EP4330110A1 - Automatic traction coupling and method for uncoupling an automatic traction coupling - Google Patents

Automatic traction coupling and method for uncoupling an automatic traction coupling

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Publication number
EP4330110A1
EP4330110A1 EP22726030.4A EP22726030A EP4330110A1 EP 4330110 A1 EP4330110 A1 EP 4330110A1 EP 22726030 A EP22726030 A EP 22726030A EP 4330110 A1 EP4330110 A1 EP 4330110A1
Authority
EP
European Patent Office
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coupling
frog
automatic train
uncoupling
uncoupling device
Prior art date
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Pending
Application number
EP22726030.4A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Schwinning
Kay Uwe Kolshorn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4330110A1 publication Critical patent/EP4330110A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G3/00—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements
    • B61G3/16—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements with coupling heads rigidly connected by rotatable hook plates or discs and balancing links, the coupling members forming a parallelogram, e.g. "Scharfenberg" type
    • B61G3/20—Control devices, e.g. for uncoupling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to an automatic traction coupling, in particular for a freight wagon of a rail vehicle, comprising: a coupling head which comprises a coupling head housing and a coupling fastener having a lock, the coupling fastener being designed as a rotary fastener having a coupling link and a central part, the central part being rotatable about a main axis between a coupled position and an uncoupled position, the coupling link being connected at a first end to the central part so as to be rotatable about a coupling link axis and having a second free end, and the central part having an opening which is arranged for receiving a second end of a coupling link of a diametrically opposed coupling head; and an uncoupling device (11) for rotating the central part (6) from the coupled position into the uncoupled position. The claimed automatic traction coupling is characterised in that the uncoupling device (11) is designed as an electro-hydraulic uncoupling device (31) and is arranged so as to be either fully inside the coupling head housing (2) or fully inside the coupling head housing (2) and a coupling rod (10) which adjoins the coupling head housing (2).

Description

Automatische Zugkupplung und Verfahren zum Entkuppeln einer automatischen Zugkupplung Automatic train coupler and method of uncoupling an automatic train coupler
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The present invention relates to an automatic train coupling, in particular for a freight wagon of a rail vehicle, according to the preamble of claim 1.
In der Praxis sind gattungsgemäße automatische Zugkupplungen bekannt, die einen Kupplungskopf mit einem Kupplungsgehäuse und einem Kuppelverschluss mit Arretierung aufweisen. Der Kuppelverschluss ist als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt, wobei das Herzstück um eine Hauptachse verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung, und die Kuppelöse mit einem ersten Ende verdrehbar um eine Kuppelösenachse am Herzstück angeschlossen ist und ein zweites freies Ende aufweist. Das Herzstück weist ein Maul zur Aufnahme eines entsprechenden zweiten Endes einer Kuppelöse eines gegengleichen Kupplungskopfes auf. In practice, generic automatic train couplings are known which have a coupling head with a coupling housing and a coupling lock with a lock. The coupling lock is designed as a rotary lock with a coupling eyelet and a frog, the frog being rotatable about a main axis between a coupled position and an uncoupled position, and the coupling eyelet being connected to the frog with a first end rotatable about a coupling eyelet axis and a second free end having. The frog has a mouth for receiving a corresponding second end of a coupling eyelet of an opposite coupling head.
Dem Herzstück ist ein Federspeicher zugeordnet. Das Herzstück ist entgegen der Kraft des Federspeichers aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung und durch die Kraft des Federspeichers aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung verdrehbar. A spring accumulator is assigned to the frog. The frog can be rotated from the coupled position to the uncoupled position against the force of the spring accumulator and from the uncoupled position to the coupled position by the force of the spring accumulator.
Die entkuppelte Stellung wird auch als kuppelbereite Stellung bezeichnet, da in dieser Stellung die Zugkupplungen der beiden Wagen gegeneinander gefahren und gekuppelt werden können. Gegebenenfalls kann der Kuppelverschluss beziehungsweise dessen Herzstück auch in eine gegenüber der kuppelbereiten Stellung überzogene Stellung verdreht werden, also mehr als nötig geöffnet werden. In dieser überzogenen Stellung ist der Federspeicher maximal gespannt. Auch bei dieser überzogenen Stellung handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung um eine kuppelbereite oder entkuppelte Stellung. Ferner wird eine solche kuppelbereite oder entkuppelte Stellung auch als Warteposition bezeichnet. Die Arretierung, welche den Kuppelverschluss in der jeweils geeigneten Stellung hält oder entsprechend zum Übergang in eine andere Stellung durch Verdrehen des Herzstückes freigibt, weist zum Beispiel einen entgegen einer Federkraft in Kuppelrichtung der Zugkupplung verschiebbaren Stempel und eine quer oder schräg zur Kuppelrichtung verschiebbare Klinkenstange auf. Die Klinkenstange ist gelenkig am Herzstück angeschlossen und vom Herzstück bei dessen Verdrehung aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung in eine Rastposition verschiebbar, in welcher die Klinkenstange eine Verdrehung des Herzstückes zurück, das heißt in Richtung aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung, blockiert. Der Stempel wiederum ist bewegbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. In der ersten Position, in welcher der Stempel entgegen der Federkraft verschoben ist, blockiert der Stempel die Klinkenstange in der Rastposition und in der zweiten Position, in welche der Stempel durch die Federkraft aus der ersten Position verschoben wird, löst der Stempel die Klinkenstange aus der Rastposition. The uncoupled position is also referred to as the ready-to-couple position, since in this position the train couplings of the two cars can be moved towards one another and coupled. If necessary, the coupling closure or its heart can also be rotated into a position that is overextended in relation to the coupling-ready position, ie opened more than necessary. In this stalled position, the spring accumulator is tensioned to the maximum. This stalled position is also a ready-to-couple or uncoupled position within the meaning of the present invention. Furthermore, such a coupling-ready or uncoupled position is also referred to as a waiting position. The locking device, which holds the coupling lock in the appropriate position or releases it for the transition to a different position by turning the crossing frog, has, for example, a plunger that can be displaced against a spring force in the coupling direction of the train coupling and a ratchet rod that can be displaced transversely or diagonally to the coupling direction. The pawl rod is articulated to the frog and can be displaced by the frog when it rotates from the coupled position to the uncoupled position into a latching position in which the pawl rod prevents the frog from rotating back, i.e. in the direction from the uncoupled position to the coupled position . The plunger, in turn, is movable between a first position and a second position. In the first position, in which the plunger is displaced against the spring force, the plunger blocks the ratchet rod in the detent position and in the second position, into which the plunger is displaced from the first position by the spring force, the plunger releases the ratchet rod from the detent position.
Die Funktion der gattungsgemäßen automatischen Zugkupplung ist wie folgt: Zwei gegengleiche Kupplungsköpfe an zwei miteinander zu kuppelnden Fahrzeugen werden dadurch aneinander arretiert, dass jeweils das zweite Ende der jeweiligen Kuppelöse in das Maul des Herzstückes des jeweils anderen Kupplungskopfes eingesetzt und durch Verdrehen des dortigen Herzstückes formschlüssig gehalten wird. Damit werden die beiden Fahrzeuge mechanisch miteinander gekuppelt. Die beiden Kuppelverschlüsse werden ausschließlich durch Zugkräfte belastet, die sich innerhalb des Parallelogramms, das die Kuppelösen und die Herzstücke bilden, auf beide Kuppelösen gleichmäßig verteilen. Druckkräfte hingegen werden durch ein besonderes Profil frontseitig am Kupplungskopfgehäuse übertragen, wobei das Profil in der Regel, wie vorteilhaft auch bei der vorliegenden Erfindung, einen Kegel und einen Trichter umfasst, die von einer breiten, insbesondere ebenen Stirnfläche umschlossen sind. Das Profil kann von einer separaten Stirnplatte gebildet werden, die vorne am Kupplungskopfgehäuse befestigt ist. Das Profil kann mit dem Kegel und Trichter Gleit- und Zentrierflächen bilden und insbesondere den Greifbereich in Seiten-, Höhen- und Winkelversatz bestimmen. Wenn die Kupplungsköpfe aufeinandertreffen, zentrieren sie sich und gleiten ineinander. The function of the generic automatic train coupling is as follows: Two opposite coupling heads on two vehicles to be coupled are locked together by inserting the second end of the respective coupling eyelet into the mouth of the frog of the other coupling head and holding it positively by turning the frog there becomes. This mechanically couples the two vehicles together. The two coupling locks are only loaded by tensile forces, which are distributed evenly over both coupling eyes within the parallelogram formed by the coupling eyes and frogs. Compressive forces, on the other hand, are transmitted by a special profile on the front of the coupling head housing, the profile generally comprising a cone and a funnel, which is also advantageous in the present invention, which are surrounded by a wide, particularly flat, end face. The profile can be formed by a separate face plate attached to the front of the coupler head housing. The profile can form sliding and centering surfaces with the cone and funnel and, in particular, determine the gripping area in lateral, vertical and angular offset. When the coupling heads meet, they center and slide into each other.
