EP4339060A1 - Coupling head for an automatic coupling of the scharfenberg type - Google Patents

Coupling head for an automatic coupling of the scharfenberg type Download PDF

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EP4339060A1
EP4339060A1 EP23197197.9A EP23197197A EP4339060A1 EP 4339060 A1 EP4339060 A1 EP 4339060A1 EP 23197197 A EP23197197 A EP 23197197A EP 4339060 A1 EP4339060 A1 EP 4339060A1
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EP
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coupling
shaft
component
output
gear
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Ovalo GmbH
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Ovalo GmbH
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a coupling head for an automatic coupling, in particular for a Scharfenberg coupling, wherein the coupling head has a coupling component which is rotatably mounted about a main axis of rotation and which is designed to interact with a coupling rod of another, in particular the same, coupling head, and wherein the coupling head is pivotally movable has a coupling rod (3) connected to the coupling component, which is designed to interact with a coupling component of the other coupling head.
  • the Scharfenberg coupling is used to automatically couple two rail vehicles to one another. It consists of two identical dome heads that can be automatically coupled together by moving them closer to one another until they reach a stop. Each of the two coupling heads contains a coupling component that is rotatably mounted about a main axis of rotation and is usually designed as a hook disk.
  • the end of a coupling rod, in particular an eyelet rod, is pivotally attached to the rotatably mounted coupling component by means of a swivel joint, the pivot axis of the swivel joint being aligned parallel to the main axis of rotation of the coupling component.
  • each of the eyelet rods can have a so-called eyelet cylinder at its free end, with each of the coupling components also having a hook mouth opposite the swivel joint in relation to the main axis of rotation for receiving the eyelet cylinder of the other eyelet rod.
  • the coupling component is designed as a hook disk, the hook mouth is usually located on its peripheral edge.
  • the two eye cylinders engage in the hook mouths, with the coupling components being in a locking rotational position.
  • you must Rotatably mounted coupling components are each rotated about their main axis of rotation until a release rotation position is reached, until the eye cylinders can come out of the hook mouths.
  • the train coupling has a coupling head, which includes a coupling head housing and a coupling lock with locking mechanism.
  • the dome closure is designed as a twist lock with a dome eyelet and a center piece, the center piece being rotatable about a main axis between a coupled position and an uncoupled position and the dome eyelet having a first end being connected to the center piece so as to be rotatable about a dome eyelet axis.
  • the centerpiece has a mouth which is arranged to receive a second end of a coupling eyelet of a matching coupling head.
  • an electrically operated uncoupling device which comprises an electric motor which is at least indirectly connected to the center piece via a drive connection in order to rotate the center piece from the coupled position into the uncoupled position.
  • the electric motor has an output axis of rotation which is arranged at least substantially radially to the main axis.
  • an angular gear is provided, which forms a drive pinion and a crown gear or bevel gear which meshes with it and whose axis of rotation is parallel to the main axis.
  • a coupling head of the type mentioned which is characterized in that the coupling head has an actuator with an electric drive motor and with a electric drive motor has a three-shaft gearbox connected downstream in terms of drive technology, the output of which is coupled to the coupling component in order to release the coupling component from a coupling rotational position and / or to rotate it into a release rotational position if necessary, driven by a motor, the axis of rotation of the rotor of the drive motor and / or the axis of rotation of the three-shaft gear is or are aligned parallel or coaxial to the main axis of rotation of the coupling component.
  • the coupling component can in particular be designed as a hook disk. However, it is also possible for the coupling component to be designed differently.
  • the coupling component can be a rotatably mounted component on which a coupling rod is articulated and which has a coupling element, in particular a receptacle for a counter-coupling element, for example an eye cylinder, the coupling rod of another coupling head.
  • the output of the three-shaft gear is coupled to the coupling component via a lever arrangement.
  • the lever arrangement can have a transmission rod which, on the one hand, is pivotally connected to the output of the three-shaft gear and, on the other hand, is pivotally connected to the coupling component.
  • the output of the three-shaft transmission can have an output lever, in particular an output lever that is connected in an articulated manner to the transmission rod.
  • a flexspline of the tension shaft transmission can function as an output and have the output lever for coupling to the coupling component.
  • the output of the three-shaft gearbox can be, for example, via a spur gear toothing can be coupled to the coupling component.
  • an output shaft of the three-shaft transmission can have external teeth that mesh with external teeth of the coupling component.
  • a circular spline or a dynamic spline of the tension wave gear can advantageously function as an output and have the external teeth for coupling to the coupling component.
  • the output of the three-shaft gearbox carries the coupling component.
  • Such a design does not require a transmission gear that is connected between the output of the three-shaft gear and the coupling component.
  • a rotational bearing of the output of the three-shaft transmission functions as a rotary bearing for the coupling component.
  • a three-shaft transmission is understood in particular to mean a transmission that has three shafts, each of which functions either as a drive shaft, an output shaft or as a shaft that is held in place (for example relative to a frame or a housing of the three-shaft transmission).
  • the three-shaft transmission can be designed as a tension wave transmission that has a circular spline, a flexspline and a shaft generator, wherein the tension wave transmission can be operated, for example, in such a way that the wave generator acts as a drive shaft, the flexspline as an output shaft and the circular spline as a (for example housing) or frame-fixed) shaft acts.
  • the three-shaft gear can alternatively be designed as a planetary gear, in which, for example, the sun gear acts as a drive shaft and the ring gear acts as an output shaft, while the planet carrier acts as a fixed shaft (for example fixed to the housing or frame).
  • a three-shaft gearbox can also be operated as a summing gearbox, with two of the shafts acting as drive shafts and one of the three shafts acting as an output shaft.
  • a three-shaft gearbox can also be operated as a transfer case, with two of the shafts acting as output shafts and one of the three shafts acting as a drive shaft.
  • a two-shaft gearbox has one shaft that acts as the input shaft and one that acts as the output shaft, and there is no third shaft coupled to the other two shafts that acts as the input shaft, output shaft, or captured shaft.
  • bevel gears also known as angular gears
  • the coupling head has a freewheel.
  • the freewheel can advantageously be arranged in such a way that it decouples the actuator from a rotation of the coupling component during a coupling process.
  • the freewheel can be designed and arranged in such a way that the transmission is not driven back by a coupling process and/or that the rotor of the drive motor is not rotated by a coupling process.
  • Such a design is particularly advantageous because the actuator is decoupled from the hook disk by means of the freewheel and the coupling component is unhindered when necessary, in particular before or during a coupling process (for example driven by a spring device or by the coupling rod of the other coupling head which dips into the coupling head ) can be turned into the locking rotation position.
  • a coupling process for example driven by a spring device or by the coupling rod of the other coupling head which dips into the coupling head ) can be turned into the locking rotation position.
  • the actuator does not have to be driven back in order to transfer the coupling component into the coupling rotational position. This protects the actuator and makes it easier the coupling process.
  • the output of the three-shaft transmission can be coupled to the coupling component via the freewheel.
  • the freewheel can be connected between the output of the three-shaft gearbox and the coupling component.
  • the output of the three-shaft transmission it is also possible, for example, for the output of the three-shaft transmission to include the freewheel.
  • the freewheel can also be arranged in such a way that when the coupling component is transferred from the release rotational position to the coupling rotational position (for example driven by a spring device or by the coupling rod of the other coupling head immersed in the coupling head), it does not support the electric drive motor Three-shaft gearbox decoupled from a rotary movement of the coupling component.
  • the freewheel can be connected between the electric drive motor and the three-shaft gearbox.
  • the drive motor is arranged coaxially to the three-shaft gearbox.
  • the drive motor can have an output shaft which is connected in a rotationally rigid manner to a drive shaft of the three-shaft transmission.
  • an output shaft of the drive motor and a drive shaft of the three-shaft transmission are made in one piece from the same piece of raw material.
  • the drive motor is arranged axially parallel to the three-shaft transmission.
  • a traction drive in particular a belt drive, can be present, which transmits a torque from an output component of the drive motor, for example an output shaft, to a drive component of the three-shaft transmission.
  • the coupling head preferably has a housing which houses at least the coupling component.
  • the housing also houses the actuator at least partially, in particular completely.
  • the actuator is particularly well protected against damage and contamination.
  • the drive motor can be arranged outside the housing while the three-shaft gear is arranged inside the housing.
  • Such a design has the particular advantage that the drive motor is easily accessible, for example for maintenance work, and that electrical lines for supplying the drive motor with energy and/or for controlling the drive motor do not have to be laid into the housing of the coupling head.
  • At least one component of the actuator is connected to the housing in a rotationally fixed manner.
  • at least one component of the actuator is attached, in particular directly, to the housing in a rotationally fixed manner.
  • the three-shaft transmission can be constructed in such a way that one of the shafts of the three-shaft transmission is rotatably mounted relative to another shaft of the three-shaft transmission.
  • the transmission can be, for example, a tension shaft transmission, in which a circular spline is rotatably mounted relative to a flexspline or relative to a drive shaft connected to a wave generator by means of the roller bearing.
  • the voltage wave gear can be designed as a ring gear.
  • the circular spline can be rotatably mounted relative to a dynamic spline by means of the roller bearing.
  • the rolling bearing can in particular be an output bearing of the three-shaft transmission.
  • the three-shaft transmission can advantageously have a drive shaft designed as a hollow shaft. With regard to a compact design, this makes it possible, for example, for an output shaft of the three-shaft transmission to run through the drive shaft.
  • the three-shaft transmission can advantageously have an Oldham clutch.
  • the drive motor can be coupled to the three-shaft transmission via the Oldham clutch.
  • the Oldham coupling can be used to compensate for an axial offset and/or to decouple the three-shaft gearbox and the drive motor from each other with regard to radial movements.
  • the three-shaft transmission can, as already mentioned, be a tension shaft transmission.
  • the voltage wave gear can be designed in particular as a pot gear or as a hat gear.
  • the voltage wave gear can be designed as a ring gear.
  • a circular spline or a dynamic spline of the tension shaft transmission forms the output or is part of the output.
  • a flexspline of the tension shaft gear can form the output or be part of the output.
  • the gearbox can advantageously be, for example, a cycloidal gearbox or a planetary gearbox.
  • an automatic coupling in particular a Scharfenberg coupling, which has two, in particular identical, coupling heads according to the invention that can be coupled to one another.
  • a coupling state of the coupling heads can be released remotely using the actuator.
  • the coupling component of at least one of the coupling heads is rotated into the release rotational position to release the coupling connection, in which the coupling rods are released from the coupling components, so that the coupling heads can be spatially separated from one another.
  • a vehicle in particular a rail vehicle, for example a wagon or a locomotive, which has at least one coupling head according to the invention, preferably two coupling heads according to the invention.
  • a train of several vehicles, in particular rail vehicles, is also particularly advantageous, with immediately adjacent vehicles being coupled to one another by means of an automatic coupling according to the invention.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a coupling head according to the invention.
  • the coupling head has a coupling component 2 which is rotatably mounted about a main axis of rotation 1 (running perpendicular to the plane of the drawing) and which is designed to interact with a coupling rod 3 of a different, in particular identical, coupling head (not shown in this figure).
  • the coupling head also has a coupling rod 3 which is pivotally connected to the coupling component 2 and is designed to cooperate with a coupling component 2 of the other coupling head (not shown).
  • the coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 (not explicitly shown in this figure) and with a Electric drive motor 5 has a three-shaft gearbox 6 connected downstream (not explicitly shown in this figure).
  • the three-shaft gear 6 has an output 7, which is designed as an output lever 8.
  • the output lever 8 is coupled to the coupling component 2 by means of a transmission rod 9 in order to release the coupling component 2, driven by a motor, from a coupling rotational position and/or to rotate it into a release rotational position if necessary.
  • the transmission rod 9 is, on the one hand, pivotally connected to the output lever 8 and, on the other hand, pivotally connected to the coupling component 2.
  • the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 (running perpendicular to the plane of the drawing) is aligned parallel to the main axis of rotation 1 of the coupling component 2.
  • the coupling head has a housing 12 which houses the coupling component 2.
  • the housing 12 also houses the actuator 4.
  • the actuator 4 is connected to the housing 12 in a rotationally fixed manner.
  • the housing 12 has an insertion opening 13 for the coupling rod 3 (not shown) of another coupling head.
  • the free end of the coupling rod 3 of the other coupling head is designed and intended to engage in a hook mouth 14 of the coupling component 2.
  • the coupling component 2 is rotated from the coupling rotational position into a release rotational position along the direction of rotation illustrated by the arrow 15.
  • the coupling head has a freewheel 11 below the output lever 8.
  • the freewheel 11 is arranged in such a way that it decouples the three-shaft gear 6 and the electric drive motor 5 from a rotation of the coupling component 2 with the opposite direction of rotation (opposite to the direction of rotation illustrated by the arrow 15).
  • Figure 2 shows a cross-sectional view of a detail of a second embodiment of a coupling head according to the invention.
  • the coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5.
  • the three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear in a pot design.
  • the drive motor 5 is arranged axially parallel to the three-shaft transmission. This means that the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 is arranged parallel to the axis of rotation 16 of the drive motor 5. The axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 and the axis of rotation 16 of the drive motor 5 are also aligned parallel to the main axis of rotation 1 (not shown in this figure) of the coupling component 2 (not shown in this figure).
  • the traction drive 17 which transmits torque from an output component 18 of the drive motor 5, namely an output shaft, to a drive component 19 of the three-shaft transmission 6.
  • the traction drive 17 has a belt 20 as a traction mechanism and a pulley 21, which is connected to the drive component 19 in a rotationally fixed manner.
  • the three-shaft gear 6 has an output 7 which is connected to an output lever 8 in a rotationally fixed manner.
  • the output lever 8 can be coupled to the coupling component 2 (not shown) by means of a transmission rod 9 (not shown in this figure) in order to release the coupling component 2 from a coupling rotational position in a motor-driven manner if necessary and/or into a release rotational position turn.
  • the transmission rod 9 can be pivotally connected to the output lever 8 on the one hand and, on the other hand, pivotally connected to the coupling component 2 be.
  • the three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear and has a wave generator 22.
  • the wave generator 22 contains an elliptical deformation body 23, which is rotatably mounted within a cup-shaped flexspline 25 by means of a radially flexible wave generator bearing 24.
  • the drive component 19 is manufactured in one piece with the deformation body 23.
  • the cup-shaped flexspline 25 has an external toothing 26 which meshes with the internal toothing 27 of a circular spline 28 at at least two points.
  • the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a rolling bearing 29. In addition, the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a further rolling bearing 30.
  • Figure 3 shows a cross-sectional view of a detail of a third embodiment of a coupling head according to the invention.
  • the coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5.
  • the three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear in a pot design.
  • the drive motor 5 is arranged coaxially with the three-shaft transmission. This means that the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 is arranged coaxially to the axis of rotation 16 of the drive motor 5.
  • the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 and the axis of rotation 16 of the drive motor 5 are also aligned parallel to the main axis of rotation 1 (not shown in this figure) of the coupling component 2 (not shown in this figure).
  • the output component 18 of the drive motor 5 is manufactured in one piece with the drive component 19 of the three-shaft transmission 6.
  • the three-shaft gear 6 has an output 7 which is connected to an output lever 8 in a rotationally fixed manner.
  • the output lever 8 can be coupled to the coupling component 2 (not shown) by means of a transmission rod 9 (not shown in this figure) in order to release the coupling component 2 from a coupling rotational position in a motor-driven manner if necessary and/or into a release rotational position turn.
  • the transmission rod 9 can be pivotally connected to the output lever 8 on the one hand and pivotally connected to the coupling component 2 on the other hand.
  • the three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear and has a wave generator 22.
  • the wave generator 22 contains an elliptical deformation body 23, which is rotatably mounted within a cup-shaped flexspline 25 by means of a radially flexible wave generator bearing 24.
  • the drive component 19 is manufactured in one piece with the deformation body 23, although a multi-part design, for example with a drive component 19 that is connected to the deformation body 23 by means of a screw connection or a welded connection, is also possible.
  • the cup-shaped flexspline 25 has an external toothing 26 which meshes with the internal toothing 27 of a circular spline 28 at at least two points.
  • the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a rolling bearing 29. In addition, the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a further rolling bearing 30.
  • Figure 4 shows a fourth embodiment of a coupling head according to the invention.
  • the coupling head has a coupling component 2 which is rotatably mounted about a main axis of rotation 1 (running perpendicular to the plane of the drawing), which is designed to interact with a coupling rod 3 of a different, in particular identical, coupling head (not shown in this figure).
  • the coupling head also has a coupling rod 3 which is pivotally connected to the coupling component 2 and is designed to cooperate with a coupling component 2 of the other coupling head (not shown).
  • the coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 (not explicitly shown in this figure) and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5 (not explicitly shown in this figure).
  • the three-shaft gear 6 has an output 7 with a first spur gear 31, which is in mesh with a second spur gear 32 of the coupling component 2.
  • the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 (running perpendicular to the plane of the drawing) is aligned parallel to the main axis of rotation 1 of the coupling component 2.
  • the coupling head has a housing 12 which houses the coupling component 2.
  • the housing 12 also houses the actuator 4.
  • the actuator 4 is connected to the housing 12 in a rotationally fixed manner.
  • the housing 12 has an insertion opening 13 for the coupling rod 3 (not shown) of another coupling head.
  • the free end of the coupling rod 3 of the other coupling head is designed and intended to engage in a hook mouth 14 of the coupling component 2.
  • the coupling head has a freewheel 11.
  • the freewheel 11 is arranged in such a way that it prevents the three-shaft gear 6 and the electric drive motor 5 from rotating the coupling component 2 decoupled in the opposite direction of rotation (opposite to the direction of rotation illustrated by arrow 15).
  • Figure 5 shows a fifth embodiment of a coupling head according to the invention.
  • the coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5.
  • the three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear in a pot design.
  • the drive motor 5 is arranged coaxially with the three-shaft transmission. This means that the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 is arranged coaxially to the axis of rotation 16 of the drive motor 5.
  • the three-shaft transmission 6 has an output 7 which carries the coupling component 2.
  • the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 and the axis of rotation 16 of the drive motor 5 are also aligned coaxially with the main axis of rotation 1 of the coupling component 2.
  • the output component 18 of the drive motor 5 is manufactured in one piece with the drive component 19 of the three-shaft transmission 6.
  • the three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear and has a wave generator 22.
  • the wave generator 22 contains an elliptical deformation body 23, which is rotatably mounted within a cup-shaped flexspline 25 by means of a radially flexible wave generator bearing 24.
  • the drive component 19 is manufactured in one piece with the deformation body 23.
  • the cup-shaped Flexspline 25 has an external toothing 26, which is one with the internal toothing 27 Circular splines 28 mesh in at least two places.
  • the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a rolling bearing 29.
  • the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a further rolling bearing 30.
  • the rotational bearing of the output 7 realized by means of the roller bearing 29 is also the rotary bearing of the coupling component 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Retarders (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskopf für eine automatische Kupplung, insbesondere für eine Scharfenbergkupplung, wobei der Kupplungskopf ein um eine Hauptdrehachse (1) drehbar gelagertes Koppelbauteil (2) aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit einer Koppelstange (3) eines anderen, insbesondere gleichen, Kupplungskopfs zusammenzuwirken, und wobei der Kupplungskopf eine schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil (2) verbundene Koppelstange (3) aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit einem Koppelbauteil (2) des anderen Kupplungskopfs zusammenzuwirken. Der Kupplungskopf zeichnet sich dadurch aus, dass der Kupplungskopf einen Aktuator (4) mit einem elektrischen Antriebsmotor (5) und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor (5) triebtechnisch nachgeschalteten Dreiwellengetriebe (6) aufweist, dessen Abtrieb an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist, um das Koppelbauteil (2) bei Bedarf motorisch angetrieben aus einer Koppel-Drehstellung zu lösen und/oder in eine Freigabe-Drehstellung zu drehen, wobei die Rotationsachse (16) des Rotors des Antriebsmotors (5) und/oder die Rotationsachse (10) des Dreiwellengetriebes (6) parallel oder koaxial zu der Hauptdrehachse (1) des Koppelbauteils (2) ausgerichtet ist bzw. sind.The invention relates to a coupling head for an automatic coupling, in particular for a Scharfenberg coupling, wherein the coupling head has a coupling component (2) which is rotatably mounted about a main axis of rotation (1) and is designed to be connected to a coupling rod (3) of another, in particular the same, Coupling head to cooperate, and wherein the coupling head has a pivotally connected to the coupling component (2) coupling rod (3), which is designed to cooperate with a coupling component (2) of the other coupling head. The coupling head is characterized in that the coupling head has an actuator (4) with an electric drive motor (5) and with a three-shaft gearbox (6) connected downstream of the electric drive motor (5), the output of which is coupled to the coupling component (2), in order to release the coupling component (2) from a coupling rotational position and/or into a release rotational position if necessary, whereby the axis of rotation (16) of the rotor of the drive motor (5) and/or the axis of rotation (10) of the Three-shaft gear (6) is or are aligned parallel or coaxial to the main axis of rotation (1) of the coupling component (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskopf für eine automatische Kupplung, insbesondere für eine Scharfenbergkupplung, wobei der Kupplungskopf ein um eine Hauptdrehachse drehbar gelagertes Koppelbauteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit einer Koppelstange eines anderen, insbesondere gleichen, Kupplungskopfs zusammenzuwirken, und wobei der Kupplungskopf eine schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil verbundene Koppelstange (3) aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit einem Koppelbauteil des anderen Kupplungskopfs zusammenzuwirken.The invention relates to a coupling head for an automatic coupling, in particular for a Scharfenberg coupling, wherein the coupling head has a coupling component which is rotatably mounted about a main axis of rotation and which is designed to interact with a coupling rod of another, in particular the same, coupling head, and wherein the coupling head is pivotally movable has a coupling rod (3) connected to the coupling component, which is designed to interact with a coupling component of the other coupling head.

