EP4103443A1 - Automatische luftkupplung für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Automatische luftkupplung für ein schienenfahrzeug

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EP4103443A1
EP4103443A1 EP21701754.0A EP21701754A EP4103443A1 EP 4103443 A1 EP4103443 A1 EP 4103443A1 EP 21701754 A EP21701754 A EP 21701754A EP 4103443 A1 EP4103443 A1 EP 4103443A1
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EP
European Patent Office
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valve
flow channel
air coupling
automatic air
squeeze
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EP21701754.0A
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EP4103443B1 (de
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Jörn Schulz
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/08—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for fluid conduits

Definitions

  • valve The position of the valve or of a valve body of the valve which works together with a valve seat is thus dependent on the position of the coupling lock.
  • the valve In the ready-to-couple position, the valve keeps the flow channel and thus the main air line closed. In the coupled position, the valve keeps the flow channel and thus the main air line open.
  • Such automatic air couplings are not conventionally used in freight wagons. Rather, simple pipe sections are coupled here via seals on the face in order to connect the main air line of two rail vehicles to one another. This makes it possible to design such couplings and all of the main air lines with a particularly large flow cross-section. The great length of trains with freight wagons is remarkable. If the clutch breaks, the pressure drop in the main air line must spread from vehicle to vehicle, starting from the point of break, in order to brake all vehicles together. High demands are therefore placed on the speed of propagation, also known as the speed of breakthrough. In particular, according to railway standards, a minimum breakthrough speed of 250 meters per second is specified.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Luftkupplung für ein Schienenfahrzeug, mit einem Mundstück zum Ankuppeln der Luftkupplung an eine gegengleiche Luftkupplung; mit einem Druckluftstutzen zum Anschließen der Luftkupplung an ein Schienenfahrzeugdruckluftsystem; mit einem Strömungskanal, der das Mundstück druckluftleitend mit dem Druckluftstutzen verbindet; mit einem im Strömungskanal angeordneten Ventil, das einen Ventilkörper aufweist, der betätigbar ist, um den Strömungskanal wahlweise abzusperren und freizugeben; mit einem Ventilantrieb, der zur Betätigung des Ventilkörpers an diesem angreift, um den Strömungskanal wahlweise abzusperren und freizugeben. Die erfindungsgemäße automatische Luftkupplung dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper als Quetschrohr ausgeführt ist, welches zumindest einen Abschnitt des Strömungskanals umschließt und in einer Schließstellung des Ventilantriebs vom Ventilantrieb zusammengedrückt wird und den Strömungskanal abschnürend verschließt und in einer Öffnungsstellung des Ventilantriebs den Strömungskanal freigibt.

Description

Automatische Luftkupplung für ein Schienenfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Luftkupplung für ein Schienenfahrzeug, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Automatische Luftkupplungen werden herkömmlich in Schienenfahrzeugen, die für den Personenverkehr bestimmt sind, verwendet und sind dort Bestandteil der automatischen Zugkupplung. Die automatische Luftkupplung dient dabei dem Kuppeln der Hauptluftleitung zwischen den einzelnen Schienenfahrzeugen eines Zugs, das heißt zwischen den einzelnen Wagen, wobei unter Wagen sowohl Triebwagen als auch gezogene/geschobene Wagen zu verstehen sind. In der Hauptluftleitung des Zugs muss ein notwendiger Luftdruck aufgebaut werden, um die Bremsen aller gekuppelten Schienenfahrzeuge zu lösen. Umgekehrt, wenn der Luftdruck in der Hauptluftleitung fällt, wird das jeweilige Schienenfahrzeug abgebremst.
Im Personenverkehr wird die Luftkupplung automatisch betätigt, wenn zwei automatische Zugkupplungen gegeneinander gefahren werden und eine sichere mechanische Verbindung zwischen den Zugkupplungen hergestellt wird. In der Regel ist das Mundstück der jeweiligen Luftkupplung mittig am oberen Rand der Stirnplatte positioniert und an das Mundstück schließt sich ein Strömungskanal für die Druckluft an, in welchem ein Ventil angeordnet ist. Der Strömungskanal mündet jenseits des Ventils, vom Mundstück aus gesehen, in einem Druckluftstutzen, an dem ein Druckluftschlauch oder ein Druckluftrohr des entsprechenden Schienenfahrzeugs angeschlossen werden kann, um die Verbindung zu den Bremsen beziehungsweise zum anderen Ende des Schienenfahrzeugs und die dort vorgesehene Luftkupplung herzustellen.