Wenn zwei Schienenfahrzeuge aufeinander zu bewegt werden, so befinden sich deren Kuppelverschlüsse beziehungsweise deren Herzstücke in der kuppelbereiten beziehungsweise entkuppelten Stellung, in welcher die Herzstücke insbesondere von den Klinkenstangen, die sich in der Rastposition befinden, gehalten werden. Beim Kuppeln tauchen jeweils die Kegel in die Trichter der Kupplungskopfgehäuseprofile ein. Dabei drücken die Kegel auf die Stempel und schieben diese zurück, sodass die Stempel die Klinkenstangen aus deren Rastposition lösen. Dadurch werden die Kuppelverschlüsse freigegeben und durch die Kraft des jeweiligen Federspeichers gedreht, bis das Herzstück an einem vorgegebenen Anschlag, in der Regel am Kupplungskopfgehäuse, anschlägt. Dabei rasten die in den Trichtern geführten Kuppelösen in die Herzstückmäuler ein, die beiden Kuppelverschlüsse sind ineinander verhakt und die gekuppelte Stellung ist erreicht. Ein ungewolltes Trennen der Kuppelverschlüsse ist nicht möglich. Normaler Verschleiß beeinträchtigt die Sicherheit des Kuppelverschlusses nicht. When two rail vehicles are moved towards one another, their coupling locks or their frogs are in the ready-to-couple or uncoupled position, in which the frogs are held in particular by the ratchet rods, which are in the latching position. When coupling, the cones dip into the funnels of the coupling head housing profiles. The cones press on the stamps and push them back so that the stamps release the ratchet rods from their locked position. As a result, the coupling locks are released and rotated by the force of the respective spring accumulator until the frog hits a predetermined stop, usually the coupling head housing. The coupling eyes guided in the funnels snap into the frog mouths, the two coupling locks are hooked together and the coupled position is reached. Unintentional separation of the dome locks is not possible. Normal wear and tear will not affect the security of the dome closure.
Um die Kupplungsköpfe zu entkuppeln, dreht eine Entkuppeleinrichtung beide Kuppelverschlüsse, das heißt die beiden Herzstücke gegen die Kraft der Federspeicher, bis die Kuppelösen aus den Mäulern der Herzstücke gleiten. Die sich verdrehenden Herzstücke sollen dabei die Klinkenstangen soweit verschieben, dass beim Trennen der Fahrzeuge ein Zurückdrehen der Herzstücke aus der überzogenen Stellung über die kuppelbereite Stellung hinaus dadurch verhindert wird, dass die Klinkenstangen in ihre Rastpositionen verbracht werden. In order to uncouple the coupling heads, an uncoupling device rotates both coupling locks, i.e. the two frogs, against the force of the spring accumulators until the coupling eyes slide out of the mouths of the frogs. The twisting crossing frogs are intended to move the ratchet rods to such an extent that when the vehicles are separated, the frogs are prevented from turning back from the stalled position beyond the ready-to-couple position by bringing the ratchet rods into their latching positions.
Entkuppeleinrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Beispielsweise weisen manuell betätigbare, mechanische Entkuppeleinrichtungen Hebel, Seile und/oder Kettenzüge auf, die auf unterschiedliche Arten von Riegeln wirken und bei Betätigung die Riegelstellung aufheben. Automatisierte Entkuppeleinrichtungen umfassen als Antrieb einen pneumatischen Zylinder oder einen elektrischen Motor, insbesondere einen Linearaktuator, welcher die Zugkupplung entkuppelt. Beispielsweise offenbart DE 29 23 195 C2 eine fernbetätigbare Entkuppeleinrichtung für eine Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs, bei welcher ein Elektromotor über eine Kurvenscheibe eine am Hauptbolzen drehfest angeschlossenen Hebel betätigt, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. EP 3 470 295 A1 offenbart einen elektrischen Linearaktuator, der über einen Hebel am Hauptbolzen angreift. Uncoupling devices are known in different versions. For example, manually operable, mechanical uncoupling devices have levers, cables and/or chain hoists, which act on different types of bolts and cancel the bolted position when actuated. Automated uncoupling devices include a pneumatic cylinder or as a drive an electric motor, in particular a linear actuator, which decouples the train coupling. For example, DE 29 23 195 C2 discloses a remote-controlled uncoupling device for a central buffer coupling of a rail vehicle, in which an electric motor uses a cam disk to actuate a lever connected non-rotatably to the main pin in order to rotate the frog from the coupled position to the uncoupled position. EP 3 470 295 A1 discloses an electric linear actuator which acts on the main bolt via a lever.
Die bekannten automatisierten Entkuppeleinrichtungen benötigen einen relativ großen Bauraum und sind außen an der automatischen Zugkupplung außerhalb des Kupplungskopfgehäuses angeordnet. Um die Entkuppeleinrichtungen vor Umwelteinflüssen zu schützen, können Einhausungen vorgesehen werden, welche die Entkuppeleinrichtungen gegenüber der Umgebung abschirmen. Nachteilig an den bekannten Ausführungsformen ist der mit diesen Einhausungen verbundene konstruktive Aufwand und der damit erforderliche vergleichsweise große Bauraum. The known automated uncoupling devices require a relatively large amount of space and are arranged on the outside of the automatic train coupling outside of the coupling head housing. In order to protect the uncoupling devices from environmental influences, housings can be provided which shield the uncoupling devices from the environment. A disadvantage of the known embodiments is the structural complexity associated with these housings and the comparatively large installation space that is required as a result.
Ein weiterer Nachteil der bekannten automatischen Zugkupplungen liegt darin, dass nach einem Entkuppeln mit der Entkuppeleinrichtung das Herzstück ungewollt in seine gekuppelte Stellung verdreht werden kann, wenn das entsprechende Schienenfahrzeug, das die automatische Zugkupplung aufweist, im Rangierbetrieb verfahren wird. So besteht beispielsweise beim Abdrücken des Schienenfahrzeugs über einen Abrollberg bei der gerade entkuppelten automatischen Zugkupplung die Gefahr, dass diese wieder einkuppelt, bevor das Schienenfahrzeug auf den im Richtungsgleis vorgesehenen Wagen auffährt. Ein unbeabsichtigtes Einkoppeln erfordert, dass die Kupplung erneut entkuppelt wird, was mit einem zusätzlichen Zeitaufwand verbunden ist und das Rangieren stört. A further disadvantage of the known automatic train couplers is that after uncoupling with the uncoupling device, the frog can be unintentionally twisted into its coupled position if the corresponding rail vehicle, which has the automatic train coupler, is being moved in shunting operation. For example, when the rail vehicle is pushed over a hump, there is a risk that the automatic train coupling that has just been disengaged will be re-engaged before the rail vehicle drives onto the wagon provided in the siding. Accidental engagement requires the clutch to be disengaged again, which takes additional time and interferes with maneuvering.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, beispielsweise der vorstehend dargestellten Ausführungsform derart zu verbessern, dass der konstruktive Aufwand und die Herstellungskosten reduziert werden und zugleich der notwendige Bauraum minimiert wird, mit einem zuverlässigen Schutz der Entkuppeleinrichtung vor Umwelteinflüssen. Ferner ist ein Verfahren zum Entkuppeln einer automatischen Zugkupplung anzugeben, bei welchen die vorgenannten Nachteile vermieden werden. The present invention is based on the object of providing an automatic train coupling, in particular for a freight car of a rail vehicle, for example of the embodiment illustrated above improve that the design effort and the manufacturing costs are reduced and at the same time the necessary space is minimized, with reliable protection of the uncoupling device from environmental influences. Furthermore, a method for uncoupling an automatic train coupling is to be specified, in which the aforementioned disadvantages are avoided.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine automatische Zugkupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung angegeben. The object of the invention is achieved by an automatic train coupling having the features of claim 1. Advantageous and particularly expedient refinements of the invention and a rail vehicle with an automatic train coupling according to the invention are specified in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße automatische Zugkupplung, die insbesondere als automatische Zugkupplung eines Güterwagens eines Schienenfahrzeugs ausgeführt ist, weist einen Kupplungskopf auf, der ein Kupplungskopfgehäuse und einen Kuppelverschluss mit Arretierung umfasst. Arretierung bedeutet, dass der Kuppelverschluss zumindest in einer Stellung drehfest arretierbar ist, wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt. The automatic train coupling according to the invention, which is designed in particular as an automatic train coupling of a freight car of a rail vehicle, has a coupling head that includes a coupling head housing and a coupling lock with a lock. Locking means that the coupling closure can be locked in a rotationally fixed manner at least in one position, as follows from the following.