Aus DE 149727 A ist eine Mittelpufferkupplung, die auch als Scharfenbergkupplung bezeichnet wird, bekannt. Die Scharfenbergkupplung dient dazu, zwei Schienenfahrzeuge automatisch aneinander zu kuppeln. Sie besteht aus zwei gleichen Kuppelköpfen, die automatisch miteinander verkoppelt werden können, indem sie bis zum Erreichen eines Anschlages einander angenähert werden. Jeder der beiden Kuppelköpfe beinhaltet einen um eine Hauptdrehachse drehbar gelagertes Koppelbauteil, das zumeist als eine Hakenscheibe ausgebildet ist. An dem drehbar gelagerten Koppelbauteil ist das Ende einer Koppelstange, insbesondere einer Ösenstange, mittels eines Drehgelenks schwenkbeweglich befestigt, wobei die Schwenkachse des Drehgelenks parallel zu der Hauptdrehachse des Koppelbauteils ausgerichtet ist. Beispielsweise kann jede der Ösenstangen an ihrem freien Ende einen sog. Ösenzylinder aufweisen, wobei jedes der Koppelbauteile außerdem bezogen auf die Hauptdrehachse dem Drehgelenk gegenüberliegend ein Hakenmaul zur Aufnahme des Ösenzylinders der jeweils anderen Ösenstange aufweist. Wenn das Koppelbauteil als Hakenscheibe ausgebildet ist, befindet sich das Hakenmaul zumeist an ihrem Umfangsrand. Im Koppelzustand greifen die beiden Ösenzylinder in die Hakenmäuler ein, wobei sich die Koppelbauteile in einer Verriegelungs-Drehstellung befinden. Zum Lösen des Kopplungszustandes müssen die drehbar gelagerten Koppelbauteile jeweils um ihre Hauptdrehachse bis zum Erreichen einer Freigabe-Drehstellung gedreht werden, bis die Ösenzylinder aus den Hakenmäulern gelangen können.Out of DE 149727 A is a center buffer coupling, also known as a Scharfenberg coupling. The Scharfenberg coupling is used to automatically couple two rail vehicles to one another. It consists of two identical dome heads that can be automatically coupled together by moving them closer to one another until they reach a stop. Each of the two coupling heads contains a coupling component that is rotatably mounted about a main axis of rotation and is usually designed as a hook disk. The end of a coupling rod, in particular an eyelet rod, is pivotally attached to the rotatably mounted coupling component by means of a swivel joint, the pivot axis of the swivel joint being aligned parallel to the main axis of rotation of the coupling component. For example, each of the eyelet rods can have a so-called eyelet cylinder at its free end, with each of the coupling components also having a hook mouth opposite the swivel joint in relation to the main axis of rotation for receiving the eyelet cylinder of the other eyelet rod. If the coupling component is designed as a hook disk, the hook mouth is usually located on its peripheral edge. In the coupling state, the two eye cylinders engage in the hook mouths, with the coupling components being in a locking rotational position. To release the coupling state, you must Rotatably mounted coupling components are each rotated about their main axis of rotation until a release rotation position is reached, until the eye cylinders can come out of the hook mouths.

