EP4584144A1 - Automatische zugkupplung und schienenfahrzeug mit einer solchen automatischen zugkupplung - Google Patents

Automatische zugkupplung und schienenfahrzeug mit einer solchen automatischen zugkupplung

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Publication number
EP4584144A1
EP4584144A1 EP23757198.9A EP23757198A EP4584144A1 EP 4584144 A1 EP4584144 A1 EP 4584144A1 EP 23757198 A EP23757198 A EP 23757198A EP 4584144 A1 EP4584144 A1 EP 4584144A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
shut
air line
coupling
main air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23757198.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Schüler
Kay Uwe Kolshorn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4584144A1 publication Critical patent/EP4584144A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/08—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for fluid conduits

Definitions

  • the present invention is based on the object of specifying an automatic train coupling in which braking or at least braking of a rail vehicle having the automatic train coupling is easily possible before the automatic train coupling is decoupled, and in which advantageously the actuation of a shut-off valve assigned to the car body without entry into the danger zone between two rail vehicles is possible.
  • the shut-off valve particularly preferably has two manually operable rotary levers arranged on opposite sides of the shut-off valve, in particular a rotary lever on each side of the coupling rod, with which the shut-off valve can be operated.
  • Figure 2d shows the shut-off valve from Figure 2c in a sectional view
  • Figure 2e shows the shut-off valve from Figures 2a, 2c in the “shut-off” position, in which it completely shuts off the flow cross section of the main air line without venting;
  • Figure 4 is a side view of the shut-off valve together with the rotary lever for its manual operation corresponding to the view in Figure 2a;
  • Figure 5 shows the rotary lever in a view obliquely along the long side of the car body.
  • each automatic train coupling has a dome closure 1 and a main air line 2.
  • the dome closure 1 is only indicated schematically, usually has a center piece and a dome eyelet, which work together to produce a mechanical lock between the coupling heads 8, which are the corresponding components of the automatic train coupling for mechanically coupling and connecting the compressed air lines and corresponding electrical ones Pick up cables.
  • the main air line extends from a mouth 3 in the area of the front end of the coupling head 8, which is assigned to the opposite pull coupling, to a rear end 4.
  • the main valve 5 is provided between the mouth 3 and the rear end 4 of the main air line 2 which the Main air line 2, that is, the flow cross section between the rear end 4 and the mouth 3 can be completely released and completely shut off.
  • the main valve 5 in particular only has two defined positions, namely the open position, in which it completely releases the flow cross section, and the closed position, in which it completely blocks the flow cross section of the main air line 2, is therefore an open-close valve without a throttle position .
  • the main valve 5 is moved into one of the two positions depending on the position of the dome closure.
  • a shut-off valve 6 is provided, with which the flow cross section in the main air line 2 from the rear end 4 to the main valve 3 can be completely shut off on the one hand, and with in which a section of the main air line 2 to the rear end 4 can be partially vented to a predetermined minimum pressure and/or completely to ambient pressure.
  • the branch 15 is connected to the rear end 4 in a compressed air-conducting manner.
  • the valve body 6.1 closes the section of the main air line 2 leading to the main valve 5, not shown here, on the side of the shut-off valve 6 opposite the rear end 4 (the section of the main air line 2 shown on the right in Figures 2a to 2f).
  • the flow cross section of the main air line 2 leading to the main valve 5 is sealed in a pressure-tight manner, so that there is no pressure drop across the shut-off valve 6 in the area of the main valve 5 in the main air line 2.
  • the shut-off valve 6 establishes a compressed air-conducting connection between the rear end 4 of the main air line 2 and the environment.
  • the ventilation takes place via the branch 15 and an outer end of the passage 14, whereas the opposite outer end of the passage 14 is blocked in a pressure-tight manner, for example with the housing 16 of the shut-off valve 6.
  • a suitable throttle or throttle point in the compressed air-conducting connection to the environment determines the pressure to which the rear end 4 of the main air line 2 is vented.