Der Kuppelverschluss ist als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt, wobei das Herzstück um eine Hauptdrehachse verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung. Die Kuppelöse ist mit einem ersten Ende verdrehbar um eine Kuppelösenachse am Herzstück angeschlossen und weist ein zweites freies Ende auf. The coupling lock is designed as a rotating lock with a coupling eyelet and a frog, the frog being rotatable about a main axis of rotation between a coupled position and an uncoupled position. The coupling eyelet is connected to the frog with a first end such that it can rotate about a coupling eyelet axis and has a second free end.
Das Herzstück weist ein Maul auf, das zur Aufnahme eines zweiten Endes einer Kuppelöse eines gegengleichen Kupplungskopfes angeordnet ist. The frog has a mouth which is arranged to receive a second end of a coupling eyelet of an opposite coupling head.
Ferner ist eine Entkuppeleinrichtung zum zumindest mittelbaren Einwirken auf das Herzstück vorgesehen, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. Mit der Arretierung kann das Herzstück insbesondere in der entkuppelten Stellung, der sogenannten kuppelbereiten Stellung, drehtest gehalten werden. Furthermore, an uncoupling device is provided for at least indirect action on the frog in order to rotate the frog from the coupled position into the uncoupled position. With the locking, the frog can be held against rotation, particularly in the uncoupled position, the so-called ready-to-couple position.
Erfindungsgemäß ist die Entkuppeleinrichtung als elektro-hydraulische Entkuppeleinrichtung ausgebildet und entweder vollständig innerhalb des Kupplungskopfgehäuses angeordnet, oder die Entkuppeleinrichtung ist vollständig innerhalb des Kupplungskopfgehäuses und einer sich an das Kupplungskopfgehäuse anschließenden Kupplungsstange angeordnet, also in einem Raum, der entweder allein vom Kupplungskopfgehäuse umschlossen wird oder der vom Kupplungskopfgehäuse zusammen mit einem entsprechenden Bereich der Kupplungsstange umschlossen wird. According to the invention, the uncoupling device is designed as an electro-hydraulic uncoupling device and is either arranged completely within the coupling head housing, or the uncoupling device is arranged completely inside the coupling head housing and a coupling rod adjoining the coupling head housing, i.e. in a space that is either enclosed solely by the coupling head housing or the is enclosed by the coupling head housing together with a corresponding section of the coupling rod.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf zusätzliche Einhausungen für die Entkuppeleinrichtung verzichtet werden und zugleich kann ein guter Schutz der Entkuppeleinrichtung vor Umwelteinflüssen gewährleitstet werden. Außerhalb des Kupplungskopfgehäuses und gegebenenfalls des entsprechenden Teils der Kupplungsstange muss kein Bauraum für die Entkuppeleinrichtung vorgehalten werden. Due to the design according to the invention, additional housings for the uncoupling device can be dispensed with and, at the same time, good protection of the uncoupling device against environmental influences can be guaranteed. Outside of the coupling head housing and, if applicable, the corresponding part of the coupling rod, no space has to be reserved for the uncoupling device.
Die elektro-hydraulische Entkuppeleinrichtung umfasst dazu zumindest einen Elektromotor, eine vom Elektromotor antreibbare hydraulische Pumpe, insbesondere hydrostatische Pumpe und wenigstens eine von der Pumpe beaufschlagbare Zylinder/Kolbeneinheit, wobei der Kolben der Zylinder/Kolbeneinheit derart angeordnet und ausgebildet ist, vorzugsweise direkt auf das Herzstück einzuwirken, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. Die Zylinder/Kolbeneinheit ist dabei derart gegenüber dem Herzstück positioniert, dass der Kolben beim Verfahren in einem Abstand zur Drehachse bzw. Hauptachse des Herzstückes an diesem angreift und ein Moment an diesem bewirkt. Diese Ausführung ist durch eine geringe Anzahl an Funktionskomponenten und einen besonders einfachen kompakten Aufbau charakterisiert. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind der Elektromotor und die hydraulische Pumpe zu einem elektro-hydraulischen Antriebsaggregat zusammengefasst, welches hydraulisch mit der Zylinder/Kolbeneinheit gekoppelt ist. Dies bietet den Vorteil zum einen nicht für jede Komponente eine separate Aufhängung und Lagerung bereitstellen zu müssen, ferner kann das elektro hydraulische Antriebsaggregat als kompakte und vormontierte Einheit hergestellt, gelagert, bereitgestellt und montiert werden. Die hydraulische Kopplung erfolgt über eine oder mehrere Leitungsverbindungen. For this purpose, the electro-hydraulic uncoupling device comprises at least one electric motor, a hydraulic pump that can be driven by the electric motor, in particular a hydrostatic pump, and at least one cylinder/piston unit that can be acted upon by the pump, with the piston of the cylinder/piston unit being arranged and designed in such a way, preferably directly on the frog act to rotate the frog from the coupled position to the uncoupled position. The cylinder/piston unit is positioned in relation to the frog in such a way that the piston acts on the frog when moving at a distance from the axis of rotation or main axis of the frog and causes a moment on it. This version is characterized by a small number of functional components and a particularly simple, compact design. In a particularly advantageous development, the electric motor and the hydraulic pump are combined to form an electro-hydraulic drive unit, which is hydraulically coupled to the cylinder/piston unit. This offers the advantage of not having to provide a separate suspension and bearing for each component, and the electro-hydraulic drive unit can also be manufactured, stored, provided and assembled as a compact and preassembled unit. The hydraulic coupling takes place via one or more line connections.
Das elektro-hydraulischen Antriebsaggregat kann in einer ersten Ausbildung zumindest einen Anschluss zum Herstellen einer hydraulischen Verbindung mit einer extern angeordneten Betriebsmediumquelle aufweisen. Der Vorteil besteht darin, dass das elektro-hydraulische Antriebsaggregat unabhängig von der Anordnung der Betriebsmediumquelle anordenbar ist, wobei auf eine zentrale oder dezentrale Betriebsmediumquelle zurückgegriffen werden kann. In a first embodiment, the electro-hydraulic drive unit can have at least one connection for establishing a hydraulic connection with an externally arranged operating medium source. The advantage is that the electro-hydraulic drive unit can be arranged independently of the arrangement of the operating medium source, it being possible to use a centralized or decentralized operating medium source.
Unter einer zentralen Betriebsmediumquelle wird dabei beispielsweise eine mehreren derartigen Kupplungen gemeinsam zugeordnete Betriebsmediumquelle verstanden, welche mit den einzelnen Entkuppeleinrichtungen koppelbar ist. Unter einer dezentralen Betriebsmediumquelle kann eine Betriebsmediumquelle verstanden werden, welche separat jeder einzelnen Kupplung zugeordnet ist. Dies kann beispielsweise ein geschlossener Tank sein, eine Patrone etc. A central operating medium source is understood to mean, for example, an operating medium source which is jointly assigned to a plurality of such couplings and which can be coupled to the individual uncoupling devices. A decentralized operating medium source can be understood to mean an operating medium source which is assigned separately to each individual clutch. This can be, for example, a closed tank, a cartridge, etc.