Die Betätigung des Ventils in dem Strömungskanal erfolgt mechanisch durch den sogenannten Kupplungsverschluss, genauer durch dessen Hauptbolzen, der durch ein an diesem drehfest angeschlossenes sogenanntes Herzstück verdreht wird, wenn die Zugkupplungen gegeneinander gefahren werden. Mit den Herzstücken beider Kupplungen und entsprechenden Kuppelösen, in die Vorsprünge der Herzstücke eingreifen, wird die mechanische Verriegelung zwischen den beiden Zugkupplungen hergestellt. Auch das Entkuppeln erfolgt durch Verdrehen der Herzstücke und damit des Kupplungsverschlusses und des Hauptbolzens.
Gattungsgemäße automatische Luftkupplungen weisen eine Verlängerung des Kupplungsverschlusses beziehungsweise des Hauptbolzens auf, wobei die Verlängerung in Form einer Welle an dem Kupplungsverschluss beziehungsweise am Hauptbolzen drehfest angeschlossen werden kann und mit einem Nocken versehen ist, der beim Verdrehen der Welle das Ventil im Sinne eines Öffnens des Strömungskanals beim Kuppelvorgang betätigt. Beim Entkuppelvorgang wird der Nocken entsprechend mit der Welle zurückgedreht und gibt das Ventil frei, das dann durch die Kraft eines Federspeichers geschlossen wird und den Strömungskanal versperrt.
Damit ist die Stellung des Ventils beziehungsweise eines Ventilkörpers des Ventils, der mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet, abhängig von der Stellung des Kupplungsverschlusses. In der kuppelbereiten Stellung hält das Ventil den Strömungskanal und damit die Hauptluftleitung geschlossen. In der gekuppelten Stellung hält das Ventil den Strömungskanal und damit die Hauptluftleitung geöffnet.
Beim Kuppeln treffen die Mundstücke beider Luftkupplungen aufeinander und werden luftdicht aneinander gepresst. Gleichzeitig dreht der Kupplungsverschluss beziehungsweise dessen Hauptbolzen in die gekuppelte Stellung und öffnet das Ventil, wie dargelegt.
Bei einem Kupplungsbruch, das heißt bei einem unbeabsichtigten Auseinanderfahren der Zugkupplungen, obwohl sich der Hauptbolzen in der verriegelten Stellung befindet, bleibt auch die Stellung des Nockens gegenüber dem gekuppelten Zustand unverändert. Damit bleibt das Ventil geöffnet und die Hauptluftleitung kann entlüftet werden. Der Druckabfall führt zu einer Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs, da die Bremsen betätigt werden.
Bei Güterwagen kommen solche automatischen Luftkupplungen herkömmlich nicht zum Einsatz. Vielmehr erfolgt hier das Kuppeln von einfachen Rohrstücken über stirnseitige Dichtungen, um die Hauptluftleitung zweier Schienenfahrzeuge aneinander anzuschließen. Dies ermöglicht, solche Kupplungen und die gesamten Hauptluftleitungen mit einem besonders großen Strömungsquerschnitt auszubilden. Beachtlich ist dabei die große Länge von Zügen mit Güterwagen. Bei einem Kupplungsbruch muss sich der Druckabfall in der Hauptluftleitung ausgehend von der Bruchstelle von Fahrzeug zu Fahrzeug ausbreiten, um alle Fahrzeuge gemeinsam abzubremsen. An die Ausbreitungsgeschwindigkeit, auch Durchschlaggeschwindigkeit genannt, werden daher hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere wird gemäß Bahnnormen eine Mindestdurchschlaggeschwindigkeit von 250 Metern pro Sekunde vorgegeben.
Nachteilig bei den Luftkupplungen für Güterwagen ist der Aufwand für deren Betätigung. Zugleich sind diese Luftkupplungen jedoch äußerst robust gestaltet.