  • valve body 6.1 assumes such a rotational position that the two ends of the passage 14 and the outer end of the branch 15 are blocked in a pressure-tight manner, for example by the housing 16. Additionally or alternatively, the valve body 6.1 can also close the mouths of the main air line 2 in the shut-off valve 6 close.
  • the three valve positions of the shut-off valve 6 or the associated three rotational positions of the valve body 6.1 are advantageously marked in the area of the rotary lever 7, as can be seen, for example, in FIG. 4 using a marking example.
  • Figures 3 and 5 show an advantageous arrangement of rotary levers 7 and their securing against unauthorized or accidental twisting.
  • the coupling head 8 is thus fastened via a coupling rod 9 at the front end of the car body 10 of a rail vehicle, advantageously to the frame of the car body 10.
  • the coupling rod 9 can be pivoted about a vertical axis 18.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit einem mechanischen Kuppelverschluss zum Verriegeln der automatischen Zugkupplung mit einer gegengleichen Zugkupplung, wobei der Kuppelverschluss eine verriegelte Stellung und eine entriegelte Stellung aufweist; mit einer Hauptluftleitung, die sich ausgehend von einer Mündung zum Koppeln mit einer Hauptluftleitungsmündung der gegengleichen Zugkupplung zu einem mündungsabgewandten hinteren Ende erstreckt; mit einem Hauptventil in der Hauptluftleitung zwischen dem hinteren Ende und der Mündung, wobei das Hauptventil zumindest mittelbar am Kuppelverschluss angeschlossen ist, um die Hauptluftleitung in Abhängigkeit der Stellung des Kuppelverschlusses abzusperren und freizugeben. Die erfindungsgemäße automatische Zugkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptluftleitung ein Absperrventil zwischen dem Hauptventil und dem hinteren Ende angeordnet ist, mit welchem ein Strömungsquerschnitt vom hinteren Ende der Hauptluftleitung zum Hauptventil absperrbar ist und ein Abschnitt der Hauptluftleitung zum hinteren Ende teilweise auf einen vorgegebenen Mindestdruck und/oder vollständig auf Umgebungsdruck entlüftbar ist.

Description

Automatische Zugkupplung und Schienenfahrzeug mit einer solchen automatischen Zugkupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Solche automatische Zugkupplungen weisen neben einem mechanischen Kuppelverschluss zum Verriegeln der automatischen Zugkupplung mit einer gegengleichen Zugkupplung eine Luftkupplung auf, das heißt eine Hauptluftleitung, die sich ausgehend von einer Mündung zum Koppeln mit einer Hauptluftleitungsmündung der gegengleichen Zugkupplung bis zu einem von der Mündung abgewandten hinteren Ende erstreckt, das dann über einen Schlauch oder eine Rohrleitung oder sonstigen Luftkanal mit der Hauptluftleitung des Schienenfahrzeugs verbunden ist. In der Hauptluftleitung innerhalb der automatischen Zugkupplung ist ein Hauptventil vorgesehen, um den Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung abzusperren, sodass die druckluftleitende Verbindung zwischen der Mündung und dem hinteren Ende der Hauptluftleitung in der automatischen Zugkupplung druckdicht verschlossen ist. Das Schalten des Hauptventils erfolgt in Abhängigkeit der Betätigung des Kuppelverschlusses, sodass immer dann, wenn der mechanische Kuppelverschluss sich in einer verriegelten Stellung befindet, das Hauptventil geöffnet ist, und wenn sich der mechanische Kuppelverschluss in einer entriegelten Stellung befindet, das Hauptventil geschlossen ist. Das Öffnen und Schließen des Hauptventils in Abhängigkeit der Stellung des Kuppelverschlusses kann durch eine Triebverbindung, insbesondere mechanische Verbindung, zwischen dem Kuppelverschluss und einem Antrieb des Hauptventils erreicht werden, oder auch durch eine mittelbare Verbindung, wenn beispielsweise der Kuppelverschluss mit einem Steuerventil verbunden ist, das dann in Abhängigkeit der Stellung des Kuppelverschlusses einen Steuerdruck erzeugt, in dessen Abhängigkeit das Hauptventil geöffnet und geschlossen wird. DE 102020 121 087 A1 beschreibt ein Ausführungsbeispiel für eine automatische Zugkupplung mit einem derartigen Kuppelverschluss und einem in Abhängigkeit der Stellung des Kuppelverschlusses betätigten Hauptventils in einer Hauptluftleitung der automatischen Zugkupplung. Die aus diesem Dokument bekannten Merkmale sind im Oberbegriff des Anspruchs 1 zusammengefasst.