In beiden Fällen ist die Betriebsmediumquelle außerhalb des elektro hydraulischen Aggregats angeordnet. In both cases, the operating medium source is located outside of the electro-hydraulic unit.
In einer zweiten Ausbildung umfasst das elektro-hydraulische Antriebsaggregat eine interne Betriebsmediumquelle. In diesem Fall kann eine vollständig dezentrale Bereitstellung von Betriebsmedium frei von außenliegenden Leitungsverbindungen zwischen Betriebsmediumquelle und Pumpe erfolgen. Das elektro-hydraulische Antriebsaggregat weist in diesem Fall zumindest Anschlüsse zur hydraulischen Kopplung mit der Zylinder/Kolbeneinheit auf. Vorzugsweise wird in diesem Fall ein geschlossenes hydraulisches System gebildet, in welchem lediglich Leckageverluste auszugleichen sind. In a second embodiment, the electro-hydraulic drive unit includes an internal operating medium source. In this case, a completely decentralized provision of operating medium can take place without external line connections between the operating medium source and the pump. In this case, the electro-hydraulic drive unit has at least connections for hydraulic coupling to the cylinder/piston unit. In this case, a closed hydraulic system is preferably formed, in which only leakage losses have to be compensated for.
Bezüglich der Anordnung des elektro-hydraulischen Antriebsaggregates bestehen grundsätzlich mehrere Möglichkeiten. Vorzugsweise wird jedoch eine Anordnung im Bereich, d.h. räumlicher Nähe zur Zylinder/Kolbeneinheit gewählt, um die erforderlichen Leitungsverbindungen so kurz wie möglich zu halten. Dabei kann das elektro-hydraulische Antriebsaggregat in einer ersten Ausbildung zumindest teilweise in der Kupplungsstange angeordnet werden, während in einer zweiten Ausbildung die Integration direkt mit im Kupplungskopf erfolgt. Erstere Möglichkeit bietet den Vorteil, den Kupplungskopf relativ kompakt zu gestalten und den ohnehin vorhandenen Freiraum in der mit diesem verbundenen Kupplungsstange für die Anordnung zu nutzen, wobei kraft- oder formschlüssige Befestigungsmöglichkeiten für die einzelnen Komponenten oder das kompakte elektro-hydraulische Antriebsaggregat in der Kupplungsstange denkbar sind. In principle, there are several possibilities with regard to the arrangement of the electro-hydraulic drive unit. However, an arrangement in the area, i.e. spatially close to the cylinder/piston unit, is preferably selected in order to keep the necessary line connections as short as possible. In a first embodiment, the electro-hydraulic drive unit can be arranged at least partially in the coupling rod, while in a second embodiment the integration takes place directly in the coupling head. The first option offers the advantage of making the coupling head relatively compact and using the free space that is already available in the coupling rod connected to it for the arrangement, with non-positive or positive fastening options for the individual components or the compact electro-hydraulic drive unit in the coupling rod being conceivable are.
Die Integration im Kupplungskopf gemäß einer zweiten Ausbildung bietet wiederum den Vorteil, dass diese unabhängig von der Ausgestaltung der an diesem anzuschließenden Kupplungsstange erfolgen kann, was gerade für letztere keine speziellen Anpassungen hinsichtlich möglicher Befestigungsmöglichkeiten erfordert. The integration in the coupling head according to a second embodiment in turn offers the advantage that this can be done independently of the design of the coupling rod to be connected to it, which does not require any special adjustments with regard to possible attachment options, especially for the latter.
Besonders kompakt kann die Entkuppeleinrichtung ausgeführt werden, wenn der Motor eine Abtriebsdrehachse aufweist, die zumindest im Wesentlichen radial zur Hauptachse angeordnet ist. Die Abtriebsdrehachse zeigt demnach vorteilhaft in Richtung der Hauptachse beziehungsweise schneidet die Hauptachse oder zumindest einen um die Hauptachse verdrehbaren Hauptbolzen, der drehfest am Herzstück angeschlossen ist. Im Vergleich zu einer Motorabtriebsdrehachse, die windschief oder tangential zu einem solchen Hauptbolzen oder zur Hauptachse angeordnet ist, benötigt die Entkuppeleinrichtung einen wesentlich schmaleren Bauraum, der sich mit seiner Längserstreckung in Richtung der Kupplungsstangenlängsachse beziehungsweise der Kupplungskopfgehäuselängsachse erstreckt und damit leicht innerhalb des Kupplungskopfgehäuses und ggf. dem angrenzenden Bereich der Kupplungsstange untergebracht werden kann. The uncoupling device can be designed to be particularly compact if the motor has an output axis of rotation which is arranged at least essentially radially to the main axis. The output axis of rotation therefore advantageously points in the direction of the main axis or intersects the main axis or at least one main pin which can be rotated about the main axis and which is connected to the frog in a rotationally fixed manner. Compared to an engine output axis of rotation, which is arranged skewed or tangential to such a main pin or the main axis, the uncoupling device requires a much narrower space, which extends with its longitudinal extent in the direction of the longitudinal axis of the coupling rod or the Coupling head housing longitudinal axis extends and can thus be easily accommodated within the coupling head housing and, if necessary, the adjacent area of the coupling rod.
Zum direkten Einwirken des Kolbens der Zylinder/Kolben-Einheit weist das Herzstück zumindest eine Anlagefläche zur Anlage einer Kolbenfläche der Zylinder/Kolbeneinheit auf, welche außerhalb der Hauptachse an diesem angeordnet ist. Die Zylinder/Kolbeneinheit ist dabei derart gegenüber dem Herzstück positioniert, dass der Maximalhub des Kolbens dem Winkelweg (Verdrehwinkel) des Herzstückes von der gekuppelten in die entkuppelte Position entspricht. Vorzugsweise ist der Verfahrweg des Kolbens durch eine theoretische Achse beschreibbar, welche beabstandet zur Hauptachse und windschief oder tangential zur Hauptachse angeordnet ist, um beim Einwirken auf das Herzstück ein Moment um die Hauptachse an diesem zu erzeugen. For the direct action of the piston of the cylinder/piston unit, the frog has at least one contact surface for contacting a piston surface of the cylinder/piston unit, which is arranged on the latter outside of the main axis. The cylinder/piston unit is positioned in relation to the frog in such a way that the maximum stroke of the piston corresponds to the angular path (angle of rotation) of the frog from the coupled to the uncoupled position. Preferably, the displacement path of the piston can be described by a theoretical axis, which is spaced apart from the main axis and arranged skewed or tangential to the main axis in order to generate a moment about the main axis on the frog when it acts on it.
Bevorzugt ist die Entkuppeleinrichtung unabhängig von der Stellung des Herzstücks betätigbar. Die Stellung der Entkuppeleinrichtung, kann bevorzugt mit einem Sensor erfasst werden, um bestimmte Stellungen der Entkuppeleinrichtung überwachen zu können und/oder besser gezielt ansteuern zu können. Dazu ist der Entkuppeleinrichtung eine Steuervorrichtung zugeordnet, welche den Elektromotor entsprechend ansteuert. The uncoupling device can preferably be actuated independently of the position of the frog. The position of the uncoupling device can preferably be detected with a sensor in order to be able to monitor specific positions of the uncoupling device and/or to be able to control it in a better targeted manner. For this purpose, a control device is assigned to the decoupling device, which controls the electric motor accordingly.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung weist die Entkuppeleinrichtung eine Sperrsteilung auf, in der sie ein Verdrehen des Herzstücks aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung blockiert, wobei eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Entkuppeleinrichtung ansteuerbar ist, um diese über eine Zeitspanne dauerhaft in der Sperrsteilung zu halten. Die Dauer der Zeitspanne kann beispielsweise durch eine aktive Betätigung, insbesondere mittels eines Schalters, bestimmt werden, indem beispielsweise das Halten in der Sperrsteilung dann beendet wird, wenn durch den Fahrzeugführer eine Freigabe erfolgt. Prinzipiell könnte auch eine vorbestimmte Zeitspanne ausgewählt werden, die dann automatisch beendet wird. Die erfindungsgemäße Entkuppeleinrichtung wirkt demnach durch den in ihr enthaltenen Motor und ist von der zuvor genannten Arretierung, die rein mechanisch durch gegenseitiges Anfahren von zwei automatischen Zugkupplungen wirkt, zu unterscheiden. Vielmehr ist die Entkuppeleinrichtung zusätzlich zu der mechanischen Arretierung vorgesehen. In a particularly advantageous development, the uncoupling device has a blocking position in which it blocks the frog from rotating from the uncoupled position into the coupled position, with a control device being provided with which the uncoupling device can be controlled in order to keep it permanently in the to maintain lockdown. The duration of the period of time can be determined, for example, by active actuation, in particular by means of a switch, in that, for example, holding in the blocking position is ended when the vehicle driver releases it. In principle, a predetermined period of time could also be selected, which is then ended automatically. The uncoupling device according to the invention therefore acts through the motor contained in it and is to be distinguished from the previously mentioned locking mechanism, which acts purely mechanically by means of two automatic train couplings moving against one another. Rather, the decoupling device is provided in addition to the mechanical locking.