Aus DE 10 2012 133 227 A1 ist eine automatische Zugkupplung bekannt. Die Zugkupplung weist einen Kupplungskopf, der ein Kupplungskopfgehäuse und einen Kuppelverschluss mit Arretierung umfasst, auf. Der Kuppelverschluss ist als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt, wobei das Herzstück um eine Hauptachse zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung verdrehbar ist und wobei die Kuppelöse mit einem ersten Ende verdrehbar um eine Kuppelösenachse am Herzstück angeschlossen ist. Das Herzstück weist ein Maul auf, das zur Aufnahme eines zweiten Endes einer Kuppelöse eines gegengleichen Kupplungskopfes angeordnet ist. Es ist eine elektrisch betätigte Entkuppeleinrichtung vorhanden, die einen Elektromotor umfasst, der über eine Triebverbindung zumindest mittelbar am Herzstück angeschlossen ist, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. Der Elektromotor weist eine Abtriebsdrehachse auf, die zumindest im Wesentlichen radial zur Hauptachse angeordnet ist. Zwischen dem Elektromotor und dem Herzstück ist ein Winkelgetriebe vorgesehen, das ein Antriebsritzel und ein mit diesem in verzahnten Eingriff stehendes Kronenrad oder Kegelrad gebildet ist, dessen Drehachse parallel zur Hauptachse ist. Eine ähnliche Zugkupplung ist aus DE 10 2021 132991 A1 bekannt.Out of DE 10 2012 133 227 A1 an automatic train coupling is known. The train coupling has a coupling head, which includes a coupling head housing and a coupling lock with locking mechanism. The dome closure is designed as a twist lock with a dome eyelet and a center piece, the center piece being rotatable about a main axis between a coupled position and an uncoupled position and the dome eyelet having a first end being connected to the center piece so as to be rotatable about a dome eyelet axis. The centerpiece has a mouth which is arranged to receive a second end of a coupling eyelet of a matching coupling head. There is an electrically operated uncoupling device which comprises an electric motor which is at least indirectly connected to the center piece via a drive connection in order to rotate the center piece from the coupled position into the uncoupled position. The electric motor has an output axis of rotation which is arranged at least substantially radially to the main axis. Between the electric motor and the core, an angular gear is provided, which forms a drive pinion and a crown gear or bevel gear which meshes with it and whose axis of rotation is parallel to the main axis. A similar train coupling is out DE 10 2021 132991 A1 known.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kupplungskopf anzugeben, der bei robustem und kompaktem Aufbau ein zuverlässiges Lösen eines Koppelzustandes zweier Kuppelköpfe ermöglicht.It is the object of the present invention to provide a coupling head which, with a robust and compact structure, enables a reliable release of a coupling state between two coupling heads.

Die Aufgabe wird durch einen Kupplungskopf der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kupplungskopf einen Aktuator mit einem elektrischen Antriebsmotor und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor triebtechnisch nachgeschalteten Dreiwellengetriebe aufweist, dessen Abtrieb an das Koppelbauteil angekoppelt ist, um das Koppelbauteil bei Bedarf motorisch angetrieben aus einer Koppel-Drehstellung zu lösen und/oder in eine Freigabe-Drehstellung zu drehen, wobei die Rotationsachse des Rotors des Antriebsmotors und/oder die Rotationsachse des Dreiwellengetriebes parallel oder koaxial zu der Hauptdrehachse des Koppelbauteils ausgerichtet ist bzw. sind.The task is achieved by a coupling head of the type mentioned, which is characterized in that the coupling head has an actuator with an electric drive motor and with a electric drive motor has a three-shaft gearbox connected downstream in terms of drive technology, the output of which is coupled to the coupling component in order to release the coupling component from a coupling rotational position and / or to rotate it into a release rotational position if necessary, driven by a motor, the axis of rotation of the rotor of the drive motor and / or the axis of rotation of the three-shaft gear is or are aligned parallel or coaxial to the main axis of rotation of the coupling component.

Das Koppelbauteil kann insbesondere als Hakenscheibe ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das Koppelbauteil anders ausgebildet ist. Ganz allgemein kann das Koppelbauteil ein drehbar gelagertes Bauteil sein, an dem eine Koppelstange gelenkig angeordnet ist und das ein Ankoppelelement, insbesondere eine Aufnahme für ein Gegenankoppelelement, beispielsweise einen Ösenzylinder, der Koppelstange eines anderen Kupplungskopfes aufweist.The coupling component can in particular be designed as a hook disk. However, it is also possible for the coupling component to be designed differently. In general, the coupling component can be a rotatably mounted component on which a coupling rod is articulated and which has a coupling element, in particular a receptacle for a counter-coupling element, for example an eye cylinder, the coupling rod of another coupling head.

Bei einer besonderen Ausführung ist der Abtrieb des Dreiwellengetriebes über eine Hebelanordnung an das Koppelbauteil angekoppelt. Eine solche Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass sie einfach und besonders robust ausgebildet werden kann. Beispielsweise kann die Hebelanordnung einen Übertragungsstab aufweisen, der einerseits schwenkbeweglich mit dem Abtrieb des Dreiwellengetriebes und andererseits schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil verbunden ist. Der Abtrieb des Dreiwellengetriebes kann einen Abtriebshebel aufweisen, insbesondere einen Abtriebshebel, der gelenkig mit dem Übertragungsstab verbunden ist. Beispielsweise wenn das Dreiwellengetriebe als Spannungswellengetriebe ausgebildet ist, kann beispielsweise ein Flexspline des Spannungswellengetriebes als Abtrieb fungieren und zur Ankopplung an das Koppelbauteil den Abtriebshebel aufweisen.In a special version, the output of the three-shaft gear is coupled to the coupling component via a lever arrangement. Such a design has the particular advantage that it can be designed to be simple and particularly robust. For example, the lever arrangement can have a transmission rod which, on the one hand, is pivotally connected to the output of the three-shaft gear and, on the other hand, is pivotally connected to the coupling component. The output of the three-shaft transmission can have an output lever, in particular an output lever that is connected in an articulated manner to the transmission rod. For example, if the three-shaft transmission is designed as a tension shaft transmission, a flexspline of the tension shaft transmission can function as an output and have the output lever for coupling to the coupling component.

Alternativ kann der Abtrieb des Dreiwellengetriebes beispielsweise über eine Stirnradverzahnung an das Koppelbauteil angekoppelt sein. Beispielsweise kann eine Abtriebswelle des Dreiwellengetriebes eine Außenverzahnung aufweisen, die mit einer Außenverzahnung des Koppelbauteils in Zahneingriff steht. Beispielsweise wenn das Dreiwellengetriebe als Spannungswellengetriebe ausgebildet ist, kann vorteilhaft ein Circularspline oder ein Dynamicspline des Spannungswellengetriebes als Abtrieb fungieren und zur Ankopplung an das Koppelbauteil die Außenverzahnung aufweisen.Alternatively, the output of the three-shaft gearbox can be, for example, via a spur gear toothing can be coupled to the coupling component. For example, an output shaft of the three-shaft transmission can have external teeth that mesh with external teeth of the coupling component. For example, if the three-shaft gear is designed as a tension wave gear, a circular spline or a dynamic spline of the tension wave gear can advantageously function as an output and have the external teeth for coupling to the coupling component.

Bei einer ganz besonderen Ausführung trägt der Abtrieb des Dreiwellengetriebes das Koppelbauteil. Eine solche Ausführung kommt ohne ein Übertragungsgetriebe aus, das zwischen den Abtrieb des Dreiwellengetriebes und das Koppelbauteil geschaltet ist. Insbesondere hierbei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine Rotationslagerung des Abtriebs des Dreiwellengetriebes als Drehlagerung für das Koppelbauteil fungiert.In a very special version, the output of the three-shaft gearbox carries the coupling component. Such a design does not require a transmission gear that is connected between the output of the three-shaft gear and the coupling component. In particular, it can advantageously be provided here that a rotational bearing of the output of the three-shaft transmission functions as a rotary bearing for the coupling component.