Bei den automatischen Luftkupplungen von Schienenfahrzeugen für den Personenverkehr ergeben sich aufgrund der komplexeren Leitungsführung größere Druckverluste. Diese systembedingten Druckverluste führen zu einem verzögerten Druckabfall innerhalb des Druckluftbremssystems, insbesondere bei langen Zugverbänden, sodass die Zwangsbremsung verzögert erfolgt. Der Komplexitätsgrad und der Anspruch an die Bearbeitungsgüte der einzelnen Bauteile sind sehr hoch. Ferner hat die Bauform einen negativen Einfluss auf die benötigte Kraft zur manuellen Entkupplung, zum Beispiel im Notbetrieb. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Luftkupplung für ein Schienenfahrzeug anzugeben, wobei die automatische Luftkupplung äußerst strömungsgünstig ausgeführt ist und einen verzögerten Druckabfall vermeidet, sowie vorteilhaft kostengünstig herstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine automatische Luftkupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie eine automatische Zugkupplung mit einer erfindungsgemäßen automatischen Luftkupplung.
Eine erfindungsgemäße automatische Luftkupplung für ein Schienenfahrzeug, wobei das Schienenfahrzeug beispielsweise als Güterwagen ausgeführt ist, jedoch gemäß einer anderen Ausführungsform als Personenwagen ausgeführt ist, und es sich bei dem Schienenfahrzeug um einen Triebwagen oder einen gezogenen beziehungsweise geschobenen Wagen handeln kann, weist ein Mundstück zum Ankuppeln der Luftkupplung an eine gegengleiche Luftkupplung auf, ferner einen Druckluftstutzen zum Anschließen der Luftkupplung an ein Schienenfahrzeugdruckluftsystem.
Die erfindungsgemäße automatische Luftkupplung weist ferner einen Strömungskanal auf, der das Mundstück druckluftleitend mit dem Druckluftstutzen verbindet, sowie ein im Strömungskanal angeordnetes Ventil. Erfindungsgemäß ist das Ventil als Quetschventil ausgebildet.
Unter einem Quetschventil wird dabei insbesondere ein Ventil verstanden, bei welchem durch Einwirkung auf einen Strömungskanalbereich umschließenden Wandbereich der Strömungsquerschnitt einfach und schnell örtlich veränderbar ist. Der Wandbereich umschließt den Strömungskanal in Umfangsrichtung bezogen auf die Durchströmungsrichtung betrachtet und wird vorzugsweise von einem länglichen Hohlkörper mit rundem oder elliptischem Querschnitt gebildet. Dieser Wandbereich kann dabei insbesondere als Quetschschlauch oder Rohr vorliegen.
Der Vorteil der Verwendung eines Quetschventils im Strömungskanal besteht insbesondere im minimaler Reibungswiderstand in Durchströmungsrichtung, ein geringes Eigengewicht und dem einfachem Aufbau mit wenigen beweglichen Teilen. Ein weiterer Vorteil besteht in einer einfachen Automatisierbarkeit der Betätigung durch Ansteuerung einer auf den Wandbereich wirksamen Betätigungseinrichtung von außen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung umfasst das Ventil einen Ventilkörper, der betätigbar ist, um den Strömungskanal wahlweise abzusperren und freizugeben. Somit ist das Ventil in einer ersten Stellung geschlossen und in einer zweiten Stellung geöffnet, wobei gemäß einer Ausführungsform das Ventil nicht stabil in Zwischenstellungen gehalten wird oder insbesondere nicht gehalten werden kann.
Es ist ein Ventilantrieb vorgesehen, der zur Betätigung des Ventilkörpers an diesem angreift, um dadurch den Strömungskanal wahlweise abzusperren und freizugeben.
