutzklappe gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der vorliegenden Darstellung ist die Schutzklappe 16 in der ersten Stellung P1 angeordnet, in der die Schutzklappe 16 den Zugang 18 zu den (in Fig. 4 nicht gezeigten) Anschlusselementen 14 der Schnittstelleneinheit 12 abdeckt.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Frontansicht einer Mittelpufferkupplung 2 für ein Schienenfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Erkennbar ist die mechanische Kupplung 3 und die Elektrokontaktkupplung 1, welche über entsprechende Verbindungseinrichtungen 25, insbesondere Träger an der mechanischen Kupplung 3 befestigt ist. Die Anordnung erfolgt hier oberhalb. Denkbar ist jedoch auch eine Anordnung unterhalb.
  • Alternativ kann die Elektrokontaktkupplung 1 beispielsweise seitlich der mechanischen Kontaktkupplung oder unter der mechanischen Kontaktkupplung 3 angeordnet sein.
  • Die Mittelpufferkupplung 2 für das Schienenfahrzeug weist eine mechanische Kontaktkupplung 3, in der vorliegenden Ausführungsform eine Scharfenberg-Kupplung, zum mechanischen Kuppeln von Schienenfahrzeugen auf. Des Weiteren weist die Mittelpufferkupplung 2 die Elektrokontaktkupplung 1 auf.
  • Die Funktionsweise ist in Figur 6 verdeutlicht. Figur 6 zeigt eine Längsschnittansicht einer Anordnung einer Elektrokontaktkupplung 1 und einer Gegen-Elektrokontaktkupplung 1b für eine automatische Mittelpufferkupplung 2 eines Schienenfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der geöffneten Position der Schutzklappen 16 der Elektrokontaktkupplung 1 und der Schutzklappe 17 der Gegen-Elektrokontaktkupplung 1b vor dem Zusammenfahren der Kontakte. Die Elektrokontaktkupplung 1 und die Gegen- Elektrokontaktkupplung 1b sind vorzugsweise derart aufgebaut, wie in den Figuren 1 bis 5 beschrieben. Erkennbar ist ferner die ortsfeste Anordnung der Elektrokontaktkupplung 1 und der Gegen-Elektrokontaktkupplung 1b an der mechanischen Kontaktkupplung 3a, 3b über jeweils eine Trägereinrichtung 25.
  • Die Mittelpufferkupplung 2 für das Schienenfahrzeug umfasst eine (in Fig. 6 symbolisch dargestellte) mechanische Kontaktkupplung 3a, welche als Scharfenberg-Kupplung ausgeführt ist. Des Weiteren umfasst die Mittelpufferkupplung 2 für das Schienenfahrzeug eine (ebenfalls symbolisch dargestellte) mechanische Gegenkupplung 3b, welche als Scharfenberg-Kupplung ausgeführt ist. Die mechanische Gegenkupplung 3b ist dazu ausgebildet, mit der mechanischen Kontaktkupplung 3a zusammenzuwirken. Die Elektrokontaktkupplung 1 ist der mechanischen Kontaktkupplung 3a zugeordnet. Die Gegen-Elektrokontaktkupplung 1b ist der mechanischen Gegenkupplung 3b zugeordnet. Die Zuordnung erfolgt derart, dass die die Elektrokontaktkupplung 1 und die Gegen- Elektrokontaktkupplung 1b vor dem Zusammenfahren der mechanischen Kupplungen 3a, 3b bereits geöffnet werden, indem die Schutzklappen 16, 17 sich berühren und durch eine auf diese einwirkende Kraftkomponente in vertikaler Richtung um die Schwenkachse D verschwenkt werden, wobei die Stirnseiten 16c und 17a der Schutzklappen 16, 17 quasi aufeinander abrollen.