Unter einem Dreiwellengetriebe wird insbesondere ein Getriebe verstanden, das drei Wellen aufweist, von denen jede entweder als eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle oder als eine (beispielsweise relativ zu einem Gestell oder einem Gehäuse des Dreiwellengetriebes) festgehaltene Welle fungiert. Beispielsweise kann das Dreiwellengetriebe als ein Spannungswellengetriebe ausgebildet sein, das einen Circularspline, einen Flexspline und einen Wellengenerator aufweist, wobei das Spannungswellengetriebe beispielsweise in der Weise betrieben werden kann, dass der Wellengenerator als Antriebswelle, der Flexspline als Abtriebswelle und der Circularspline als (beispielsweise gehäuse- oder gestellfeste) festgehaltene Welle fungiert. Beispielsweise kann das Dreiwellengetriebe alternativ als Planetengetriebe ausgebildet sein, bei dem beispielsweise das Sonnenrad als Antriebswelle und das Hohlrad als Abtriebswelle fungiert, während der Planetenträger als (beispielsweise gehäuse- oder gestellfeste) festgehaltene Welle fungiert. Beispielsweise kann ein Dreiwellengetriebe auch als Summiergetriebe betrieben werden, wobei zwei der Wellen als Antriebswellen und eine der drei Wellen als Abtriebswelle fungiert. Beispielsweise kann ein Dreiwellengetriebe auch als Verteilergetriebe betrieben werden, wobei zwei der Wellen als Abtriebswellen und eine der drei Wellen als Antriebswelle fungiert. Ein Betrieb des Dreiwellengetriebes als Summiergetriebe oder als Verteilergetriebe spielt im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch keine oder allenfalls eine untergeordnete Rolle. Im Gegensatz zu einem Dreiwellengetriebe hat ein Zweiwellengetriebe eine als Antriebswelle und eine als Abtriebswelle fungierende Welle, wobei es keine dritte Welle gibt, die mit den beiden anderen Wellen verkoppelt ist und die als Antriebswelle, Abtriebswelle oder festgehaltene Welle fungiert. Beispielsweise sind Kegelradgetriebe, auch Winkelgetriebe genannt, Zweiwellengetriebe mit einer einzigen Antriebswelle und einer einzigen Abtriebswelle, die zumeist um 90° zueinander versetzt sind.A three-shaft transmission is understood in particular to mean a transmission that has three shafts, each of which functions either as a drive shaft, an output shaft or as a shaft that is held in place (for example relative to a frame or a housing of the three-shaft transmission). For example, the three-shaft transmission can be designed as a tension wave transmission that has a circular spline, a flexspline and a shaft generator, wherein the tension wave transmission can be operated, for example, in such a way that the wave generator acts as a drive shaft, the flexspline as an output shaft and the circular spline as a (for example housing) or frame-fixed) shaft acts. For example, the three-shaft gear can alternatively be designed as a planetary gear, in which, for example, the sun gear acts as a drive shaft and the ring gear acts as an output shaft, while the planet carrier acts as a fixed shaft (for example fixed to the housing or frame). For example A three-shaft gearbox can also be operated as a summing gearbox, with two of the shafts acting as drive shafts and one of the three shafts acting as an output shaft. For example, a three-shaft gearbox can also be operated as a transfer case, with two of the shafts acting as output shafts and one of the three shafts acting as a drive shaft. However, operation of the three-shaft gearbox as a summation gearbox or as a transfer gearbox plays no or at best a minor role in the context of the present invention. Unlike a three-shaft gearbox, a two-shaft gearbox has one shaft that acts as the input shaft and one that acts as the output shaft, and there is no third shaft coupled to the other two shafts that acts as the input shaft, output shaft, or captured shaft. For example, bevel gears, also known as angular gears, are two-shaft gears with a single drive shaft and a single output shaft, which are usually offset by 90° to each other.

Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung weist der Kupplungskopf einen Freilauf auf. Der Freilauf kann vorteilhaft derart angeordnet sein, dass er den Aktuator bei einem Koppelvorgang von einer Drehung des Koppelbauteils entkoppelt. Insbesondere kann der Freilauf derart ausgebildet und angeordnet sein, dass das Getriebe durch einen Koppelvorgang nicht zurückgetrieben wird und/oder dass der Rotor des Antriebsmotors durch einen Koppelvorgang nicht gedreht wird. Eine solche Ausführung ist ganz besonders vorteilhaft, weil der Aktuator mittels des Freilaufs von der Hakenscheibe entkoppelt ist und das Koppelbauteil bei Bedarf, insbesondere vor oder während eines Kopplungsvorganges, ungehindert (beispielsweise angetrieben durch eine Federvorrichtung oder durch die in den Kupplungskopf eintauchende Koppelstange des anderen Kupplungskopfs) in die Verriegelungs-Drehstellung gedreht werden kann. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass der Aktuator für ein Überführen des Koppelbauteils in die Koppel-Drehstellung nicht zurückgetrieben werden muss. Dies schont den Aktuator und erleichtert den Koppelvorgang.In a particularly advantageous embodiment, the coupling head has a freewheel. The freewheel can advantageously be arranged in such a way that it decouples the actuator from a rotation of the coupling component during a coupling process. In particular, the freewheel can be designed and arranged in such a way that the transmission is not driven back by a coupling process and/or that the rotor of the drive motor is not rotated by a coupling process. Such a design is particularly advantageous because the actuator is decoupled from the hook disk by means of the freewheel and the coupling component is unhindered when necessary, in particular before or during a coupling process (for example driven by a spring device or by the coupling rod of the other coupling head which dips into the coupling head ) can be turned into the locking rotation position. In this way it is advantageously achieved that the actuator does not have to be driven back in order to transfer the coupling component into the coupling rotational position. This protects the actuator and makes it easier the coupling process.

Insbesondere kann der Abtrieb des Dreiwellengetriebes über den Freilauf an das Koppelbauteil angekoppelt sein. Der Freilauf kann zur Entkopplung des Antriebsmotors und des Dreiwellengetriebes triebtechnisch zwischen den Abtrieb des Dreiwellengetriebes und das Koppelbauteil geschaltet sein. Alternativ ist es beispielsweise auch möglich, dass der Abtrieb des Dreiwellengetriebes den Freilauf beinhaltet.In particular, the output of the three-shaft transmission can be coupled to the coupling component via the freewheel. In order to decouple the drive motor and the three-shaft gearbox, the freewheel can be connected between the output of the three-shaft gearbox and the coupling component. Alternatively, it is also possible, for example, for the output of the three-shaft transmission to include the freewheel.

Der Freilauf kann alternativ auch derart angeordnet sein, dass er bei einem Überführen des Koppelbauteils von der Freigabe-Drehstellung in die Koppel-Drehstellung (beispielsweise angetrieben durch eine Federvorrichtung oder durch die in den Kupplungskopf eintauchende Koppelstange des anderen Kupplungskopfs) den elektrischen Antriebsmotor jedoch nicht das Dreiwellengetriebe von einer Drehbewegung des Koppelbauteils entkoppelt. Bei einer solchen Ausführung wird durch das sich in die Koppel-Drehstellung drehende Koppelbauteil lediglich das Dreiwellengetriebe, jedoch nicht der Antriebsmotor zurückgetrieben. Für eine solche Entkopplung des Antriebsmotors kann der Freilauf triebtechnisch zwischen den elektrischen Antriebsmotor und das Dreiwellengetriebe geschaltet sein.Alternatively, the freewheel can also be arranged in such a way that when the coupling component is transferred from the release rotational position to the coupling rotational position (for example driven by a spring device or by the coupling rod of the other coupling head immersed in the coupling head), it does not support the electric drive motor Three-shaft gearbox decoupled from a rotary movement of the coupling component. In such an embodiment, only the three-shaft gearbox, but not the drive motor, is driven back by the coupling component rotating into the coupling rotational position. For such a decoupling of the drive motor, the freewheel can be connected between the electric drive motor and the three-shaft gearbox.

Es ist jedoch durchaus auch möglich den Aktuator derart an das Koppelbauteil anzukoppeln, dass bei einem Koppelvorgang sowohl der Antriebsmotor aus auch das Dreiwellengetriebe zurückgetrieben werden. Eine solche Ausführung ist besonders einfach und kommt mit wenigen Bauteilen aus.However, it is also possible to couple the actuator to the coupling component in such a way that both the drive motor and the three-shaft gear are driven back during a coupling process. Such a design is particularly simple and requires just a few components.

Bei einer besonders kompakt ausführbaren Ausführung ist der Antriebsmotor koaxial zu dem Dreiwellengetriebe angeordnet. Insbesondere kann der Antriebsmotor eine Abtriebswelle aufweisen, die drehstarr mit einer Antriebswelle des Dreiwellengetriebes verbunden ist. Alternativ kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass eine Abtriebswelle des Antriebsmotors und eine Antriebswelle des Dreiwellengetriebes gemeinsam einstückig aus demselben Stück Rohmaterial hergestellt sind.In a particularly compact design, the drive motor is arranged coaxially to the three-shaft gearbox. In particular, the drive motor can have an output shaft which is connected in a rotationally rigid manner to a drive shaft of the three-shaft transmission. Alternatively can For example, it can also be provided that an output shaft of the drive motor and a drive shaft of the three-shaft transmission are made in one piece from the same piece of raw material.

Bei einer anderen Ausführung ist der Antriebsmotor achsparallel zu dem Dreiwellengetriebe angeordnet. Insbesondere kann hierbei ein Zugmitteltrieb, insbesondere ein Riementrieb, vorhanden sein, der ein Drehmoment von einem Abtriebsbauteil des Antriebsmotors, beispielsweise einer Abtriebswelle, zu einem Antriebsbauteil des Dreiwellengetriebes überträgt. Der Zugmitteltrieb kann ein von i = 1 verschiedenes Übersetzungsverhältnis aufweisen, so dass sich das Gesamtübersetzungsverhältnis aus der Reihenschaltung der Übersetzungsverhältnisse des Dreiwellengetriebes und des Zugmitteltriebs errechnet.In another embodiment, the drive motor is arranged axially parallel to the three-shaft transmission. In particular, a traction drive, in particular a belt drive, can be present, which transmits a torque from an output component of the drive motor, for example an output shaft, to a drive component of the three-shaft transmission. The traction drive can have a gear ratio different from i = 1, so that the overall gear ratio is calculated from the series connection of the gear ratios of the three-shaft gear and the traction drive.

Vorzugsweise weist der Kupplungskopf ein Gehäuse auf, das wenigstens das Koppelbauteil einhaust. Bei einer besonders robusten Ausführung haust das Gehäuse auch den Aktuator zumindest teilweise, insbesondere vollständig, ein. Auf diese Weise ist der Aktuator besonders gut gegen Beschädigung und Verschmutzung geschützt. Es ist allerdings durchaus auch möglich, den gesamten Aktuator oder wenigstens einen Teil des Aktuators außerhalb des Gehäuses anzuordnen. Beispielsweise kann der Antriebsmotor außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, während das Dreiwellengetriebe innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Eine solche Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass der Antriebsmotor, beispielsweise für Wartungsarbeiten, einfach zugänglich ist und dass elektrische Leitungen zum Versorgen des Antriebsmotors mit Energie und/oder zum Steuern des Antriebsmotors nicht in das Gehäuse des Kupplungskopfes hinein verlegt werden müssen.The coupling head preferably has a housing which houses at least the coupling component. In a particularly robust design, the housing also houses the actuator at least partially, in particular completely. In this way, the actuator is particularly well protected against damage and contamination. However, it is also entirely possible to arrange the entire actuator or at least part of the actuator outside the housing. For example, the drive motor can be arranged outside the housing while the three-shaft gear is arranged inside the housing. Such a design has the particular advantage that the drive motor is easily accessible, for example for maintenance work, and that electrical lines for supplying the drive motor with energy and/or for controlling the drive motor do not have to be laid into the housing of the coupling head.