Der Ventilkörper ist dazu vorzugsweise als in längliches hohlkörperartiges Element mit rundem oder elliptischen Querschnitt, insbesondere Quetschrohr oder Quetschschlauch ausgeführt, welches zumindest einen Abschnitt des Strömungskanals oder den gesamten Strömungskanal zwischen dem Mundstück und dem Druckluftstutzen umschließt oder ausbildet und in einer Schließstellung des Ventilantriebs vom Ventilantrieb zusammengedrückt wird und den Strömungskanal abschnürend verschließt und in einer Öffnungsstellung des Ventilantriebs den Strömungskanal freigibt. Das längliche hohlkörperartige Element weist einen unter Krafteinwirkung von außen zumindest temporär verformbaren Wandbereich zur Änderung des Strömungsquerschnittes auf. Bei dem verformbaren Wandbereich kann es sich nur um einen Teilbereich des den Strömungsquerschnitt ausbildenden Wandbereiches handeln oder aber den gesamten Wandbereich. Bei Ausbildung nur eines Teilbereich des den Strömungsquerschnitt ausbildenden Wandbereiches als verformbarer Wandbereich kann das Quetschrohr aus unterschiedlichen Materialen zusammengefügt sein.
Als Materialien für den verformbaren Wandbereich finden vorzugsweise Elastomere oder Gummi Verwendung.
Das Öffnen des Ventils durch Aufweiten des Quetschrohres oder Schlauches kann selbsttätig durch die Eigenspannung des Quetschrohres erfolgen, sobald der Ventilantrieb das Quetschrohr nicht mehr zusammendrückt. Somit kann das Quetschrohr in einem solchen Fall beispielsweise einfach in ein entsprechendes Ventilgehäuse mehr oder minder lose eingelegt werden, ohne in der Axialrichtung verspannt zu werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Quetschrohr oder Quetschschlauch gegeneinander verspannte axiale Enden auf, sodass beim Verbringen des Ventilantriebs in seine Öffnungsstellung diese axiale Verspannung das Aufweiten des Quetschrohres und damit die Freigabe des Strömungskanals im Quetschrohr bewirkt.
In beiden Fällen kann der Luftdruck im Quetschrohr oder Schlauch, d.h. dem vom Quetschrohr gebildeten Durchström kanal das Aufweiten des Quetschrohres begünstigen beziehungsweise aktiv unterstützen.
Das Quetschrohr ist insbesondere elastisch verformbar beziehungsweise aus einem elastischen Material hergestellt. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Ventilkörpers als Quetschrohr oder Quetschschlauch wird der Strömungsquerschnitt für die Druckluft optimiert, da das Quetschrohr oder der Quetschschlauch sich bevorzugt zumindest im Wesentlichen ausschließlich in einer Axialrichtung linear erstrecken kann. Eine Krümmung des gesamten Quetschrohres oder Schlauches um eine Kurve ist nicht notwendig und kann vorteilhaft vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zu einer reduzierten Teilevielfalt und damit zu günstigen Herstellungskosten, einem geringen Gewicht und einer einfachen Wartung. Ferner können Verschleißteile, insbesondere das Quetschrohr oder der Schlauch, leicht ausgetauscht werden.
Bevorzugt weist der Ventilantrieb wenigstens ein Klemmstück auf, das angeordnet ist, das Quetschrohr radial von außen einzudrücken, wenn der Ventilantrieb in seine Schließstellung verbracht wird. Dabei kann es sich um eine Bewegung des Klemmstücks allein in Radialrichtung zum Quetschrohr oder Quetschschlauch handeln oder auch um eine kombinierte Radial-Axialbewegung beziehungsweise eine Verschwenkbewegung, wie nachfolgend noch erläutert wird.
Wenn nur ein Klemmstück vorgesehen ist, so greift dies bevorzugt einseitig radial von außen am Quetschrohr oder Quetschschlauch an. Jedoch auch wenn mehrere Klemmstücke vorgesehen sind, so können diese derart angeordnet und vom Ventilantrieb betätigt sein, dass jedes Klemmstück jeweils einseitig radial von außen am Quetschrohr oder Quetschschlauch angreift.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Klemmstücke vorgesehen, die auf radial entgegengesetzten Seiten radial von außen am Quetschrohr oder Quetschschlauch angreifen. Zusammenwirkende Klemmstücke können somit diametral gegenüber außen am Quetschrohr oder Quetschschlauch angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist nur ein einziges Klemmstück vorgesehen.
Insbesondere, wenn nur ein einziges Klemmstück vorgesehen ist, jedoch möglicherweise auch bei mehreren Klemmstücken, ist ein dem Klemmstück diametral gegenüberliegendes Gegenstück als Widerlager zum Klemmstück vorgesehen, wobei das Widerlager ebenfalls radial von außen am Quetschrohr oder Quetschschlauch angreift.