Weitere automatische Zugkupplungen gemäß dem Stand der Technik werden in der Beschreibungseinleitung von DE 10 2020 121 087 A1 abgehandelt, nämlich DE 669 444 A, DE 1 270 591 A, DE 2 223 878 A und DE 102016 104 188 A1.
Seitdem solche automatische Zugkupplungen auch im Schienengüterverkehr eingesetzt werden, werden die Hauptluftleitungen der Güterwagen durch das Hauptventil der automatischen Zugkupplung beim Zusammenfahren der Güterwagen automatisch gekuppelt. Zusätzlich weisen solche Güterwagen, vorliegend allgemein als Schienenfahrzeug bezeichnet, herkömmlich einen Luftabsperrhahn im Bereich von jedem axialen Ende des Güterwagens auf. Mit einem solchen Luftabsperrhahn konnte die Hauptluftleitung des Güterwagens bei abgekuppelter Schlauchleitung durch Öffnen des Luftabsperrhahns entlüftet werden. Herkömmlich wurden solche Schlauchleitungen nämlich manuell auf- und abgesteckt, um die Hauptluftleitungen der Güterwagen miteinander druckluftleitend zu verbinden. Die mechanische Kupplung erfolgte in der Regel über Schraubenkupplungen, die ebenfalls manuell gekuppelt und entkuppelt werden mussten.
Damit ein mit einer automatischen Zugkupplung ausgerüsteter Güterwagen die gewünschte Druckluftverbindung zwischen den einzelnen Güterwagen eines Schienenfahrzeugverbunds herstellen kann, muss der Luftabsperrhahn geöffnet sein. Die Entlüftung der Hauptluftleitung im Güterwagen erfolgt damit beim Entkuppeln der automatischen Zugkupplung, weil vorher die Mündungen der Hauptluftleitungen in den Kupplungsköpfen druckdicht miteinander verbunden sind. Bekanntlich schließen beim Entlüften der Hauptluftleitung die Bremsen eines Schienenfahrzeugs, sodass dies bei mit entsprechenden automatischen Zugkupplungen ausgerüsteten Fahrzeugen, die einen fahrzeugseitigen herkömmlichen Luftabsperrhahn aufweisen, erst beim Entkuppeln der automatischen Zugkupplung erfolgt. Ferner kann der Luftabsperrhahn nur dadurch betätigt werden, dass eine Person zwischen die Schienenfahrzeuge tritt und den Luftabsperrhahn bedient. Wenn die Hauptluftleitung über die automatische Zugkupplung entlüftet wird, so setzt sich diese Entlüftung bei geöffnetem Luftabsperrhahn über die Hauptluftleitung im Schienenfahrzeug und den am entgegengesetzten Ende angeordneten geöffneten Luftabsperrhahn fort, sodass mehrere Schienenfahrzeuge oder der gesamte Schienenfahrzeugverbund entlüftet wird, was unerwünscht ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Zugkupplung anzugeben, bei der eine Abbremsung oder zumindest Anbremsung eines die automatische Zugkupplung aufweisenden Schienenfahrzeugs leicht möglich ist, bevor die automatische Zugkupplung entkoppelt wird, und bei welcher vorteilhaft die Betätigung eines dem Wagenkasten zugeordneten Absperrventils ohne Eintritt in den Gefahrenraum zwischen zwei Schienenfahrzeugen möglich ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine automatische Zugkupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden besonders vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der automatischen Zugkupplung sowie ein Schienenfahrzeug mit einer solchen automatischen Zugkupplung angegeben.