Bei einer vorteilhaften Ausführung ist wenigstens ein Bauteil des Aktuators drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass wenigstens ein Bauteil des Aktuators, insbesondere unmittelbar, drehfest an dem Gehäuse befestigt ist. Eine solche Ausführung hat den Vorteil, dass das von dem Aktuator erzeugte Drehmoment über das Gehäuse abgestützt wird.In an advantageous embodiment, at least one component of the actuator is connected to the housing in a rotationally fixed manner. In particular can be advantageous It can be provided that at least one component of the actuator is attached, in particular directly, to the housing in a rotationally fixed manner. Such a design has the advantage that the torque generated by the actuator is supported via the housing.

Hierbei kann das Dreiwellengetriebe in der Weise aufgebaut sein, dass eine der Wellen des Dreiwellengetriebes relativ zu einer anderen Welle des Dreiwellengetriebes rotierbar gelagert ist. Bei dem Getriebe kann es sich beispielsweise um ein Spannungswellengetriebe handeln, bei dem mittels des Wälzlagers ein Circularspline relativ zu einem Flexspline oder relativ zu einer mit einem Wellengenerator verbundenen Antriebswelle rotierbar gelagert ist. Beispielsweise kann das Spannungswellengetriebe als Ringgetriebe ausgebildet sein. Hierbei kann beispielsweise der Circularspline relativ zu einem Dynamicspline mittels des Wälzlagers rotierbar gelagert sein. Das Wälzlager kann insbesondere ein Abtriebslager des Dreiwellengetriebes sein.Here, the three-shaft transmission can be constructed in such a way that one of the shafts of the three-shaft transmission is rotatably mounted relative to another shaft of the three-shaft transmission. The transmission can be, for example, a tension shaft transmission, in which a circular spline is rotatably mounted relative to a flexspline or relative to a drive shaft connected to a wave generator by means of the roller bearing. For example, the voltage wave gear can be designed as a ring gear. Here, for example, the circular spline can be rotatably mounted relative to a dynamic spline by means of the roller bearing. The rolling bearing can in particular be an output bearing of the three-shaft transmission.

Das Dreiwellengetriebe kann vorteilhaft eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle aufweisen. Dies ermöglicht es im Hinblick auf eine kompakte Bauweise beispielsweise, dass eine Abtriebswelle des Dreiwellengetriebes durch die Antriebswelle hindurch verläuft.The three-shaft transmission can advantageously have a drive shaft designed as a hollow shaft. With regard to a compact design, this makes it possible, for example, for an output shaft of the three-shaft transmission to run through the drive shaft.

Das Dreiwellengetriebe kann vorteilhaft eine Oldhamkupplung aufweisen. Insbesondere kann der Antriebsmotor über die Oldhamkupplung triebtechnisch an das Dreiwellengetriebe angekoppelt sein. Die Oldhamkupplung kann dazu dienen, einen Achsversatz zu kompensieren und/oder das Dreiwellengetriebe und den Antriebsmotor hinsichtlich radialer Bewegungen voneinander zu entkoppeln.The three-shaft transmission can advantageously have an Oldham clutch. In particular, the drive motor can be coupled to the three-shaft transmission via the Oldham clutch. The Oldham coupling can be used to compensate for an axial offset and/or to decouple the three-shaft gearbox and the drive motor from each other with regard to radial movements.

Das Dreiwellengetriebe kann, wie bereits erwähnt, ein Spannungswellengetriebe sein. Das Spannungswellengetriebe kann insbesondere als Topfgetriebe oder als Hutgetriebe ausgebildet sein.The three-shaft transmission can, as already mentioned, be a tension shaft transmission. The voltage wave gear can be designed in particular as a pot gear or as a hat gear.

Alternativ kann das Spannungswellengetriebe als Ringgetriebe ausgebildet sein. Beispielsweise kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Circularspline oder ein Dynamicspline des Spannungswellengetriebes den Abtrieb bildet oder Teil des Abtriebs ist. Alternativ kann ein Flexspline des Spannungswellengetriebes den Abtrieb bilden oder Teil des Abtriebs sein.Alternatively, the voltage wave gear can be designed as a ring gear. For example, it can advantageously be provided that a circular spline or a dynamic spline of the tension shaft transmission forms the output or is part of the output. Alternatively, a flexspline of the tension shaft gear can form the output or be part of the output.

Bei dem Getriebe kann es sich alternativ in vorteilhafter Weise beispielsweise um ein Zykloidgetriebe oder ein Planetengetriebe handeln.Alternatively, the gearbox can advantageously be, for example, a cycloidal gearbox or a planetary gearbox.

Von ganz besonderem Vorteil ist eine automatische Kupplung, insbesondere Scharfenbergkupplung, die zwei, insbesondere gleiche, miteinander koppelbare, erfindungsgemäße Kuppelköpfe aufweist. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Koppelzustand der Kuppelköpfe mittels des Aktuators ferngesteuert lösbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausführung wird das Koppelbauteil wenigstens einer der Kuppelköpfe zum Lösen der Kuppelverbindung in die Freigabe-Drehstellung gedreht, in der die Koppelstangen von den Koppelbauteilen freigegeben sind, so dass die Kuppelköpfe räumlich voneinander getrennt werden können.Of very particular advantage is an automatic coupling, in particular a Scharfenberg coupling, which has two, in particular identical, coupling heads according to the invention that can be coupled to one another. In particular, it can advantageously be provided that a coupling state of the coupling heads can be released remotely using the actuator. In an advantageous embodiment, the coupling component of at least one of the coupling heads is rotated into the release rotational position to release the coupling connection, in which the coupling rods are released from the coupling components, so that the coupling heads can be spatially separated from one another.

Von ganz besonderem Vorteil ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, beispielsweise ein Waggon oder eine Lokomotive, das wenigstens einen erfindungsgemäßen Kupplungskopf, vorzugsweise zwei erfindungsgemäße Kupplungsköpfe, aufweist.Of very particular advantage is a vehicle, in particular a rail vehicle, for example a wagon or a locomotive, which has at least one coupling head according to the invention, preferably two coupling heads according to the invention.

Von ganz besonderem Vorteil ist außerdem ein Zug von mehreren Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, wobei unmittelbar benachbarte Fahrzeuge jeweils mittels einer erfindungsgemäßen automatischen Kupplung miteinander verkoppelt sind.A train of several vehicles, in particular rail vehicles, is also particularly advantageous, with immediately adjacent vehicles being coupled to one another by means of an automatic coupling according to the invention.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft und schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:

Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs,
Fig. 2
eine Querschnittsdarstellung eines Details eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs,
Fig. 3
eine Querschnittsdarstellung eines Details eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs,
Fig. 4
ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs, und
Fig. 5
ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown as an example and schematically and is explained below with reference to the figures described, whereby identical or identically acting elements are usually provided with the same reference numerals in different exemplary embodiments. Show:
Fig. 1
a first embodiment of a coupling head according to the invention,
Fig. 2
a cross-sectional view of a detail of a second exemplary embodiment of a coupling head according to the invention,
Fig. 3
a cross-sectional view of a detail of a third exemplary embodiment of a coupling head according to the invention,
Fig. 4
a fourth embodiment of a coupling head according to the invention, and
Fig. 5
a fifth embodiment of a coupling head according to the invention.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs. Der Kupplungskopf weist ein um eine (senkrecht zur Zeichenebene verlaufende) Hauptdrehachse 1 drehbar gelagertes Koppelbauteil 2 auf, das dazu ausgebildet ist, mit einer Koppelstange 3 eines (in dieser Figur nicht dargestellten) anderen, insbesondere gleichen, Kupplungskopfs zusammenzuwirken. Der Kupplungskopf weist außerdem eine schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil 2 verbundene Koppelstange 3 auf, die dazu ausgebildet ist, mit einem Koppelbauteil 2 des anderen (nicht dargestellten) Kupplungskopfs zusammenzuwirken. Fig. 1 shows a first embodiment of a coupling head according to the invention. The coupling head has a coupling component 2 which is rotatably mounted about a main axis of rotation 1 (running perpendicular to the plane of the drawing) and which is designed to interact with a coupling rod 3 of a different, in particular identical, coupling head (not shown in this figure). The coupling head also has a coupling rod 3 which is pivotally connected to the coupling component 2 and is designed to cooperate with a coupling component 2 of the other coupling head (not shown).

Der Kupplungskopf weist einen Aktuator 4 mit einem (in dieser Figur nicht explizit dargestellten) elektrischen Antriebsmotor 5 und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor 5 triebtechnisch nachgeschalteten (in dieser Figur nicht explizit dargestellten) Dreiwellengetriebe 6 auf.The coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 (not explicitly shown in this figure) and with a Electric drive motor 5 has a three-shaft gearbox 6 connected downstream (not explicitly shown in this figure).

Das Dreiwellengetriebe 6 weist einen Abtrieb 7 auf, der als Abtriebshebel 8 ausgebildet ist. Der Abtriebshebel 8 ist mittels eines Übertragungsstabes 9 an das Koppelbauteil 2 angekoppelt, um das Koppelbauteil 2 bei Bedarf motorisch angetrieben aus einer Koppel-Drehstellung zu lösen und/oder in eine Freigabe-Drehstellung zu drehen. Hierzu ist der Übertragungsstab 9 einerseits schwenkbeweglich mit dem Abtriebshebel 8 und andererseits schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil 2 verbunden.The three-shaft gear 6 has an output 7, which is designed as an output lever 8. The output lever 8 is coupled to the coupling component 2 by means of a transmission rod 9 in order to release the coupling component 2, driven by a motor, from a coupling rotational position and/or to rotate it into a release rotational position if necessary. For this purpose, the transmission rod 9 is, on the one hand, pivotally connected to the output lever 8 and, on the other hand, pivotally connected to the coupling component 2.

Die (senkrecht zur Zeichenebene verlaufende) Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 ist parallel zu der Hauptdrehachse 1 des Koppelbauteils 2 ausgerichtet.The axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 (running perpendicular to the plane of the drawing) is aligned parallel to the main axis of rotation 1 of the coupling component 2.