Das Gegenstück kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen Vorsprung aufweisen oder ausbilden, der das Quetschrohr oder Quetschschlauch permanent radial von außen eindrückt. Damit ist das vollständige Verschließen des Strömungskanals mit Hilfe des gegenüberliegenden Klemmstückes vereinfacht.
Das vereinfachte Schließen kann gemäß einer alternativen Ausführungsform auch dadurch erreicht werden, dass zwei radial entgegengesetzt angeordnete Klemmstücke gleichzeitig von außen in das Quetschrohr oder Quetschschlauch eintauchen, wenn der Ventilantrieb in seine Schließstellung bewegt wird.
Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform umfasst der Ventilantrieb eine um eine Verdrehachse verdrehbare Nocken- und/oder Exzenterwelle, die das wenigstens eine Klemmstück zu dessen Verschiebung gegen das Quetschrohr betätigt. Die Nocken- und/oder Exzenterwelle kann zum Beispiel zum drehfesten Anschluss an einen Schienenfahrzeugkupplungsverschluss ausgeführt sein oder durch einen Schienenfahrzeugkupplungsverschluss gebildet werden. Beispielsweise kann die Nocken- und/oder Exzenterwelle zum drehfesten Anschluss am Hauptbolzen des Schienenfahrzeugkupplungsverschlusses ausgeführt sein oder durch den Hauptbolzen gebildet werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung greift die Nocken- und/oder Exzenterwelle gleichzeitig an wenigstens zwei einander radial gegenüberliegenden Klemmstücken an, um diese gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen zu verschieben.
Zumindest zwei einander entgegengesetzte Klemmstücke können in einer gemeinsamen Radialebene der Nocken- und/oder Exzenterwelle angeordnet sein.
Die Nocken- und/oder Exzenterwelle kann einen einzigen Nocken oder zwei insbesondere diametral gegenüberliegende Nocken aufweisen. Selbstverständlich ist auch eine größere Nockenanzahl möglich. Die Nocken können ebenfalls in einer gemeinsamen Radialebene der Nocken- und/oder Exzenterwelle angeordnet sein, oder auch in verschiedenen Radialebenen, je nach Anordnung der Klemmstücke in einer gemeinsamen oder in mehreren Radialebenen der Nocken- und/oder Exzenterwelle.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Nocken- und/oder Exzenterwelle eine einzige Exzenterscheibe auf, die insbesondere gleichzeitig an den beiden Klemmstücken angreift.
Die beiden Klemmstücke können gegeneinander verschieblich sein, wobei beispielsweise die beiden Klemmstücke das Quetschrohr gemeinsam umschließen.
Das wenigstens eine Klemmstück ist zum Beispiel zu seiner Betätigung um eine Verschwenkachse verschwenkbar, wobei das Verschwenken durch Verdrehen oder auch durch eine Verformung des Klemmstückes oder von dessen Haltestruktur möglich ist. Die Haltestruktur wird beispielsweise durch eine das Quetschrohr oder Schlauch, insbesondere vollumfänglich, umschließende verformbare Schlauchklemme gebildet, die das Klemmstück und ein mit diesem zusammenarbeitenden Gegenstück oder das Klemmstück und ein mit diesem zusammenarbeitenden weiteres Klemmstück ausbildet, wobei das Gegenstück oder das weitere Klemmstück insbesondere diametral zum Klemmstück auf der anderen Seite des Quetschrohres oder Schlauches angeordnet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das wenigstens eine Klemmstück zu seiner Betätigung ausschließlich translatorisch verschiebbar.
Eine erfindungsgemäße automatische Zugkupplung für ein Schienenfahrzeug, beispielsweise Personenwagen oder Güterwagen, weist eine Stirnplatte auf, die mechanische Kupplungsbauteile wie einen Trichter und einen Kegel umschließt. Ferner ist eine automatische Luftkupplung der dargestellten Art vorgesehen. Der Ventilantrieb kann dabei in besonders vorteilhafter Ausbildung mit der Betätigung für den Kupplungsverschluss gekoppelt sein.