  • Die Elektrokontaktkupplung 1 und die Gegen- Elektrokontaktkupplung 1b sind dazu ortsfest jeweils an der mechanischen Kupplung 3a, 3b angeordnet. Diese erfolgt im einfachsten Fall über Verbindungselemente 25, welche einen Träger bilden. Dieser kann in vorteilhafter Weise derart ausgebildet sein, dass - hier jedoch nicht dargestellt - zwar eine relativ zur mechanischen Kupplung 3a, 3b ortsfeste Anordnung erfolgt, welche jedoch elastische Elemente oder Federeinrichtungen umfassen kann, die eine federnde Abstützung im Sinne einer dämpfenden Wirkung ermöglichen.
  • Die Anordnung der Elektrokontaktkupplung 1 in Längsrichtung L der betrachtet erfolgt derart in Abstimmung mit den Stirnseiten der mechanischen Kupplungen 3a, 3b, dass zuerst ein Öffnen der Schutzklappen der Elektrokontaktkupplung 1 und der Gegen- Elektrokontaktkupplung 1b erfolgt, welche die Kontakte der Schnittstelleneinheit freigeben und danach beim weiteren Verfahren die elektrischen Kontakte miteinander in Kontakt verbracht werden.
  • Die jeweilige Schutzklappe 16, 17 wird dazu zwischen einer ersten Stellung P1, in der die Schutzklappe 16 den Zugang 18 abdeckt, und einer zweiten Stellung P2, in der die Schutzklappe 16 den Zugang 18 freigibt, verfahren.
  • An der Stirnseite 16c der Schutzklappe 16 ist ferner ein Vorsprung 26 angeordnet. Auf dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 ist - wie in Fig. 6 dargestellt - in der geöffneten Position die weitere Schutzklappe 17 der benachbart angeordneten Gegenelektrokontaktkupplung 1b aufgelegt. Der Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 ist dabei dazu ausgebildet, ein Schließen der Schutzklappe 16 bei Erreichen eines vorgegebenen Abstands von der benachbart angeordneten Gegen-Elektrokontaktkupplung 1b freizugeben.
  • Der Vorsprung 26 der Schutzklappe 16 ist plattenförmig ausgebildet und in einer im Wesentlichen senkrecht zur Stirnseite 16c der Schutzklappe 16 verlaufenden Ebene angeordnet. Dieser ist derart ausgebildet, geeignet zu sein, in der zweiten Stellung der Schutzklappe derart an dieser in Richtung zur anderen Schutzklappe der Gegen-Elektrokontaktkupplung ausgerichtet zu sein, dass diese auf dieser aufliegt.
  • In Analogie weist auch die Gegen-Elektrokontaktkupplung 1b einen in dieser Darstellung nicht erkennbaren derartigen Vorsprung auf, auf welchem wiederum die Schutzklappe 16 der Elektrokontaktkupplung in dieser Position aufliegt.
  • Ein im geöffneten Zustand der Schutzklappe 16 in Längsrichtung L über eine Stirnseite 12a der Schnittstelleneinheit 12 hinausstehender Abschnitt 26a des Vorsprungs 26 ist derart geneigt, dass eine erste Kante 26b und eine zweite Kante 26c des Vorsprungs 26 jeweils um 30 bis 60 Grad, in der vorliegenden Ausführungsform etwa 45 Grad, zur Längsachse LA der Elektrokontaktkupplung 1a geneigt sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektrokontaktkupplung
    2
    Mittelpufferkupplung
    3, 3a, 3b
    mechanische Kontaktkupplungen
    4
    Beschichtung
    10
    Kupplungsgehäuse
    10a, 10b
    Seitenflächen
    12
    Schnittstelleneinheit
    12a
    Stirnseite
    14
    Anschlusselemente
    16
    Schutzklappe
    16a
    erstes Schwenklager
    16b
    zweites Schwenklager
    16a1, 16a2
    Platten
    16b1, 16b2
    Platten
    16c
    Stirnseite
    16c1
    Hinterseite
    16c-1, 16c-x
    Abschnitte
    18
    Zugang
    20