Eine erfindungsgemäße automatische Zugkupplung, die insbesondere als Mittelpufferkupplung ausgeführt ist, weist einen mechanischen Kuppelverschluss zum Verriegeln der automatischen Zugkupplung mit einer gegengleichen Zugkupplung auf. Der Kuppelverschluss kann in eine verriegelte Stellung und in eine entriegelte Stellung verbracht werden. Es ist eine Hauptluftleitung vorgesehen, die sich in der automatischen Zugkupplung ausgehend von einer Mündung zu einem mündungsabgewandten Ende der Hauptluftleitung innerhalb der automatischen Zugkupplung, das vorliegend als hinteres Ende bezeichnet wird, erstreckt. Beim Kuppeln von zwei automatischen Zugkupplungen werden deren Mündungen druckluftleitend und druckdicht miteinander verbunden.
Es ist ein Hauptventil in der Hauptluftleitung zwischen deren hinterem Ende und der Mündung vorgesehen, wobei das Hauptventil, wie eingangs dargelegt, zumindest mittelbar am Kuppelverschluss angeschlossen ist, um die Hauptluftleitung in Abhängigkeit der Stellung des Kuppelverschlusses abzusperren und freizugeben. Entsprechend kann das Hauptventil in der entriegelten Stellung des Kuppelverschlusses geöffnet sein und in der verriegelten Stellung des Kuppelverschlusses geschlossen sein, sodass es die Hauptluftleitung in der entriegelten Stellung des Kuppelverschlusses absperrt und in der verriegelten Stellung des Kuppelverschlusses freigibt.
Erfindungsgemäß ist in der Hauptluftleitung ein Absperrventil zwischen dem Hauptventil und dem hinteren Ende der Hauptluftleitung angeordnet, mit welchem ein Strömungsquerschnitt vom hinteren Ende der Hauptluftleitung zum Hauptventil absperrbar ist und ein Abschnitt der Hauptluftleitung zum hinteren Ende teilweise auf einen vorgegebenen Mindestdruck und/oder vollständig auf Umgebungsdruck entlüftbar ist. Somit kann über dieses Absperrventil eine Entlüftung der Hauptluftleitung erreicht werden, bevor die automatische Zugkupplung entkoppelt wird. Wenn dabei eine teilweise Entlüftung auf einen vorgegebenen Mindestdruck, beispielsweise zwischen 2 und 4 bar, insbesondere zwischen 3,2, und 3,7 bar, beispielsweise auf 3,5 bar, vorgesehen ist, so kann ein entsprechendes Anbremsen des Fahrzeugs erreicht werden. Der Regelbetriebsdruck der Hauptluftleitung liegt beispielsweise zwischen 4 und 6 bar, insbesondere bei 5 bar +/- 0,005 bar. Das vorliegend als hinteres Ende bezeichnete Ende der Hauptluftleitung der automatischen Zugkupplung kann sich außerhalb des Kupplungskopfes im Bereich des hinteren Endes einer den Kupplungskopf tragenden Kupplungsstange am Wagenkasten befinden. Das Absperrventil kann somit den herkömmlichen, eingangs beschriebenen Luftabsperrhahn ersetzen. Die Hauptluftleitung weist, wenn sie über das hintere Ende des Kupplungskopfes herausragt, weil das Absperrventil außerhalb des Kupplungskopfes angeordnet ist, bevorzugt einen flexiblen Schlauch auf, der sich vom Kupplungskopf in Richtung des hinteren Endes der Hauptluftleitung erstreckt, beispielsweise bis zum Absperrventil oder nahe dem Absperrventil und/oder bis zu einem Wagenkasten.