Der Kupplungskopf weist ein Gehäuse 12 auf, das das Koppelbauteil 2 einhaust. Das Gehäuse 12 haust auch den Aktuator 4 ein. Der Aktuator 4 ist drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das Gehäuse 12 weist eine Einführöffnung 13 für die (nicht dargestellte) Koppelstange 3 eines anderen Kupplungskopfs auf. Das freie Ende der Koppelstange 3 des anderen Kupplungskopfs ist dazu ausgebildet und bestimmt, in ein Hakenmaul 14 des Koppelbauteils 2 einzugreifen. Zum Lösen eines Verriegelungszustandes wird das Koppelbauteil 2 entlang der durch den Pfeil 15 illustrierten Drehrichtung aus der Koppel-Drehstellung in eine Freigabe-Drehstellung gedreht.The coupling head has a housing 12 which houses the coupling component 2. The housing 12 also houses the actuator 4. The actuator 4 is connected to the housing 12 in a rotationally fixed manner. The housing 12 has an insertion opening 13 for the coupling rod 3 (not shown) of another coupling head. The free end of the coupling rod 3 of the other coupling head is designed and intended to engage in a hook mouth 14 of the coupling component 2. To release a locking state, the coupling component 2 is rotated from the coupling rotational position into a release rotational position along the direction of rotation illustrated by the arrow 15.

Der Kupplungskopf weist aus der Betrachtungsrichtung gesehen unterhalb des Abtriebshebels 8 einen Freilauf 11 auf. Der Freilauf 11 ist derart angeordnet, dass er das Dreiwellengetriebe 6 und den elektrischen Antriebsmotor 5 von einer Drehung des Koppelbauteils 2 mit entgegengesetzter Drehrichtung (entgegen der durch den Pfeil 15 illustrierten Drehrichtung) entkoppelt.Seen from the viewing direction, the coupling head has a freewheel 11 below the output lever 8. The freewheel 11 is arranged in such a way that it decouples the three-shaft gear 6 and the electric drive motor 5 from a rotation of the coupling component 2 with the opposite direction of rotation (opposite to the direction of rotation illustrated by the arrow 15).

Figur 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Details eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs. Figure 2 shows a cross-sectional view of a detail of a second embodiment of a coupling head according to the invention.

Der Kupplungskopf weist einen Aktuator 4 mit einem elektrischen Antriebsmotor 5 und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor 5 triebtechnisch nachgeschalteten Dreiwellengetriebe 6 auf. Das Dreiwellengetriebe 6 ist als Spannungswellengetriebe in Topfbauweise ausgebildet.The coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5. The three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear in a pot design.

Der Antriebsmotor 5 ist achsparallel zu dem Dreiwellengetriebe angeordnet. Dies bedeutet, dass die Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 parallel zu der Rotationsachse 16 des Antriebsmotors 5 angeordnet ist. Die Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 und die Rotationsachse 16 des Antriebsmotors 5 sind außerdem parallel zu der (in dieser Figur nicht eingezeichneten) Hauptdrehachse 1 des (in dieser Figur nicht eingezeichneten) Koppelbauteils 2 ausgerichtet.The drive motor 5 is arranged axially parallel to the three-shaft transmission. This means that the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 is arranged parallel to the axis of rotation 16 of the drive motor 5. The axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 and the axis of rotation 16 of the drive motor 5 are also aligned parallel to the main axis of rotation 1 (not shown in this figure) of the coupling component 2 (not shown in this figure).

Es ist ein Zugmitteltrieb 17 vorhanden, der ein Drehmoment von einem Abtriebsbauteil 18 des Antriebsmotors 5, nämlich einer Abtriebswelle, zu einem Antriebsbauteil 19 des Dreiwellengetriebes 6 überträgt. Der Zugmitteltrieb 17 weist einen Riemen 20 als Zugmittel sowie eine Riemenscheibe 21 auf, die mit dem Antriebsbauteil 19 drehfest verbunden ist.There is a traction drive 17 which transmits torque from an output component 18 of the drive motor 5, namely an output shaft, to a drive component 19 of the three-shaft transmission 6. The traction drive 17 has a belt 20 as a traction mechanism and a pulley 21, which is connected to the drive component 19 in a rotationally fixed manner.

Das Dreiwellengetriebe 6 weist einen Abtrieb 7 auf, der drehfest mit einem Abtriebshebel 8 verbunden ist. Der Abtriebshebel 8 kann mittels eines (in dieser Figur nicht dargestellten) Übertragungsstabes 9 an das (nicht dargestellte) Koppelbauteil 2 angekoppelt sein, um das Koppelbauteil 2 bei Bedarf motorisch angetrieben aus einer Koppel-Drehstellung zu lösen und/oder in eine Freigabe-Drehstellung zu drehen. Hierzu kann der Übertragungsstab 9 einerseits schwenkbeweglich mit dem Abtriebshebel 8 und andererseits schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil 2 verbunden sein.The three-shaft gear 6 has an output 7 which is connected to an output lever 8 in a rotationally fixed manner. The output lever 8 can be coupled to the coupling component 2 (not shown) by means of a transmission rod 9 (not shown in this figure) in order to release the coupling component 2 from a coupling rotational position in a motor-driven manner if necessary and/or into a release rotational position turn. For this purpose, the transmission rod 9 can be pivotally connected to the output lever 8 on the one hand and, on the other hand, pivotally connected to the coupling component 2 be.

Das Dreiwellengetriebe 6 ist als Spannungswellengetriebe ausgebildet und weist einen Wellengenerator 22 auf. Der Wellengenerator 22 beinhaltet einen elliptischen Verformungskörper 23, der mittels eines radialflexiblen Wellengeneratorlagers 24 rotierbar innerhalb eines topfförmigen Flexsplines 25 gelagert ist. Das Antriebsbauteil 19 ist gemeinsam einstückig mit dem Verformungskörper 23 hergestellt. Der topfförmige Flexspline 25 weist eine Außenverzahnung 26 auf, die mit der Innenverzahnung 27 eines Circularsplines 28 an wenigstens zwei Stellen in Zahneingriff steht. Der Abtrieb 7 ist mittels eines Wälzlagers 29 relativ zu dem Circularspline 28 rotierbar gelagert. Außerdem ist der Abtrieb 7 mittels eines weiteren Wälzlagers 30 relativ zu dem Circularspline 28 rotierbar gelagert.The three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear and has a wave generator 22. The wave generator 22 contains an elliptical deformation body 23, which is rotatably mounted within a cup-shaped flexspline 25 by means of a radially flexible wave generator bearing 24. The drive component 19 is manufactured in one piece with the deformation body 23. The cup-shaped flexspline 25 has an external toothing 26 which meshes with the internal toothing 27 of a circular spline 28 at at least two points. The output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a rolling bearing 29. In addition, the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a further rolling bearing 30.

Figur 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Details eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs. Figure 3 shows a cross-sectional view of a detail of a third embodiment of a coupling head according to the invention.

Der Kupplungskopf weist einen Aktuator 4 mit einem elektrischen Antriebsmotor 5 und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor 5 triebtechnisch nachgeschalteten Dreiwellengetriebe 6 auf. Das Dreiwellengetriebe 6 ist als Spannungswellengetriebe in Topfbauweise ausgebildet.The coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5. The three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear in a pot design.

Der Antriebsmotor 5 ist koaxial zu dem Dreiwellengetriebe angeordnet. Dies bedeutet, dass die Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 koaxial zu der Rotationsachse 16 des Antriebsmotors 5 angeordnet ist. Die Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 und die Rotationsachse 16 des Antriebsmotors 5 sind außerdem parallel zu der (in dieser Figur nicht eingezeichneten) Hauptdrehachse 1 des (in dieser Figur nicht eingezeichneten) Koppelbauteils 2 ausgerichtet. Das Abtriebsbauteil 18 des Antriebsmotors 5 ist gemeinsam einstückig mit dem Antriebsbauteil 19 des Dreiwellengetriebes 6 hergestellt.The drive motor 5 is arranged coaxially with the three-shaft transmission. This means that the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 is arranged coaxially to the axis of rotation 16 of the drive motor 5. The axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 and the axis of rotation 16 of the drive motor 5 are also aligned parallel to the main axis of rotation 1 (not shown in this figure) of the coupling component 2 (not shown in this figure). The output component 18 of the drive motor 5 is manufactured in one piece with the drive component 19 of the three-shaft transmission 6.

Das Dreiwellengetriebe 6 weist einen Abtrieb 7 auf, der drehfest mit einem Abtriebshebel 8 verbunden ist. Der Abtriebshebel 8 kann mittels eines (in dieser Figur nicht dargestellten) Übertragungsstabes 9 an das (nicht dargestellte) Koppelbauteil 2 angekoppelt sein, um das Koppelbauteil 2 bei Bedarf motorisch angetrieben aus einer Koppel-Drehstellung zu lösen und/oder in eine Freigabe-Drehstellung zu drehen. Hierzu kann der Übertragungsstab 9 einerseits schwenkbeweglich mit dem Abtriebshebel 8 und andererseits schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil 2 verbunden sein.The three-shaft gear 6 has an output 7 which is connected to an output lever 8 in a rotationally fixed manner. The output lever 8 can be coupled to the coupling component 2 (not shown) by means of a transmission rod 9 (not shown in this figure) in order to release the coupling component 2 from a coupling rotational position in a motor-driven manner if necessary and/or into a release rotational position turn. For this purpose, the transmission rod 9 can be pivotally connected to the output lever 8 on the one hand and pivotally connected to the coupling component 2 on the other hand.

Das Dreiwellengetriebe 6 ist als Spannungswellengetriebe ausgebildet und weist einen Wellengenerator 22 auf. Der Wellengenerator 22 beinhaltet einen elliptischen Verformungskörper 23, der mittels eines radialflexiblen Wellengeneratorlagers 24 rotierbar innerhalb eines topfförmigen Flexsplines 25 gelagert ist. Das Antriebsbauteil 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel gemeinsam einstückig mit dem Verformungskörper 23 hergestellt, wobei jedoch auch eine mehrteilige Ausführung, beispielsweise mit einem Antriebsbauteil 19 das mittels einer Schraubverbindung oder einer Schweißverbindung mit dem Verformungskörper 23 verbunden ist, möglich ist. Der topfförmige Flexspline 25 weist eine Außenverzahnung 26 auf, die mit der Innenverzahnung 27 eines Circularsplines 28 an wenigstens zwei Stellen in Zahneingriff steht. Der Abtrieb 7 ist mittels eines Wälzlagers 29 relativ zu dem Circularspline 28 rotierbar gelagert. Außerdem ist der Abtrieb 7 mittels eines weiteren Wälzlagers 30 relativ zu dem Circularspline 28 rotierbar gelagert.The three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear and has a wave generator 22. The wave generator 22 contains an elliptical deformation body 23, which is rotatably mounted within a cup-shaped flexspline 25 by means of a radially flexible wave generator bearing 24. In this exemplary embodiment, the drive component 19 is manufactured in one piece with the deformation body 23, although a multi-part design, for example with a drive component 19 that is connected to the deformation body 23 by means of a screw connection or a welded connection, is also possible. The cup-shaped flexspline 25 has an external toothing 26 which meshes with the internal toothing 27 of a circular spline 28 at at least two points. The output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a rolling bearing 29. In addition, the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a further rolling bearing 30.

Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs. Figure 4 shows a fourth embodiment of a coupling head according to the invention.