Selbstverständlich können die mechanischen Kupplungsbauteile zusätzlich oder alternativ auch wenigstens ein anderes Bauteil als einen Trichter und einen Kegel aufweisen, beispielsweise einen Kupplungsverschluss, insbesondere mit einem verdrehbaren Hauptbolzen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen automatischen Luftkupplung mit einer aktiven Klemmung des Quetschrohres oder Schlauches von nur einer Seite;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel ähnlich zu jenem der Figur 1, jedoch mit einer aktiven Klemmung auf mehreren Seiten, hier auf zwei Seiten des Quetschrohres; Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen automatischen Luftkupplung mit einer aktiven Klemmung von einer Seite und mit verschwenkbarem Klemmstück;
Figur 4 eine erfindungsgemäße automatische Zugkupplung mit einer erfindungsgemäßen Luftkupplung.
In der Figur 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße automatische Luftkupplung dargestellt, die ein Mundstück 1 zum Ankuppeln der Luftkupplung an eine gegengleiche Luftkupplung umfasst. Das Mundstück 1 kann eine federnd gelagerte Muffe aufweisen, die beim Kuppeln abdichtend in einen Kontakt mit einer federnd gelagerten Muffe einer gegengleichen Luftkupplung gelangt. Eine solche Muffe kann zum Beispiel aus der Stirnfläche einer Stirnplatte herausragen und beim Kuppeln zurückgeschoben werden.
Die Luftkupplung weist ferner einen Druckluftstutzen 2 auf, mit dem die Luftkupplung an einem Schienenfahrzeugdruckluftsystem angeschlossen ist. Der Druckluftstutzen 2 kann ein Rohr und/oder einen Quetschschlauch oder ein anderes geeignetes druckluftleitendes Bauteil umfassen.
Ein Strömungskanal 3 verbindet das Mundstück 1 druckluftleitend mit dem Druckluftstutzen 2. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Strömungskanal zwischen dem Mundstück 1 und dem Druckluftstutzen 2 vollständig durch einen als Quetschrohr oder Quetschschlauch ausgebildeten Ventilkörper 4.1 gebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend, so könnten sich an den durch das Quetschrohr gebildeten Abschnitt des Strömungskanals 3 ein oder mehrere weitere Abschnitte des Strömungskanals 3 anschließen.
Der Ventilkörper 4.1 ist Teil eines Ventils 4, mit welchem der Strömungskanal 3 wahlweise entweder abgesperrt oder freigegeben werden kann. Das Ventil 4 weist einen Ventilantrieb 5 auf, mit welchem der Ventilkörper 4.1 betätigbar ist, um entsprechend den Strömungskanal 3 wahlweise abzusperren und freizugeben, je nachdem, ob sich der Ventilantrieb 5 in seiner Öffnungsstellung oder seiner Schließstellung befindet. In der Schließstellung wird der als Quetschrohr ausgeführte Ventilkörper 4.1 vom Ventilantrieb 5 zusammengedrückt und schnürt den Strömungskanal 3 dadurch ab, sodass der Strömungskanal 3 insbesondere vollständig verschlossen wird. In der Öffnungsstellung des Ventilantriebs 5 wird der Strömungskanal 3 freigegeben, da der Ventilantrieb 5 das Quetschrohr oder Quetschschlauch vorteilhaft nicht mehr oder zumindest in geringerem Maße zusammendrückt.
Das Ventil 4 weist beispielsweise ein Ventilgehäuse 4.2 auf, in welches das Quetschrohr lose eingelegt oder ohne Verspannung montiert ist oder in welchem das Quetschrohr oder Quetschschlauch gemäß einer besonderen Ausgestaltung in Axialrichtung verspannt eingelegt oder montiert ist.
Das Ventilgehäuse 4.2 kann beispielsweise am Mundstück 1 und/oder am Druckluftstutzen 2 montiert sein, insbesondere lösbar, oder einteilig mit dem Mundstück 1 und/oder dem Druckluftstutzen 2 ausgeführt sein.
Bevorzugt, jedoch nicht zwingend, umschließt das Ventilgehäuse 4.2 den Ventilantrieb 5 und wenigstens ein Klemmstück 6.1.
Die vorstehende Beschreibung trifft auf alle Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 bis 3 zu.
Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich hingegen durch die Anzahl der Klemmstücke 6.1, 6.2 und die Bewegung der Klemmstücke 6.1, 6.2 voneinander. Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 1 bildet das Ventilgehäuse 4.2 ein Gegenstück 7. Alternativ ist das Gegenstück 7 im oder am Ventilgehäuse 4.2 montiert. Das Gegenstück 7 greift von einer Seite radial von außen am als Quetschrohr oder Quetschschlauch ausgebildeten Ventilkörper 4.1 an. Bei dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Klemmstück 7 einen Vorsprung 7.1 auf, der das Quetschrohr permanent radial von außen eindrückt. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Diametral gegenüber zum Gegenstück 7 ist ein Klemmstück 6.1 angeordnet, das von einer um eine Verdrehachse 8 verdrehbare Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 translatorisch bewegt wird, um in der Schließstellung des Ventilantriebs 5 das Quetschrohr oder Quetschschlauch radial von außen einzudrücken, sodass der Strömungskanal 3 vollständig verschlossen wird. Dies ist in gestrichelten Linien dargestellt. In der Öffnungsstellung hingegen gibt die Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 das Klemmstück 6.1 frei, sodass dieses wiederum das Quetschrohr oder Quetschschlauch freigibt und das Eindrücken des Quetschrohres oder Schlauches beendet wird.
Die Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 kann beispielsweise drehfest am Hauptbolzen eines Kupplungsverschlusses angeschlossen sein oder durch diesen gebildet werden. Dadurch wird die automatische Luftkupplung automatisch geschlossen, wenn der Kupplungsverschluss geöffnet wird oder bei einem Kupplungsbruch.
Die Ausgestaltung gemäß der Figur 2 unterscheidet sich von jener der Figur 1 darin, dass zwei zusammenarbeitende Klemmstücke 6.1, 6.2 vorgesehen sind, die durch die Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 gleichzeitig translatorisch in entgegengesetzte Richtungen verschoben werden, um gemeinsam den als Quetschrohr oder Quetschschlauch ausgeführten Ventilkörper 4.1 einzudrücken. Beispielsweise weist das zweite Klemmstück 6.2 eine die Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 rückseitig umschließende Schale 6.3 auf, die mittels einer Feder gegen die Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 derart verspannt ist, dass bei einem Verdrehen der Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 in die Schließstellung des Ventilantriebs 5 die Schale 6.3 das zweite Klemmstück 6.2 gegen das Quetschrohr oder Quetschschlauch zieht. Zugleich drückt die Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 das erste Klemmstück 6.1, das verschiebbar in der Schale 6.3 gelagert ist, von der gegenüberliegenden Seite aus von außen in das Quetschrohr ein, sodass der in gestrichelten Linien gezeigte verschlossene Zustand des Strömungskanals 3 erreicht wird.
Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 3 ist das Gegenstück 7 in das Ventilgehäuse 4.2 eingelegt. Es könnte jedoch auch einteilig mit diesem ausgeführt sein oder an diesem montiert sein.
Das diametral gegenüberliegende Klemmstück 6.1 führt beim Verdrehen der Nocken- und/oder Exzenterwelle 9 eine Verschwenkbewegung um eine Verschwenkachse 10 aus, im Unterschied zu der zuvor dargestellten rein translatorischen Bewegung der Klemmstücke 6.1 und 6.2. Beispielsweise bildet das Klemmstück 6.1 zusammen mit dem Gegenstück 7 eine biegsame, das Quetschrohr oder den Quetschschlauch umgreifende Schlauchklemme aus.