Bevorzugt weist das Absperrventil wenigstens drei Ventilstellungen auf, nämlich eine erste Ventilstellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt vom hinteren Ende der Hauptluftleitung zum Hauptventil vollständig absperrt, eine zweite Ventilstellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt vom hinteren Ende der Hauptluftleitung zum Hauptventil vollständig freigibt, und eine dritte Ventilstellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung zum Hauptventil vollständig absperrt und den Strömungsquerschnitt zum hintere Ende der Hauptluftleitung auf den vorgesehenen Mindestdruck oder auf Umgebungsdruck entlüftet, also den entsprechenden Strömungsquerschnitt entsprechend teilweise absperrt und teilweise gegenüber der Umgebung freigibt.
In der ersten Ventilstellung des Absperrventils wird vorteilhaft die Hauptluftleitung sowohl in Richtung des hinteren Endes als auch in Richtung zum Hauptventil jeweils vollständig druckdicht abgesperrt. Es erfolgt also keine Entlüftung.
In der genannten dritten Ventilstellung kann demnach die Hauptluftleitung im Schienenfahrzeug entlüftet werden, ohne dass sich diese Entlüftung über die Mündung der Hauptluftleitung in der automatischen Zugkupplung auf ein benachbartes Schienenfahrzeug fortsetzt. Die Ventilstellungen sind bevorzugt am Absperrventil oder im Bereich eines manuellen Antriebs des Absperrventils, der beispielsweise, wie nachfolgend noch dargestellt wird, als Drehhebel ausgeführt ist, gekennzeichnet. Beispielsweise ist ein Symbol vorgesehen, das der dritten Ventilstellung zugeordnet ist und ein Anbremsen oder (teilweises) Entlüften darstellt, sowie ein Symbol, das der ersten Ventilstellung zugeordnet ist, und ein Absperren darstellt.
Bevorzugt ist das Absperrventil als Kugelhahn ausgeführt, dessen Ventilkörper in drei definierte Drehstellungen, in die er präzise und dauerhaft einbringbar ist, verdrehbar ist, um die drei Ventilstellungen wahlweise einzustellen.
Zur leichten und sicheren Bedienung ist das Absperrventil bevorzugt als handbetätigbares Ventil ausgeführt, insbesondere mit einem handbetätigbaren Drehhebel. Es kommen jedoch auch andere Betätigungen des Absperrventils in Betracht, beispielsweise eine elektrische Betätigung, eine pneumatische oder hydraulische Betätigung. Entsprechend weist das Absperrventil dann einen elektrischen, elektromagnetischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb auf.
Die automatische Zugkupplung weist bevorzugt einen Kupplungskopf auf, in dem der Kuppelverschluss, die Mündung der Hauptluftleitung und das Hauptventil angeordnet sind, wobei das Absperrventil, wie dargelegt, dann außerhalb des Kupplungskopfes angeordnet sein kann, beispielsweise im Bereich eines Wagenkastens, insbesondere im Bereich von dessen axialen Ende.
So kann eine Kupplungsstange vorgesehen sein, die den Kupplungskopf an einem äußeren vorderen Ende trägt und das Absperrventil kann im Bereich des hinteren Endes oder in einem Bereich seitlich neben dem hinteren Ende der Kupplungsstange positioniert sein.
Besonders bevorzugt weist das Absperrventil zwei auf entgegengesetzten Seiten des Absperrventils angeordnete handbetätigbare Drehhebel auf, insbesondere jeweils einen Drehhebel auf jeder Seite der Kupplungsstange, mit denen das Absperrventil betätigbar ist.