Der Kupplungskopf weist ein um eine (senkrecht zur Zeichenebene verlaufende) Hauptdrehachse 1 drehbar gelagertes Koppelbauteil 2 auf, das dazu ausgebildet ist, mit einer Koppelstange 3 eines (in dieser Figur nicht dargestellten) anderen, insbesondere gleichen, Kupplungskopfs zusammenzuwirken. Der Kupplungskopf weist außerdem eine schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil 2 verbundene Koppelstange 3 auf, die dazu ausgebildet ist, mit einem Koppelbauteil 2 des anderen (nicht dargestellten) Kupplungskopfs zusammenzuwirken.The coupling head has a coupling component 2 which is rotatably mounted about a main axis of rotation 1 (running perpendicular to the plane of the drawing), which is designed to interact with a coupling rod 3 of a different, in particular identical, coupling head (not shown in this figure). The coupling head also has a coupling rod 3 which is pivotally connected to the coupling component 2 and is designed to cooperate with a coupling component 2 of the other coupling head (not shown).

Der Kupplungskopf weist einen Aktuator 4 mit einem (in dieser Figur nicht explizit dargestellten) elektrischen Antriebsmotor 5 und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor 5 triebtechnisch nachgeschalteten (in dieser Figur nicht explizit dargestellten) Dreiwellengetriebe 6 auf.The coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 (not explicitly shown in this figure) and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5 (not explicitly shown in this figure).

Das Dreiwellengetriebe 6 weist einen Abtrieb 7 mit einer ersten Stirnradverzahnung 31 auf, die mit einer zweiten Stirnradverzahnung 32 des Koppelbauteils 2 in Zahneingriff steht.The three-shaft gear 6 has an output 7 with a first spur gear 31, which is in mesh with a second spur gear 32 of the coupling component 2.

Die (senkrecht zur Zeichenebene verlaufende) Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 ist parallel zu der Hauptdrehachse 1 des Koppelbauteils 2 ausgerichtet.The axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 (running perpendicular to the plane of the drawing) is aligned parallel to the main axis of rotation 1 of the coupling component 2.

Der Kupplungskopf weist ein Gehäuse 12 auf, das das Koppelbauteil 2 einhaust. Das Gehäuse 12 haust auch den Aktuator 4 ein. Der Aktuator 4 ist drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das Gehäuse 12 weist eine Einführöffnung 13 für die (nicht dargestellte) Koppelstange 3 eines anderen Kupplungskopfs auf. Das freie Ende der Koppelstange 3 des anderen Kupplungskopfs ist dazu ausgebildet und bestimmt, in ein Hakenmaul 14 des Koppelbauteils 2 einzugreifen. Zum Lösen eines Verriegelungszustandes wird das Koppelbauteil 2 entlang der durch den Pfeil 15 illustrierten Drehrichtung aus der Koppel-Drehstellung in eine Freigabe-Drehstellung gedreht. Der Kupplungskopf weist einen Freilauf 11 auf. Der Freilauf 11 ist derart angeordnet, dass er das Dreiwellengetriebe 6 und den elektrischen Antriebsmotor 5 von einer Drehung des Koppelbauteils 2 mit entgegengesetzter Drehrichtung (entgegen der durch den Pfeil 15 illustrierten Drehrichtung) entkoppelt.The coupling head has a housing 12 which houses the coupling component 2. The housing 12 also houses the actuator 4. The actuator 4 is connected to the housing 12 in a rotationally fixed manner. The housing 12 has an insertion opening 13 for the coupling rod 3 (not shown) of another coupling head. The free end of the coupling rod 3 of the other coupling head is designed and intended to engage in a hook mouth 14 of the coupling component 2. To release a locking state, the coupling component 2 is rotated from the coupling rotational position into a release rotational position along the direction of rotation illustrated by the arrow 15. The coupling head has a freewheel 11. The freewheel 11 is arranged in such a way that it prevents the three-shaft gear 6 and the electric drive motor 5 from rotating the coupling component 2 decoupled in the opposite direction of rotation (opposite to the direction of rotation illustrated by arrow 15).

Figur 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungskopfs. Figure 5 shows a fifth embodiment of a coupling head according to the invention.

Der Kupplungskopf weist einen Aktuator 4 mit einem elektrischen Antriebsmotor 5 und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor 5 triebtechnisch nachgeschalteten Dreiwellengetriebe 6 auf. Das Dreiwellengetriebe 6 ist als Spannungswellengetriebe in Topfbauweise ausgebildet.The coupling head has an actuator 4 with an electric drive motor 5 and with a three-shaft gearbox 6 connected downstream of the electric drive motor 5. The three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear in a pot design.

Der Antriebsmotor 5 ist koaxial zu dem Dreiwellengetriebe angeordnet. Dies bedeutet, dass die Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 koaxial zu der Rotationsachse 16 des Antriebsmotors 5 angeordnet ist.The drive motor 5 is arranged coaxially with the three-shaft transmission. This means that the axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 is arranged coaxially to the axis of rotation 16 of the drive motor 5.

Das Dreiwellengetriebe 6 weist einen Abtrieb 7 auf, der das Koppelbauteil 2 trägt.The three-shaft transmission 6 has an output 7 which carries the coupling component 2.

Die Rotationsachse 10 des Dreiwellengetriebes 6 und die Rotationsachse 16 des Antriebsmotors 5 sind außerdem koaxial zu der Hauptdrehachse 1 des Koppelbauteils 2 ausgerichtet. Das Abtriebsbauteil 18 des Antriebsmotors 5 ist gemeinsam einstückig mit dem Antriebsbauteil 19 des Dreiwellengetriebes 6 hergestellt.The axis of rotation 10 of the three-shaft gear 6 and the axis of rotation 16 of the drive motor 5 are also aligned coaxially with the main axis of rotation 1 of the coupling component 2. The output component 18 of the drive motor 5 is manufactured in one piece with the drive component 19 of the three-shaft transmission 6.

Das Dreiwellengetriebe 6 ist als Spannungswellengetriebe ausgebildet und weist einen Wellengenerator 22 auf. Der Wellengenerator 22 beinhaltet einen elliptischen Verformungskörper 23, der mittels eines radialflexiblen Wellengeneratorlagers 24 rotierbar innerhalb eines topfförmigen Flexsplines 25 gelagert ist. Das Antriebsbauteil 19 ist gemeinsam einstückig mit dem Verformungskörper 23 hergestellt. Der topfförmige Flexspline 25 weist eine Außenverzahnung 26 auf, die mit der Innenverzahnung 27 eines Circularsplines 28 an wenigstens zwei Stellen in Zahneingriff steht. Der Abtrieb 7 ist mittels eines Wälzlagers 29 relativ zu dem Circularspline 28 rotierbar gelagert. Außerdem ist der Abtrieb 7 mittels eines weiteren Wälzlagers 30 relativ zu dem Circularspline 28 rotierbar gelagert. Die mittels des Wälzlagers 29 realisierte Rotationslagerung des Abtriebs 7 ist gleichzeitig auch die Drehlagerung des Koppelbauteils 2.The three-shaft gear 6 is designed as a voltage wave gear and has a wave generator 22. The wave generator 22 contains an elliptical deformation body 23, which is rotatably mounted within a cup-shaped flexspline 25 by means of a radially flexible wave generator bearing 24. The drive component 19 is manufactured in one piece with the deformation body 23. The cup-shaped Flexspline 25 has an external toothing 26, which is one with the internal toothing 27 Circular splines 28 mesh in at least two places. The output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a rolling bearing 29. In addition, the output 7 is rotatably mounted relative to the circular spline 28 by means of a further rolling bearing 30. The rotational bearing of the output 7 realized by means of the roller bearing 29 is also the rotary bearing of the coupling component 2.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11
HauptdrehachseMain axis of rotation
22
KoppelbauteilCoupling component
33
KoppelstangeCoupling rod
44
Aktuatoractuator
55
Antriebsmotordrive motor
66
DreiwellengetriebeThree-shaft gearbox
77
Abtriebdownforce
88th
Abtriebshebeloutput lever
99
Übertragungsstabtransmission rod
1010
RotationsachseAxis of rotation
1111
FreilaufFreewheel
1212
GehäuseHousing
1313
EinführöffnungInsertion opening
1414
HakenmaulHookmouth
1515
PfeilArrow
1616
RotationsachseAxis of rotation
1717
ZugmitteltriebTraction drive
1818
Abtriebsbauteiloutput component
1919
AntriebsbauteilDrive component
2020
Riemenbelt
2121
Riemenscheibepulley
2222
WellengeneratorWave generator
2323
elliptischer Verformungskörperelliptical deformation body
2424
WellengeneratorlagerShaft generator bearing
2525
FlexsplineFlexspline
2626
AußenverzahnungExternal gearing
2727
InnenverzahnungInternal gearing
2828
CircularsplineCircular spline
2929
Wälzlagerroller bearing
3030
weiteres Wälzlageranother rolling bearing
3131
erste Stirnradverzahnungfirst spur gearing
3232
zweite Stirnradverzahnungsecond spur gear toothing

Claims (15)