Bevorzugt ist eine Handbetätigungsvorrichtung vorgesehen, mit welcher das Herzstück manuell in die entkuppelte Stellung verbringbar ist. Durch ein Verdrehen des Herzstücks in die entkuppelte Stellung ist eine Entkupplung der automatischen Zugkupplung möglich. A manual operating device is preferably provided, with which the frog can be brought manually into the uncoupled position. The automatic train coupler can be uncoupled by turning the frog into the uncoupled position.
Die automatische Zugkupplung kann, wie eingangs dargelegt, mit einer Arretierung versehen sein, die insbesondere die dargestellte Klinkenstange und den Stempel umfasst und wie eingangs beschrieben wurde arbeitet. As explained at the outset, the automatic train coupling can be provided with a locking device which, in particular, comprises the illustrated ratchet rod and the plunger and works as described at the outset.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug weist eine entsprechende automatische Zugkupplung der dargestellten Art auf. A rail vehicle according to the invention has a corresponding automatic train coupling of the type shown.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden. The invention will be described below using an exemplary embodiment and the figures as an example.
Es zeigen: Show it:
Figur 1a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen automatischenFigure 1a is a sectional view of an automatic according to the invention
Zugkupplung; train coupling;
Figur 1b und 1c den Aufbau einer Entkuppeleinrichtung in schematisiert vereinfachter Darstellung; FIGS. 1b and 1c show the structure of an uncoupling device in a schematic, simplified representation;
Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung in einer Draufsicht schräg von oben; Figur 3 im Detail den Einwirkbereich des Kolbens direkt am Herzstück; Figuren 4a und 4b eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung in einer Draufsicht schräg von oben inm der entkuppelten und der gekuppelten Stellung. FIG. 2 shows a partially sectioned view of an automatic train coupling according to the invention in a plan view obliquely from above; FIG. 3 shows in detail the area of action of the piston directly on the frog; Figures 4a and 4b are a partially sectioned view of an automatic train coupler according to the invention, viewed obliquely from above, in the uncoupled and coupled positions.
In der Figur 1a ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung in einer entkuppelten Stellung des Kuppelverschlusses 3 beziehungsweise von dessen Flerzstück 6 gezeigt. Ferner schematisiert wiedergegeben ist eine zugehörige Entkuppeleinrichtung 11. Im Einzelnen weist die automatische Zugkupplung einen Kupplungskopf 1 auf, der ein Kupplungskopfgehäuse 2 sowie den Kuppelverschluss 3 umfasst. Der Kuppelverschluss 3 ist als Drehverschluss ausgeführt, mit dem Flerzstück 6, an welchem eine Kuppelöse 5 verdrehbar um eine Kuppelösenachse 8 angeschlossen ist. Das Flerzstück 6 wiederum ist drehbar um die Flauptachse 7. Flierzu ist das Flerzstück 6 auf einem Flauptbolzen 19 gelagert und drehfest an diesem angeschlossen. FIG. 1a schematically shows an exemplary embodiment of an automatic train coupling according to the invention in an uncoupled position of the coupling closure 3 or of its felt piece 6. An associated uncoupling device 11 is also shown schematically. The coupling lock 3 is designed as a rotary lock with the felt piece 6 to which a coupling eyelet 5 is connected so that it can rotate about a coupling eyelet axis 8 . The felt piece 6, in turn, can be rotated about the key axis 7. For this purpose, the felt piece 6 is mounted on a key pin 19 and is connected to it in a rotationally fixed manner.
Am Flauptbolzen 19 kann, wie in der Figur 1a dargestellt ist, zum einen eine Flandbetätigungsvorrichtung 20 angreifen, um den Kuppelverschluss 3 manuell zu entkuppeln. Zum anderen kann über den Flauptbolzen 19 ein Aktuator eines hier nicht näher dargestellten Ventils einer Druckluftleitung, insbesondere Bremsluftleitung, angesteuert werden, sodass beim Verdrehen des Kuppelverschlusses 3 in die gekuppelte Stellung das Ventil geöffnet wird und beim Verdrehen des Kuppelverschlusses 3 in die entkuppelte Stellung das Ventil geschlossen wird. As shown in FIG. 1a, on the one hand a flange actuating device 20 can act on the flap bolt 19 in order to manually disengage the coupling lock 3 . On the other hand, the flap pin 19 can be used to control an actuator of a valve of a compressed air line, in particular a brake air line, so that the valve is opened when the coupling closure 3 is rotated into the coupled position and the valve is opened when the coupling closure 3 is rotated into the uncoupled position is closed.
Die Kuppelöse 5 weist ein erstes Ende 5.1 auf, an welchem sie drehbar an dem Flerzstück 6 angeschlossen ist, sowie ein entgegengesetztes zweites Ende 5.2, das in ein Maul 9 des Flerzstücks 6 eines gegengleichen Kupplungskopfes 1 eingespannt werden kann, um die beiden Kupplungsköpfe 1 mechanisch aneinander zu verriegeln. Entsprechend weist die Kuppelöse 5 an ihrem zweiten Ende 5.2 einen hier nicht näher dargestellten Querriegel auf. Das Herzstück 6 jedes Kupplungskopfes 1 ist entgegen der Kraft eines Federspeichers 4, der beispielsweise durch eine oder mehrere Zugfedern gebildet wird, aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung verdrehbar. The coupling eyelet 5 has a first end 5.1, at which it is rotatably connected to the felt piece 6, and an opposite second end 5.2, which can be clamped in a mouth 9 of the felt piece 6 of an opposite coupling head 1 to mechanically connect the two coupling heads 1 to lock together. Correspondingly, at its second end 5.2, the coupling eyelet 5 has a crossbar, which is not shown in detail here. The heart 6 of each coupling head 1 can be rotated from the uncoupled position into the coupled position against the force of a spring accumulator 4, which is formed, for example, by one or more tension springs.
In der Figur 1a ist eine entkuppelte Stellung des Kupplungskopfes 1 beziehungsweise des Kuppelverschlusses 3 gezeigt. Bei einer solchen entkuppelten Stellung, die auch als kuppelbereite Stellung bezeichnet wird, kann es sich auch im die eingangs genannte überzogene Stellung handeln. An uncoupled position of the coupling head 1 or of the coupling closure 3 is shown in FIG. 1a. Such an uncoupled position, which is also referred to as a position ready for coupling, can also be the above-mentioned engaged position.