    Betätigungseinrichtung
    20a
    erstes Federelement
    20a1, 20b1
    erster axialer Endabschnitt
    20a2, 20b2
    zweiter axialer Endabschnitt
    20b
    zweites Federelement
    22a, 22b
    Lagerbuchse
    23
    Zentrierung
    24a, 24b
    Öffnung
    24c, 24d
    Öffnung
    25
    Verbindungseinrichtung
    26
    Vorsprung
    26a
    Abschnitt
    26b
    erste Kante
    26c
    zweite Kante
    B
    Breitenrichtung
    D
    Schwenkachse
    F
    Rückstellkraft
    L
    Längsrichtung
    LA
    Längsachse der Elektrokontaktkupplung
    P1
    erste Stellung
    P2
    zweite Stellung

Claims (16)

  1. Elektrokontaktkupplung (1) für eine automatische Mittelpufferkupplung (2) eines Schienenfahrzeugs zum Zusammenwirken/Verbinden mit einer Gegen-Elektrokontaktkupplung eines anderen Schienenfahrzeuges, mit einem Kupplungsgehäuse (10), in welchem eine Schnittstelleneinheit (12) mit einer Mehrzahl von Anschlusselementen (14) angeordnet ist;
    einer um eine Drehachse schwenkbar gelagerten Schutzklappe (16) zum Abdecken eines Zugangs (18) zu den Anschlusselementen (14) der Schnittstelleneinheit (12); und
    einer mit der Schutzklappe (16) verbundenen Betätigungseinrichtung (20) zum Verfahren/Bewegen der Schutzklappe (16) zwischen einer ersten Stellung (P1), in der die Schutzklappe (16) den Zugang (18) abdeckt, und einer zweiten Stellung (P2), in der die Schutzklappe (16) den Zugang (18) freigibt, wobei die Betätigungseinrichtung (20) zumindest ein durch die Schutzklappe (16) zumindest abschnittsweise umschlossenes Federelement (20a, 20b) aufweist;
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzklappe (16) zum Kupplungsgehäuse (10) an jeweiligen Seitenflächen (10a, 10b) des Kupplungsgehäuses (10) schwenkbar gelagert ist, wobei die Schutzklappe (16) ein zwei parallel zueinander angeordnete Platten (16a1, 16a2) aufweisendes erstes Schwenklager (16a) und ein zwei parallel zueinander angeordnete Platten (16b1, 16b2) aufweisendes zweites Schwenklager (16b) aufweist, wobei die beiden parallel zueinander, im Wesentlichen senkrecht zur Stirnseite (16c) der Schutzklappe (16) angeordneten Platten (16a1, 16a2, 16b1, 16b2) des ersten Schwenklagers (16a) und des zweiten Schwenklagers (16b) mit der Schutzklappe (16) integral ausgebildet, insbesondere verschweißt oder Schutzklappe und Platten als einteiliges Gussteil ausgebildet sind und
    dass ein erstes Federelement (20a) zwischen den parallel zueinander angeordneten Platten (16a1, 16a2) des ersten Schwenklagers (16a) und ein zweites Federelement (20b) zwischen den parallel zueinander angeordneten Platten (16b1, 16b2) des zweiten Schwenklagers (16b) angeordnet ist, wobei das erste Federelement (20a) und das zweite Federelement (20b) jeweils durch eine Schenkelfeder ausgebildet sind, und ein erster axialer Endabschnitt (20a1, 20b1) der jeweiligen Schenkelfeder am Kupplungsgehäuse (10) und ein zweiter axialer Endabschnitt (20a2, 20b2) der jeweiligen Schenkelfeder an der Schutzklappe (16) befestigt ist und das erste Federelement (20a) und das zweite Federelement (20b) in Breitenrichtung (B) der Elektrokontaktkupplung (1) durch eine äußere Platte (16a2, 16b2) des jeweiligen Schwenklagers (16a, 16b) zumindest abschnittsweise umschlossen und in Längsrichtung (L) der Elektrokontaktkupplung (1) durch eine Stirnseite (16c) der Schutzklappe (16) zumindest abschnittsweise umschlossen sind.