Kupplungskopf für eine automatische Kupplung, insbesondere für eine Scharfenbergkupplung, wobei der Kupplungskopf ein um eine Hauptdrehachse (1) drehbar gelagertes Koppelbauteil (2) aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit einer Koppelstange (3) eines anderen, insbesondere gleichen, Kupplungskopfs zusammenzuwirken, und wobei der Kupplungskopf eine schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil (2) verbundene Koppelstange (3) aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit einem Koppelbauteil (2) des anderen Kupplungskopfs zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungskopf einen Aktuator (4) mit einem elektrischen Antriebsmotor (5) und mit einem dem elektrischen Antriebsmotor (5) triebtechnisch nachgeschalteten Dreiwellengetriebe (6) aufweist, dessen Abtrieb an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist, um das Koppelbauteil (2) bei Bedarf motorisch angetrieben aus einer Koppel-Drehstellung zu lösen und/oder in eine Freigabe-Drehstellung zu drehen, wobei die Rotationsachse (16) des Rotors des Antriebsmotors (5) und/oder die Rotationsachse (10) des Dreiwellengetriebes (6) parallel oder koaxial zu der Hauptdrehachse (1) des Koppelbauteils (2) ausgerichtet ist bzw. sind.Coupling head for an automatic coupling, in particular for a Scharfenberg coupling, the coupling head having a coupling component (2) which is rotatably mounted about a main axis of rotation (1) and which is designed to interact with a coupling rod (3) of another, in particular the same, coupling head, and wherein the coupling head has a coupling rod (3) which is pivotally connected to the coupling component (2) and is designed to cooperate with a coupling component (2) of the other coupling head, characterized in that the coupling head has an actuator (4) with an electric drive motor ( 5) and with a three-shaft gearbox (6) connected downstream of the electric drive motor (5), the output of which is coupled to the coupling component (2) in order to release the coupling component (2) from a coupling rotational position in a motor-driven manner if necessary and/or to rotate into a release rotational position, wherein the axis of rotation (16) of the rotor of the drive motor (5) and / or the axis of rotation (10) of the three-shaft gear (6) is aligned parallel or coaxial to the main axis of rotation (1) of the coupling component (2). or are. Kupplungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelbauteil (2) als Hakenscheibe ausgebildet ist.Coupling head according to claim 1, characterized in that the coupling component (2) is designed as a hook disk. Kupplungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) über eine Hebelanordnung an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist, oder dass b. der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) über eine Hebelanordnung an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist, wobei die Hebelanordnung einen Übertragungsstab (9) aufweist, der einerseits schwenkbeweglich mit dem Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) und andererseits schwenkbeweglich mit dem Koppelbauteil (2) verbunden ist, oder dass c. der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) über eine Hebelanordnung an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist, wobei der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) einen Abtriebshebel (8) aufweist. Coupling head according to claim 1 or 2, characterized in that a. the output (7) of the three-shaft gear (6) is coupled to the coupling component (2) via a lever arrangement, or that b. the output (7) of the three-shaft gear (6) is coupled to the coupling component (2) via a lever arrangement, wherein the lever arrangement has a transmission rod (9), which on the one hand is pivotally connected to the output (7) of the three-shaft gear (6) and on the other hand is pivotally connected to the coupling component (2), or that c. the output (7) of the three-shaft gear (6) is coupled to the coupling component (2) via a lever arrangement, the output (7) of the three-shaft gear (6) having an output lever (8). Kupplungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) über eine Stirnradverzahnung an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist, oder dass b. der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) das Koppelbauteil (2) trägt, oder dass c. eine Rotationslagerung des Abtriebs (7) des Dreiwellengetriebes (6) als Drehlagerung für das Koppelbauteil (2) fungiert. Coupling head according to claim 1 or 2, characterized in that a. the output (7) of the three-shaft gear (6) is coupled to the coupling component (2) via a spur gear, or that b. the output (7) of the three-shaft gear (6) carries the coupling component (2), or that c. a rotation bearing of the output (7) of the three-shaft gear (6) acts as a rotary bearing for the coupling component (2). Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Kupplungskopf einen Freilauf (11) aufweist, oder dass b. der Kupplungskopf einen Freilauf (11) aufweist, der den Aktuator (4) oder wenigstens den elektrischen Antriebsmotor (5) bei einem Koppelvorgang von einer Drehung des Koppelbauteils (2) entkoppelt, oder dass c. der Kupplungskopf einen Freilauf (11) aufweist, wobei der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) über den Freilauf (11) an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist oder wobei der Abtrieb (7) des Dreiwellengetriebes (6) den Freilauf beinhaltet, oder dass d. der Kupplungskopf einen Freilauf (11) aufweist, der triebtechnisch zwischen den elektrischen Antriebsmotor (5) und das Dreiwellengetriebe (6) geschaltet ist. Coupling head according to one of claims 1 to 4, characterized in that a. the coupling head has a freewheel (11), or that b. the coupling head has a freewheel (11) which decouples the actuator (4) or at least the electric drive motor (5) from a rotation of the coupling component (2) during a coupling process, or that c. the coupling head has a freewheel (11), the output (7) of the three-shaft gearbox (6) being coupled to the coupling component (2) via the freewheel (11) or the output (7) of the three-shaft gearbox (6) containing the freewheel, or that d. the coupling head has a freewheel (11), which is connected between the electric drive motor (5) and the three-shaft gearbox (6). Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (4) derart an das Koppelbauteil (2) angekoppelt ist, dass er bei einem Koppelvorgang zurückgetrieben wird.Coupling head according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuator (4) is coupled to the coupling component (2) in such a way that it is driven back during a coupling process. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Antriebsmotor (5) koaxial zu dem Dreiwellengetriebe (6) angeordnet ist, oder dass b. der Antriebsmotor (5) achsparallel zu dem Dreiwellengetriebe (6) angeordnet ist, oder dass c. der Antriebsmotor (5) achsparallel zu dem Dreiwellengetriebe (6) angeordnet ist, wobei ein Zugmitteltrieb (17), insbesondere einen Riementrieb, ein Drehmoment von einem Motorabtriebsbauteil des Antriebsmotors (5) zu einem Antriebsbauteil des Dreiwellengetriebes (6) überträgt, oder dass d. der Antriebsmotor (5) achsparallel zu dem Dreiwellengetriebe (6) angeordnet ist, wobei ein Zugmitteltrieb (17), insbesondere einen Riementrieb, ein Drehmoment von einem Motorabtriebsbauteil des Antriebsmotors (5) zu einem Antriebsbauteil des Dreiwellengetriebes (6) überträgt und der Zugmitteltrieb (17) ein von i = 1 verschiedenes Übersetzungsverhältnis aufweist. Coupling head according to one of claims 1 to 6, characterized in that a. the drive motor (5) is arranged coaxially to the three-shaft gear (6), or that b. the drive motor (5) is arranged axially parallel to the three-shaft gear (6), or that c. the drive motor (5) is arranged axially parallel to the three-shaft transmission (6), wherein a traction drive (17), in particular a belt drive, transmits a torque from a motor output component of the drive motor (5) to a drive component of the three-shaft transmission (6), or that d. the drive motor (5) is arranged axially parallel to the three-shaft transmission (6), wherein a traction drive (17), in particular a belt drive, transmits a torque from a motor output component of the drive motor (5) to a drive component of the three-shaft transmission (6), and the traction drive (17 ) has a gear ratio different from i = 1. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Kupplungskopf ein Gehäuse (12) aufweist, das wenigstens das Koppelbauteil (2) einhaust, oder dass b. der Kupplungskopf ein Gehäuse (12) aufweist, das wenigstens das Koppelbauteil (2) und den Aktuator (4) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, einhaust, oder dass c. der Kupplungskopf ein Gehäuse (12) aufweist, das wenigstens das Koppelbauteil (2) und den Aktuator (4) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, einhaust, wobei der Antriebsmotor (5) außerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist und das Dreiwellengetriebe (6) innerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist, oder dass d. der Kupplungskopf ein Gehäuse (12) aufweist, das wenigstens das Koppelbauteil (2) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, einhaust, wobei der Aktuator (4) außerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist, oder dass e. der Kupplungskopf ein Gehäuse (12) aufweist, wobei wenigstens ein Bauteil des Aktuators (4) drehfest mit dem Gehäuse (12) verbunden ist und/oder wenigsten ein Bauteil des Aktuators (4), insbesondere unmittelbar, drehfest an dem Gehäuse (12) befestigt ist. Coupling head according to one of claims 1 to 7, characterized in that a. the coupling head has a housing (12) which houses at least the coupling component (2), or that b. the coupling head has a housing (12) which houses at least the coupling component (2) and the actuator (4) at least partially, in particular completely, or that c. the coupling head has a housing (12) which at least partially, in particular completely, houses at least the coupling component (2) and the actuator (4), the drive motor (5) being arranged outside the housing (12) and the three-shaft gear (6) is arranged within the housing (12), or that d. the coupling head has a housing (12) which at least partially, in particular completely, houses at least the coupling component (2), the actuator (4) being arranged outside the housing (12), or that e. the coupling head has a housing (12), wherein at least one component of the actuator (4) is connected in a rotationally fixed manner to the housing (12) and/or at least one component of the actuator (4), in particular directly, is attached in a rotationally fixed manner to the housing (12). is. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. mittels eines Wälzlagers (29, 30) eine der Wellen des Dreiwellengetriebes (6) relativ zu einer anderen Welle des Dreiwellengetriebes (6) rotierbar gelagert ist, oder dass b. mittels eines Wälzlagers (29, 30) eine der Wellen des Dreiwellengetriebes (6) relativ zu einer anderen Welle des Dreiwellengetriebes (6) rotierbar gelagert ist, wobei das Wälzlager (29) als Abtriebslager des Dreiwellengetriebes (6) fungiert. Coupling head according to one of claims 1 to 8, characterized in that a. one of the shafts of the three-shaft gearbox (6) is rotatably mounted relative to another shaft of the three-shaft gearbox (6) by means of a roller bearing (29, 30), or that b. one of the shafts of the three-shaft gearbox (6) is rotatably mounted relative to another shaft of the three-shaft gearbox (6) by means of a roller bearing (29, 30), the roller bearing (29) functioning as an output bearing of the three-shaft gearbox (6). Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Dreiwellengetriebe (6) eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle aufweist, und/oder dass b. das Dreiwellengetriebe (6) eine Oldhamkupplung aufweist, und/oder dass c. der Antriebsmotor (5) über die Oldhamkupplung triebtechnisch an das Dreiwellengetriebe (6) angekoppelt ist. Coupling head according to one of claims 1 to 11, characterized in that a. the three-shaft gear (6) has a drive shaft designed as a hollow shaft, and / or that b. the three-shaft transmission (6) has an Oldham clutch, and/or that c. the drive motor (5) is coupled to the three-shaft gearbox (6) via the Oldham clutch. Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Dreiwellengetriebe (6) ein Spannungswellengetriebe ist, und/oder dass b. das Dreiwellengetriebe (6) ein Spannungswellengetriebe ist, das als Topfgetriebe oder als Hutgetriebe oder als Ringgetriebe ausgebildet ist, und/oder dass c. das Dreiwellengetriebe (6) ein Spannungswellengetriebe ist, wobei ein Circularspline (28) oder ein Dynamicspline des Spannungswellengetriebes den Abtrieb (7) bildet oder Teil des Abtriebs (7) ist oder wobei ein Flexspline (25) des Spannungswellengetriebes den Abtrieb (7) bildet oder Teil des Abtriebs (7) ist. Coupling head according to one of claims 1 to 10, characterized in that a. the three-shaft gearbox (6) is a voltage-shaft gearbox, and/or that b. the three-shaft gear (6) is a voltage wave gear that is designed as a pot gear or as a hat gear or as a ring gear, and/or that c. the three-shaft gear (6) is a tension shaft gear, wherein a circular spline (28) or a dynamic spline of the tension wave gear forms the output (7) or is part of the output (7), or wherein a flexspline (25) of the tension wave gear forms the output (7) or Part of the output (7). Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Dreiwellengetriebe (6) als Zykloidgetriebe ausgebildet ist, oder dass b. das Dreiwellengetriebe (6) als Planetengetriebe ausgebildet ist. Coupling head according to one of claims 1 to 11, characterized in that a. the three-shaft gear (6) is designed as a cycloid gear, or that b. the three-shaft gear (6) is designed as a planetary gear. Automatische Kupplung, insbesondere Scharfenbergkupplung, aufweisend zwei, insbesondere gleiche, miteinander koppelbare Kuppelköpfe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, oder Automatische Kupplung, insbesondere Scharfenbergkupplung, aufweisend zwei, insbesondere gleiche, miteinander koppelbare Kuppelköpfe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Koppelzustand der Kuppelköpfe mittels des Aktuators (4) ferngesteuert lösbar ist.Automatic coupling, in particular Scharfenberg coupling, having two, in particular identical, coupling heads according to one of claims 1 to 12, or Automatic coupling, in particular Scharfenberg coupling, having two, in particular identical, coupling heads that can be coupled to one another one of claims 1 to 12, wherein a coupling state of the dome heads can be released remotely by means of the actuator (4). Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit wenigstens einem Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12.Vehicle, in particular a rail vehicle, with at least one coupling head according to one of claims 1 to 12. Zug von mehreren Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, wobei unmittelbar benachbarte Fahrzeuge jeweils mittels einer automatischen Kupplung nach Anspruch 13 miteinander verkoppelt sind.Train of several vehicles, in particular rail vehicles, with immediately adjacent vehicles each being coupled to one another by means of an automatic coupling according to claim 13.
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