Wenn in der in der Figur 1a gezeigten entkuppelten Stellung des Kuppelverschlusses beziehungsweise des Herzstücks 6 zwei Kupplungsköpfe 1 aufeinander zubewegt werden, so tauchen die Kegel 21 in die Trichter 22 ein und entriegeln die Arretierung des Kuppelverschlusses 3, beispielsweise indem die Kegel 21 auf die Stempel 26 der Arretierung drücken, dabei eine Rastverbindung beispielsweise der Klinkenstangen 27 lösen, sodass die Herzstücke 6 nicht länger gegen ein Verdrehen in die gekuppelte Stellung blockiert werden und durch die Kraft beispielsweise des Federspeichers 4 sich in die gekuppelte Stellung verdrehen. Dabei rasten die in den Trichtern 22 geführten Kuppelösen 5 in die Herzstückmäuler 9 ein und die beiden Kuppelverschlüsse 3 sind ineinander verhakt. When two coupling heads 1 are moved towards one another in the uncoupled position of the coupling lock or frog 6 shown in Figure 1a, the cones 21 enter the funnels 22 and unlock the locking of the coupling lock 3, for example by the cones 21 pressing on the plungers 26 press the lock, thereby releasing a latching connection, for example of the ratchet rods 27, so that the frogs 6 are no longer blocked against twisting into the coupled position and twist into the coupled position by the force of the spring accumulator 4, for example. The coupling eyes 5 guided in the funnels 22 snap into the frog mouths 9 and the two coupling locks 3 are hooked into one another.
Die Kuppelverschlüsse 3 werden ausschließlich durch Zugkräfte belastet, wohingegen die Druckkräfte über die Stirnflächen 23 der Stirnplatte 24 übertragen werden. The coupling closures 3 are loaded exclusively by tensile forces, whereas the compressive forces are transmitted via the end faces 23 of the end plate 24 .
Die Entkuppeleinrichtung 11 umfasst zumindest einen Elektromotor 12, eine über den Elektromotor 12 antreibbare hydraulische Pumpe, insbesondere hydrostatische Pumpe 30 und eine hydraulisch mit der Pumpe 30 verbindbare Zylinder/Kolbeneinheit 32, deren Kolben 36 am Herzstück 6 wirksam wird. Die hydraulische Kopplung zwischen Pumpe 30 und Zylinder/Kolbeneinheit 32 ist mit 33 bezeichnet. Die Beaufschlagung der Zylinder/Kolbeneinheit 32 mit Betriebsmedium erfolgt über eine Betriebsmediumquelle 34, welche über eine hydraulische Verbindung mit der Pumpe 30 verbunden ist. Das hydraulische System kann als offenes oder geschlossenes System ausgebildet sein. Geschlossene Systeme bieten sich insbesondere bei dezentraler Betriebsmediumversorgung an. The uncoupling device 11 comprises at least one electric motor 12, a hydraulic pump that can be driven by the electric motor 12, in particular a hydrostatic pump 30, and a cylinder/piston unit 32 that can be connected hydraulically to the pump 30, the piston 36 of which acts on the frog 6. The hydraulic coupling between the pump 30 and the cylinder/piston unit 32 is denoted by 33 . The loading of the cylinder / piston unit 32 with operating medium via an operating medium source 34, which has a hydraulic connection with the pump 30 is connected. The hydraulic system can be designed as an open or closed system. Closed systems are particularly suitable for decentralized operating medium supply.
Der Elektromotor 12 und die Pumpe 30 sind vorzugsweise zu einem elektro hydraulischen Antriebsaggregat 31 zusammengefasst. Dazu können beide in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein oder werden aneinander angeflanscht. Eine derartige Ausbildung der Entkuppeleinrichtung 11 ist in Figur 1b in schematisiert stark vereinfachter Darstellung wiedergegeben. In diesem Fall kann die Betriebsmediumquelle 34 auch im Antriebsaggregat 31 integriert sein oder aber außerhalb dessen angeordnet, wie in Figur 1b mittels unterbrochener Linie verdeutlicht. Die Integration der Betriebsmediumquelle 34 in das Antriebsaggragt bietet dabei den Vorteil der Schaffung eines geschlossenen Systems. The electric motor 12 and the pump 30 are preferably combined to form an electro-hydraulic drive unit 31 . For this purpose, both can be accommodated in a common housing or are flanged to one another. Such a design of the uncoupling device 11 is shown in FIG. 1b in a highly simplified schematic representation. In this case, the operating medium source 34 can also be integrated in the drive unit 31 or arranged outside it, as illustrated in FIG. 1b by means of a broken line. The integration of the operating medium source 34 in the drive unit offers the advantage of creating a closed system.
Denkbar ist auch eine aufgelöste Bauweise, wie beispielsweise in Figur 1c wiedergegeben, d.h. Elektromotor 12 und Pumpe 30 sind räumlich getrennt voneinander angeordnet und es besteht lediglich eine Triebverbindung zwischen der Antriebswelle des Elektromotors 12 und einer Eingangswelle der Pumpe 30. A separate design is also conceivable, as shown in Figure 1c, for example, i.e. electric motor 12 and pump 30 are spatially separated from one another and there is only one drive connection between the drive shaft of electric motor 12 and an input shaft of pump 30.
In der Ausführung gemäß Figur 1a sind Elektromotor 12, Pumpe 30 und vorzugsweise auch die Betriebsmediumquelle 34 zumindest teilweise in der Kupplungsstange 10 angeordnet. Denkbar ist auch die vollständige Integration in der Kupplungsstange 10. In the embodiment according to FIG. Complete integration in the coupling rod 10 is also conceivable.
Die Zylinder/Kolbeneinheit 32 ist im Kupplungskopfgehäuse 2 angeordnet. Die Zylinder/Kolbeneinheit 32 ist dabei beabstandet zum elektro-hydraulischen Antriebsaggregat 31 angeordnet, vorzugsweise jedoch in räumlicher Nähe und mit diesem hydraulisch verbunden über die Verbindung 34. Die Anordnung erfolgt derart gegenüber dem Herzstück 6, dass der Kolben 36 gegenüber diesem verfahrbar ist, um ein Moment am Herzstück 6 um die Hauptachse 7 zu erzeugen. Der Kolben 36 weist dazu im vorderen Endbereich eine Wirkfläche auf, die an einem Anlagebereich 14 am Herzstück 6 wirksam wird. Der Kolben 36 der Zylinder/Kolbeneinheit 32 ist dabei beabstandet zur Hauptachse 7 und windschief oder in einem Winkel, vorzugsweise tangential zu dieser angeordnet. Das gilt auch für die den Verfahrweg beschreibbare theoretische Achse 25. The cylinder/piston unit 32 is arranged in the coupling head housing 2 . The cylinder/piston unit 32 is arranged at a distance from the electro-hydraulic drive unit 31, but preferably in close proximity and is hydraulically connected to it via the connection 34. The arrangement takes place in relation to the frog 6 in such a way that the piston 36 can be moved relative to it in order to generate a moment on the frog 6 about the main axis 7 . For this purpose, the piston 36 has an active surface in the front end area, which becomes active on a contact area 14 on the frog 6 . The piston 36 of the cylinder/piston unit 32 is arranged at a distance from the main axis 7 and skewed or at an angle, preferably tangentially thereto. This also applies to the theoretical axis 25, which can be used to describe the travel path.
Bei der Darstellung in der Figur 2 in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht von oben erkennt man, dass alle Komponenten des Kuppelverschlusses 3 innerhalb des Kupplungskopfgehäuses 2 aufgenommen sind und sich in Längsrichtung der Zugkupplung an das Kupplungskopfgehäuse 2 die Kupplungsstange 10 anschließt, welche zusätzlich zu dem Kupplungskopfgehäuse 2 einen Teil der elektrisch Entkuppeleinrichtung 11, hier den Elektromotor 12, aufnimmt. In the representation in Figure 2 in a partially cut-away view from above, it can be seen that all components of the coupling lock 3 are accommodated within the coupling head housing 2 and that the coupling rod 10 is connected to the coupling head housing 2 in the longitudinal direction of the train coupling, which in addition to the coupling head housing 2 a part of the electrically decoupling device 11, here the electric motor 12, accommodates.
Figur 3 verdeutlicht in einer Detailansicht die Einwirkung des Kolbens 36 an einem Anlagebereich 14 am Herzsstück 6. In diesem Fall weist das Herzstück 6 eine zur Wirkfläche am Kolben 36 ausgerichtete Fläche auf, an welcher der Kolben 36 bei seiner Hubbewegung entsprechend des Verfahrweges 25 zur Anlage kommt und bei weiterer Bewegung ein Moment auf das Herzstück 6 um die Hauptachse 7 erzeugt. Figure 3 illustrates in a detailed view the action of the piston 36 on a contact area 14 on the frog 6. In this case, the frog 6 has a surface aligned with the active surface on the piston 36, on which the piston 36 comes into contact during its lifting movement according to the travel path 25 comes and generates a moment on the frog 6 about the main axis 7 with further movement.