  2. Elektrokontaktkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Endabschnitt (20a1, 20a2) der jeweiligen Schenkelfeder in eine an der jeweiligen Seitenfläche (10a, 10b) des Kupplungsgehäuses (10) angeordnete Aufnahme (10c1, 10c2) eingefügt ist, und wobei der zweite axiale Endabschnitt (20b1, 20b2) der jeweiligen Schenkelfeder an einer in Längsrichtung (L) der Elektrokontaktkupplung (1) Hinterseite (16c1) der Stirnseite (16c) der Schutzklappe (16) anliegt.
  3. Elektrokontaktkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (20a) und das zweite Federelement (20b) dazu ausgebildet sind, die Schutzklappe (16) zum Rückstellen dieser in die erste Stellung (P1) mit einer vorgegebenen Rückstellkraft (F) zu beaufschlagen.
  4. Elektrokontaktkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Platten (16a1, 16a2, 16b1, 16b2) eine Öffnung (24a, 24b, 24c, 24d) aufweist, in welche eine Lagerbuchse (22a, 22b) zum Lagern der Schutzklappe (16) am Kupplungsgehäuse (10) eingefügt ist.
  5. Elektrokontaktkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (16a1) der stirnseitigen Oberfläche (16a) der Schutzklappe (16) im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet ist und durch eine Abfolge von unterschiedlichen Radien zur Schwenkachse charakterisiert ist, wobei die Radien in Schwenkrichtung zum Öffnen der Schutzklappe betrachtet sich vergrößern oder die den ersten Abschnitt (16a1), insbesondere seitlich, oben und/oder unten umgebende weitere Abschnitte (16a2, 16a3, 16a4) zum ersten Abschnitt (16a1) abgewinkelt sind.
  6. Elektrokontaktkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der stirnseitigen Oberfläche (16c) der Schutzklappe (16) eine zumindest teilflächig aufgebrachte Spritz-Elastomer-Beschichtung (4) vorgesehen ist.
  7. Elektrokontaktkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz-Elastomer-Beschichtung (4) durch zumindest eine der nachfolgend genannten Eigenschaften oder eine Kombination aus diesen charakterisiert ist:
    - eine Härte zwischen 60 und 90 Shore
    -- eine Stoßelastizität zwischen 40 und 63%, vorzugsweise zwischen 45 und 63%
    - einen Haftreibwert zwischen 0,6 und 0,7
    - eine Schichtdicke zwischen 2 mm und 5 mm, vorzugsweise von etwa 3 mm.
  8. Elektrokontaktkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitige Oberfläche (16c) der Schutzklappe (16) einen elektrochemisch aktiven Überzug und eine darauf ausgebildete Grundierung aufweist, auf welcher Grundierung die Spritz-Elastomer-Beschichtung (4) aufgebracht ist.
  9. Elektrokontaktkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite (16c) der Schutzklappe (16) ein Vorsprung (26) angeordnet ist, auf welchen eine weitere Schutzklappe (17) einer benachbart angeordneten Gegenelektrokontaktkupplung (1b) auflegbar ist, und wobei der Vorsprung (26) der Schutzklappe (16) dazu ausgebildet ist, ein Schließen der Schutzklappe (16) bei Erreichen eines vorgegebenen Abstands von der benachbart angeordneten Gegenelektrokontakt-kupplung (1b) freizugeben.
  10. Elektrokontaktkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (26) der Schutzklappe (16) plattenförmig ausgebildet und in einer im Wesentlichen senkrecht zur Stirnseite (16c) der Schutzklappe (16) verlaufenden Ebene angeordnet ist, wobei vorzugsweise ein im geöffneten Zustand der Schutzklappe (16) in Längsrichtung (L) über eine Stirnseite (12a) der Schnittstelleneinheit (12) hinausstehender Abschnitt (26a) des Vorsprungs (26) derart geneigt ist, dass eine erste Kante (26b) und eine zweite Kante (26c) des Vorsprungs (26) jeweils um 30 bis 60 Grad, insbesondere etwa 45 Grad zur Längsachse (LA) der Elektrokontaktkupplung (1a) geneigt sind.