In der Figur 4 ist beispielhaft eine automatische Zugkupplung mit einer Stirnplatte 11 gezeigt, die mit einer erfindungsgemäßen Luftkupplung versehen werden kann. Die Stirnplatte 11 umschließt beispielsweise, wie dargestellt, einen Trichter und einen Kegel und weist im oberen Bereich das Mundstück 1 der Luftkupplung auf. Ferner erkennt man den Druckluftstutzen 2. Bezugszeichenliste
1 Mundstück
2 Druckluftstutzen 3 Strömungskanal
4 Ventil
4.1 Ventilkörper
4.2 Ventilgehäuse
5 Ventilantrieb 6.1 Klemmstück
6.2 Klemmstück 6.3 Schale 7 Gegenstück
7.1 Vorsprung 8 Drehachse
9 Nocken- und/oder Exzenterwelle
10 Verschwenkachse 11 Stirnplatte

Claims

Patentansprüche
1. Automatische Luftkupplung für ein Schienenfahrzeug, mit einem Mundstück (1) zum Ankuppeln der Luftkupplung an eine gegengleiche Luftkupplung; mit einem Druckluftstutzen (2) zum Anschließen der Luftkupplung an ein Schienenfahrzeugdruckluftsystem; mit einem Strömungskanal (3), der das Mundstück (1) druckluftleitend mit dem Druckluftstutzen (2) verbindet; mit einem im Strömungskanal (3) angeordneten Ventil (4), das einen Ventilkörper (4.1) aufweist, der betätigbar ist, um den Strömungskanal (3) wahlweise abzusperren und freizugeben; mit einem Ventilantrieb (5), der zur Betätigung des Ventilkörpers (4.1) an diesem angreift, um den Strömungskanal (3) wahlweise abzusperren und freizugeben; dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) als Quetschventil ausgebildet ist.
2. Automatische Luftkupplung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4.1) des Ventils (4) als längliches Hohlkörperelement, insbesondere Quetschrohr oder Quetschschlauch ausgeführt ist, welches zumindest einen Abschnitt des Strömungskanals (3) umschließt und in einer Schließstellung des Ventilantriebs (5) vom Ventilantrieb (5) zusammengedrückt wird und den Strömungskanal (3) abschnürend verschließt und in einer Öffnungsstellung des Ventilantriebs (5) den Strömungskanal (3) freigibt.
3. Automatische Luftkupplung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilantrieb (5) wenigstens ein Klemmstück (6.1, 6.2) umfasst, das angeordnet ist, das Quetschrohr radial von außen einzudrücken, wenn der Ventilantrieb (5) in seine Schließstellung verbracht wird.
4. Automatische Luftkupplung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Klemmstück (6.1, 6.2) einseitig radial von außen am Quetschrohr oder Quetschschlauch angreift.
5. Automatische Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Klemmstücke (6.1, 6.2) vorgesehen sind, die auf radial entgegengesetzten Seiten radial von außen am Quetschrohr oder Quetschschlauch angreifen.
6. Automatische Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziges Klemmstück (6.1) vorgesehen ist.
7. Automatische Luftkupplung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Klemmstück (6.1) diametral gegenüberliegendes Gegenstück (7) als Widerlager zum Klemmstück (6.1) radial außen am Quetschrohr angreift.
8. Automatische Luftkupplung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (7) einen Vorsprung (7.1) aufweist, der das Quetschrohr oder den Quetschschlauch permanent radial von außen eindrückt.
9. Automatische Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilantrieb (5) eine um eine Verdrehachse (8) verdrehbare Nocken- und/oder Exzenterwelle (9) umfasst, die das wenigstens eine Klemmstück (6.1, 6.2) zu dessen Verschiebung gegen das Quetschrohr oder den Quetschschlauch betätigt.
10. Automatische Luftkupplung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken- und/oder Exzenterwelle (9) zum drehfesten Anschluss an einen Schienenfahrzeugkupplungsverschluss ausgeführt ist oder durch einen Schienenfahrzeugkupplungsverschluss gebildet wird.
11. Automatische Luftkupplung gemäß Anspruch 5 und einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken- und/oder Exzenterwelle (9) gleichzeitig an wenigstens zwei einander radial gegenüberliegenden Klemmstücken (6.1, 6.2) angreift, um diese gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen zu verschieben.
12. Automatische Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Klemmstück (6.1, 6.2) zu seiner Betätigung um eine Verschwenkachse (10) verschwenkbar ist, durch Verdrehen oder Verformen.
13. Automatische Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Klemmstück (6.1, 6.2) zu seiner Betätigung translatorisch verschiebbar ist.
14. Automatische Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Quetschrohr oder der Quetschschlauch elastisch verformbar ist.
15. Automatische Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Quetschrohr oder der Quetschschlauch gegeneinander verspannte axiale Enden aufweist.
16. Automatische Zugkupplung für ein Schienenfahrzeug mit einer Stirnplatte (11 ), die mechanische Kupplungsbauteile wie einen Trichter und einen Kegel umschließt, und mit einer automatischen Luftkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
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