Ferner ist eine Steuervorrichtung 13 vorgesehen, mit welcher die Entkuppeleinrichtung 11 ansteuerbar ist, um diese über eine Zeitspanne dauerhaft in einer Sperrsteilung zu halten. Die Dauer der Zeitspanne kann beispielsweise durch eine aktive Betätigung, insbesondere mittels eines Schalters, bestimmt werden, indem beispielsweise das Halten in der Sperrsteilung dann beendet wird, wenn durch den Fahrzeugführer eine Freigabe erfolgt. Prinzipiell könnte auch eine vorbestimmte Zeitspanne ausgewählt werden, die dann automatisch beendet wird. Eine alternative vollständige Aufnahme der kompletten, elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 innerhalb des Kupplungskopfgehäuses 2 ist ebenfalls möglich, jedoch hier nicht dargestellt. Furthermore, a control device 13 is provided, with which the uncoupling device 11 can be controlled in order to keep it permanently in a blocking position over a period of time. The duration of the period of time can be determined, for example, by active actuation, in particular by means of a switch, in that, for example, holding in the blocking position is ended when the vehicle driver releases it. In principle, a predetermined period of time could also be selected, which is then ended automatically. An alternative full accommodation of the complete, electrically operated uncoupling device 11 within the coupling head housing 2 is also possible, but not shown here.
Die Figuren 4a und 4b zeigen einen aufgeschnittenen Kupplungskopf 1 , wobei die Kupplung in der entkuppelten Stellung in Figur 4a und der gekuppelten Stellung in Figur 4b wiedergegeben ist. Die Funktion der elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 kann dabei anhand dieser Figuren erläutert werden. In der Figur 4a ist das Flerzstück 6 in der entkuppelten Stellung gezeigt. Um nun mit das Flerzstück aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung zu verbringen, wird der Zylinder 36 zurückgefahren. Figures 4a and 4b show a sectioned coupling head 1, wherein the coupling is shown in the uncoupled position in Figure 4a and the coupled position in Figure 4b. The function of the electrically operated uncoupling device 11 can be explained with reference to these figures. FIG. 4a shows the felt piece 6 in the uncoupled position. In order to move the felt piece from the uncoupled position to the coupled position, the cylinder 36 is retracted.
Der Wechsel in den ungekuppelten bzw. kuppelbereiten Zustand gemäß Figur 4a erfolgt durch das Auslösen eines Entkuppelsignals, wobei beispielsweise über die Steuervorrichtung 13 der Elektromotor 12 entsprechend angesteuert wird. Dadurch wird über das elektro-hydraulische Antriebsaggregat 31 der Zylinder der Zylinder/Kolbeneinheit 32 mit Druck beaufschlagt und der Kolben 36 fährt aus. Flierdurch wird das Flerzstück 6 in die entkuppelte Position bewegt. Die Bewegung der Kolbenstange 36 endet bei der sogenannten überrissenen Position des als Kupplungsverschluss ausgebildeten Herzstückes 6. Im Anschluss schaltet das Antriebsaggregat 31 wieder um und fährt den Kolben 36 wieder zurück in die Grundposition, d.h. eingefahrene Stellung. Das Herzstück (Verschluss) 6 bewegt sich nun geringfügig zurück bis in die Rastposition (vorgespannte/kuppelbereite Position des Verschlusses) wobei sich der Kolben 36 bereits wieder zurückgefahren in der Grundposition befindet und somit keinen Einfluss auf das Herzstück 6 hat. The change to the uncoupled or coupling-ready state according to FIG. 4a takes place by triggering an uncoupling signal, with the electric motor 12 being controlled accordingly, for example via the control device 13. As a result, pressure is applied to the cylinder of the cylinder/piston unit 32 via the electro-hydraulic drive unit 31 and the piston 36 moves out. Flierby the felt piece 6 is moved into the uncoupled position. The movement of the piston rod 36 ends at the so-called over-torn position of the frog 6 designed as a coupling lock. The drive unit 31 then switches over again and moves the piston 36 back into the basic position, i.e. the retracted position. The frog (bolt) 6 now moves slightly back into the latching position (pretensioned/ready-to-couple position of the bolt), with the piston 36 already being retracted back into the basic position and thus having no effect on the frog 6.
Während des Entkupplungsvorgangs fährt dabei die Kolbenstange 36 gegen eine definierte Kontur des Herzstücks 6 und bewegt dieses über einen bestimmten Winkelweg im Uhrzeigersinn bis der max. Hub erschöpft ist. Dieser Hubweg entspricht dem notwendigen Winkelweg des Herzstücks und den Verschluss bzw. die Kupplung zu entkuppeln. Die Figur 4b zeigt das Herzstück 6 in der gekuppelten Stellung. Zum Wechsel in die gekuppelte Stellung wird das Antriebsaggregat 32 entsprechend angesteuert und die Zylinder/Kolbeneinheit 32 ist in Grundstellung mit eingefahrenen (zurückgezogenen) Kolben 36. Das Herzstück 6 kann den Wechsel von „kuppelbereit“ in „gekuppelt“ kraftfrei ohne jeglichen Einfluss durch die Entkuppeleinrichtung 11 auf die Herzstückbewegung schlagartig ausführen. During the uncoupling process, the piston rod 36 moves against a defined contour of the frog 6 and moves it clockwise over a specific angular path until the maximum stroke is exhausted. This stroke corresponds to the necessary angular travel of the frog and to uncouple the breech or the coupler. FIG. 4b shows frog 6 in the coupled position. To change to the coupled position, the drive unit 32 is actuated accordingly and the cylinder/piston unit 32 is in the basic position with the piston 36 retracted (retracted). 11 perform abruptly on the frog movement.
Bezugszeichenliste reference list
1 Kupplungskopf 1 coupling head
2 Kupplungskopfgehäuse 2 coupling head housing
3 Kuppelverschluss 3 dome closure
4 Federspeicher 4 spring accumulators
5 Kuppelöse 5 dome eyelet
5.1 erstes Ende 5.1 first end
5.2 zweites Ende 5.2 second end
6 Herzstück 6 heart
7 Hauptachse 7 main axis
8 Kuppelösenachse 8 coupling eye axle
9 Maul 9 mouth
10 Kupplungsstange 11 Entkuppeleinrichtung 12 Elektromotor 12.1 Abtriebsdrehachse 10 Coupling rod 11 Uncoupling device 12 Electric motor 12.1 Output rotary axis
13 Steuervorrichtung 13 control device
14 Anlagebereich 18 Sensor 14 plant area 18 sensor
19 Hauptbolzen 19 main bolts
20 Handbetätigungsvorrichtung 21 Kegel 22 Trichter 20 manual operator 21 cone 22 funnel
23 Stirnfläche 23 face
24 Stirnplatte 24 face plate
25 Verfahrweg 25 travel
30 hydraulische Pumpe 30 hydraulic pump
31 elektro-hydraulisches Antriebsaggregat31 electro-hydraulic drive unit
32 Zylinder/Kolbeneinheit 32 cylinder/piston unit
33 hydraulische Kopplung Betriebsmediumquelle Verbindung Kolben 33 hydraulic coupling Operating medium source connection piston

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kupplungskopf (1), der ein Kupplungskopfgehäuse (2) und einen Kuppelverschluss (3) mit Arretierung umfasst, wobei der Kuppelverschluss (3) als Drehverschluss mit einer Kuppelöse (5) und einem Herzstück (6) ausgeführt ist, wobei das Herzstück (6) um eine Hauptachse (7) verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung, die Kuppelöse (5) mit einem ersten Ende (5.1) verdrehbar um eine Kuppelösenachse (8) am Herzstück (6) angeschlossen ist und ein zweites freies Ende (5.2) aufweist; und das Herzstück (6) ein Maul (9) aufweist, das zur Aufnahme eines zweiten Endes (5.2) einer Kuppelöse (5) eines gegengleichen Kupplungskopfes (1) angeordnet ist; mit einer Entkuppeleinrichtung (11) zum Einwirken auf das Herzstück, um das Herzstück (6) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen; dadurch gekennzeichnet, dass die Entkuppeleinrichtung (11) als elektro-hydraulische Entkuppeleinrichtung (31)ausgeführt und entweder vollständig innerhalb des Kupplungskopfgehäuses (2) oder vollständig innerhalb des Kupplungskopfgehäuses (2) und einer sich an das Kupplungskopfgehäuse (2) anschließenden Kupplungsstange (10) angeordnet ist. 1. Automatic train coupling, in particular for a freight wagon of a rail vehicle, with a coupling head (1) which comprises a coupling head housing (2) and a coupling lock (3) with a lock, the coupling lock (3) being a rotary lock with a coupling eyelet (5) and a frog (6), the frog (6) being rotatable about a main axis (7) between a coupled position and an uncoupled position, the coupling eyelet (5) having a first end (5.1) rotatable about a coupling eyelet axis (8) is connected to the frog (6) and has a second free end (5.2); and the frog (6) has a mouth (9) which is arranged to receive a second end (5.2) of a coupling eyelet (5) of an opposite coupling head (1); uncoupling means (11) for acting on the frog to rotate the frog (6) from the coupled position to the uncoupled position; characterized in that the uncoupling device (11) is designed as an electro-hydraulic uncoupling device (31) and is either completely inside the coupling head housing (2) or completely inside the coupling head housing (2) and a coupling rod (10) adjoining the coupling head housing (2). is.
2. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektro-hydraulische Entkuppeleinrichtung (31) einen Elektromotor (12), eine vom Elektromotor (12) antreibbare hydraulische, insbesondere hydrostatische Pumpe (30) und wenigstens eine von der Pumpe (30) beaufschlagbare Zylinder/Kolbeneinheit (32) umfasst, wobei der Kolben (36) der Zylinder/Kolbeneinheit (32) derart angeordnet und ausgebildet ist, direkt auf das Herzstück (6) einzuwirken, um das Herzstück (6) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. 2. Automatic train coupling according to Claim 1, characterized in that the electro-hydraulic uncoupling device (31) has an electric motor (12), a hydraulic, in particular hydrostatic pump (30) which can be driven by the electric motor (12) and at least one of the pump (30) cylinder/piston unit (32) that can be loaded, the piston (36) of the cylinder/piston unit (32) being arranged and designed in such a way act directly on the frog (6) to rotate the frog (6) from the coupled position to the uncoupled position.
3. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12) und die Pumpe (30) zu einem elektro hydraulischen Antriebsaggregat (31) zusammengefasst sind, welches hydraulisch mit der Zylinder/Kolbeneinheit (32) gekoppelt ist. 3. Automatic train coupling according to claim 2, characterized in that the electric motor (12) and the pump (30) are combined to form an electro-hydraulic drive unit (31) which is hydraulically coupled to the cylinder/piston unit (32).
4. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektro-hydraulischen Antriebsaggregat (31) mit einer extern angeordneten Betriebsmediumquelle (34) koppelbar ist oder das elektro hydraulische Antriebsaggregat (31) eine interne Betriebsmediumquelle (34) umfasst. 4. Automatic train coupling according to claim 3, characterized in that the electro-hydraulic drive unit (31) can be coupled to an externally arranged operating medium source (34) or the electro-hydraulic drive unit (31) comprises an internal operating medium source (34).
5. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektro-hydraulischen Antriebsaggregat (31) zumindest teilweise in der Kupplungsstange (10) angeordnet ist. 5. Automatic train coupling according to one of claims 3 to 4, characterized in that the electro-hydraulic drive unit (31) is at least partially arranged in the coupling rod (10).
6. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Elektromotor (12), die Pumpe (30) und in einer Weiterbildung zusätzlich der Zylinder (36) der Zylinder/Kolbeneinheit (32) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. 6. Automatic train coupling according to one of claims 2 to 5, characterized in that at least the electric motor (12), the pump (30) and in a further development also the cylinder (36) of the cylinder/piston unit (32) are arranged in a common housing are.
7. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12), eine Abtriebsdrehachse (12.1) aufweist, die zumindest im Wesentlichen radial zur Hauptachse (7) angeordnet ist. 7. Automatic train coupling according to one of claims 2 to 6, characterized in that the electric motor (12) has an output axis of rotation (12.1) which is arranged at least substantially radially to the main axis (7).
8. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Herzstück (6) zumindest eine Anlagefläche (14) zur Anlage einer Kolbenfläche der Zylinder/Kolbeneinheit (329 aufweist, welche außerhalb der Hauptachse (7) an diesem angeordnet ist und die Zylinder/Kolbeneinheit (32) derart gegenüber dem Herzstück (6) positioniert ist, dass der Maximalhub des Kolbens (36) dem Winkelweg (Verdrehwinkel) des Herzstückes (6) von der gekuppelten in die entkuppelte Position entspricht. 8. Automatic train coupling according to one of claims 2 to 7, characterized in that the frog (6) has at least one contact surface (14) for contacting a piston surface of the cylinder/piston unit (329), which is arranged on this outside of the main axis (7) and the cylinder/piston unit (32) is positioned in relation to the frog (6) in such a way that the maximum stroke of the piston (36) corresponds to the angular path (rotation angle) of the frog (6) from the coupled to the uncoupled position.
9. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (18) vorgesehen ist, der eine Stellung der Entkuppeleinrichtung (11) erfasst. 9. Automatic train coupling according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one sensor (18) is provided which detects a position of the uncoupling device (11).
10. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkuppeleinrichtung (11) eine Sperrsteilung aufweist, in der sie ein Verdrehen des Herzstücks (6) aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung über die Triebverbindung blockiert, wobei eine Steuervorrichtung (28) vorgesehen ist, mit welcher die Entkuppeleinrichtung (11) ansteuerbar ist, um diese über eine Zeitspanne dauerhaft in der Sperrsteilung zu halten. 10. Automatic train coupling according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the uncoupling device (11) has a blocking position in which it blocks the frog (6) from rotating from the uncoupled position into the coupled position via the drive connection, with a Control device (28) is provided, with which the uncoupling device (11) can be controlled in order to keep it permanently in the blocking position over a period of time.
11. Schienenfahrzeug mit einer automatischen Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10. 11. Rail vehicle with an automatic train coupling according to one of claims 1 to 10.
12. Verfahren zum Entkuppeln einer automatischen Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Herzstück (6) über die Triebverbindung durch Antreiben des Motors, insbesondere Elektromotors (12) der Entkuppeleinrichtung (11) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung verdreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorwählbaren Betriebsmodus die Entkuppeleinrichtung (11) in der Sperrsteilung gehalten wird und mit der Entkuppeleinrichtung (11) ein Verdrehen des Herzstücks (6) aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung blockiert wird. 12. Method for uncoupling an automatic train coupling according to one of claims 1 to 10, wherein the frog (6) is rotated via the drive connection by driving the motor, in particular electric motor (12) of the uncoupling device (11) from the coupled position into the uncoupled position , characterized in that in a preselectable operating mode the uncoupling device (11) is held in the blocking position and the uncoupling device (11) blocks rotation of the frog (6) from the uncoupled position into the coupled position.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Betriebsmodus mit der Steuervorrichtung (28) einstellbar ist, in welchem die Entkuppeleinrichtung (11) unmittelbar nach dem Verdrehen des Herzstücks (6) mit der Entkuppeleinrichtung (11) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung ein Verdrehen des Herzstücks (6) aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung wieder freigibt, und ein zweiter Betriebsmodus mit der Steuervorrichtung (28) einstellbar ist, in welchem die Entkuppeleinrichtung (11) in der Sperrsteilung gehalten wird. 13. The method according to claim 12, characterized in that a first operating mode can be set with the control device (28), in which the uncoupling device (11) moves immediately after the crossing of the frog (6) with the uncoupling device (11) from the coupled position into the uncoupled position enables the frog (6) to be rotated from the uncoupled position into the coupled position again, and a second operating mode can be set with the control device (28), in which the uncoupling device (11) is held in the blocking position.
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