  11. Elektrokontaktkupplung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (26) der Schutzklappe (16) mit einer der Platten der Schutzklappe zur Aufnahme des Schwenklagers integral, insbesondere durch eine der Platten (16b1), ausgebildet ist, wobei der Vorsprung (26) durch eine Verlängerung der Platte (16b1) in Plattenebene ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der Vorsprung (26) der Schutzklappe (16) mit einer in Breitenrichtung (B) der Elektrokontaktkupplung (1a), benachbart zum Kupplungsgehäuse (10) angeordneten, inneren Platte (16a1, 16b1) des ersten Schwenklagers (16a) und/oder des zweiten Schwenklagers (16b) integral, insbesondere durch die innere Platte (16a1, 16b1), ausgebildet ist.
  12. Elektrokontaktkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (12a) der Schnittstelleneinheit (12) in Längsrichtung (LA) der Elektrokontaktkupplung (1) etwa 30 mm hinter der Schutzklappe (16) in geschlossenem Zustand der Schutzklappe (16) angeordnet ist.
  13. Mittelpufferkupplung (2) für ein Schienenfahrzeug, mit
    einer mechanischen Kontaktkupplung (3a), insbesondere einer Scharfenberg-Kupplung;
    einer mechanischen Gegenkupplung (3b), insbesondere einer Scharfenberg-Kupplung, welche dazu ausgebildet ist, mit der mechanischen Kontaktkupplung (3a) zusammenzuwirken;
    einer Elektrokontaktkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und einer Gegen-Elektrokontaktkupplung (1b), welche dazu ausgebildet ist, mit der Elektrokontaktkupplung (1a) zusammenzuwirken; dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrokontaktkupplung (1) ortsfest oder zumindest federnd in einer Einbauposition der Mittelpufferkupplung (2) in dem Schienenfahrzeug über, unter oder seitlich der mechanischen Kontaktkupplung (3) an dieser angeordnet ist.
  14. Mittelpufferkupplung (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (16c, 17a) der Schutzklappen (16, 17) der miteinander zu kuppelnden Elektrokupplung (1) und Gegen-Elektrokontaktkupplung (1b) im Querschnitt betrachtet durch eine Abfolge unterschiedlicher Radien zur Drehachse oder Schwenkachse (D) der Schutzklappe (16, 17) charakterisiert sind, welche derart ausgelegt und angeordnet sind, beim Kontaktieren der Schutzklappen (16, 17) von Elektrokontaktkupplung (1) und Gegen-Elektrokontaktkupplung (1b) ein Abrollen der Stirnseiten (16c, 17a) der Schutzklappen (16, 17) in Öffnungsrichtung zu ermöglichen.
  15. Mittelpufferkupplung (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dassdie die Kontur der Stirnseiten (16, 17) beschreibenden Radien der beim Öffnen aufeinanderfolgenden Kontaktpunkte bzw. die Kontaktlinien, insbesondere die Abstände zwischen Kontaktpunkt und Schwenkachse sich verringern.
  16. Mittelpufferkupplung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schutzklappe (17) der benachbart zur Elektrokontaktkupplung (1a) angeordneten Gegenelektrokontaktkupplung (1b) in geöffnetem Zustand der Schutzklappe (16) und der weiteren Schutzklappe (17) auf dem Vorsprung (26) der Schutzklappe (16) aufliegt und der Vorsprung (26) der Schutzklappe (16) der Elektrokontaktkupplung (1) bei einem Auseinanderfahren der Elektrokontaktkupplung (1) und der Gegenelektrokontaktkupplung (1b) dazu ausgebildet ist, ein Schließen der Schutzklappe (16) und der weiteren Schutzklappe (17) bei Erreichen eines vorgegebenen Abstands des Vorsprungs (26) der Schutzklappe (16) von der benachbart angeordneten Gegenelektrokontaktkupplung (1b) freizugeben.
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