Wenn ein solcher Drehhebel oder solche Drehhebel vorgesehen sind, sind diese gemäß einer Ausführungsform gegen unbefugtes oder versehentliches Verdrehen verdrehgesichert. Dies kann mit einem handbetätigtbaren Sperrbolzen, der beispielsweise federvorbelastet in eine die Verdrehung des Drehhebels behindernde Sperrstellung eintritt, wenn er nicht betätigt wird, erreicht werden. Es kann auch ein solcher Sperrbolzen vorgesehen sein, der mit einem speziellen Schlüssel des Bedienpersonals, beispielsweise einem bahnüblichen Dreikantschlüssel oder Vierkantschlüssel, aus seiner Sperrstellung verbringbar ist.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug weist eine automatische Zugkupplung der hier dargestellten Bauweise auf, sowie einen Wagenkasten, an welchem die automatische Zugkupplung verschwenkbar um eine vertikale Achse befestigt ist, insbesondere mittels der genannten Kupplungsstange, auf. Das Absperrventil ist am Wagenkasten befestigt.
Besonders bevorzugt ist eine sich in Querrichtung zum Wagenkasten erstreckende, um eine Horizontalachse verdrehbar am Wagenkasten gelagerte Ventilsteuerwelle vorgesehen, die an einem axialen Ende oder an beiden axialen Enden jeweils einen Drehhebel drehstarr trägt, mit dem das Absperrventil durch Verdrehen der Ventilsteuerwelle betätigbar ist. Wenn das Absperrventil als Kugelhahn ausgeführt ist, kann eine solche Ventilsteuerwelle auch als Hahnsteuerwelle bezeichnet werden, mit welcher der Ventilkörper des Kugelhahns in die gewünschte Drehstellung verdreht werden kann.
Der oder die Drehhebel sind bevorzugt im Bereich der äußeren Längsseite des Wagenkastens angeordnet, sodass sie erreichbar sind, ohne dass eine Person zwischen die Schienenfahrzeuge beziehungsweise deren Wagenkästen treten muss. Wenn das Absperrventil automatisch angesteuert wird, was auch zusätzlich zu einer manuellen Betätigung vorgesehen sein kann, so kann die Steuerung derart eingestellt sein, dass bei einer Ansteuerung der automatischen Zugkupplung, beispielsweise des Entkuppelantriebs der automatischen Zugkupplung, mit welchem der mechanische Kuppelverschluss gekuppelt wird, das Absperrventil erst in eine entlüftende Stellung beziehungsweise teilweise entlüftende Stellung verbracht wird, bevor der mechanische Kuppelverschluss in seine entriegelte Stellung verdreht wird.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1 zwei erfindungsgemäß ausgeführte automatische Zugkupplungen vor deren wechselseitigem Kuppeln;
Figur 2a das Absperrventil in seiner „Normalstellung“, in welcher es den Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung vollständig freigibt, in einer seitlichen Ansicht;
Figur 2b das Absperrventil aus der Figur 2a in einer Schnittansicht;
Figur 2c das Absperrventil aus der Figur 2a in der Stellung „Anbremsen“, in welcher es den Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung teilweise verschließt und entlüftet;
Figur 2d das Absperrventil aus der Figur 2c in einer Schnittansicht; Figur 2e das Absperrventil aus den Figuren 2a, 2c in der Stellung „Absperren“, in welcher es den Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung ohne Entlüftung vollständig absperrt;
Figur 2f das Absperrventil aus der Figur 2e in einer Schnittansicht;
Figur 3 ein Schienenfahrzeug im Bereich des axialen Endes des
Wagenkastens mit einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung;
Figur 4 eine Seitenansicht des Absperrventil zusammen mit dem Drehhebel zu seiner manuellen Betätigung entsprechend der Ansicht in der Figur 2a;
Figur 5 den Drehhebel in einer Ansicht schräg entlang der Längsseite des Wagenkastens.
In der Figur 1 sind zwei miteinander zu kuppelnde automatische Zugkupplungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung gezeigt. Jede automatische Zugkupplung weist einen Kuppelverschluss 1 und eine Hauptluftleitung 2 auf. Der Kuppelverschluss 1 ist nur schematisch angedeutet, weist in der Regel ein Herzstück und eine Kuppelöse auf, die miteinander Zusammenarbeiten, um eine mechanische Verriegelung zwischen den Kupplungsköpfen 8 herzustellen, die die entsprechenden Bauteile der automatischen Zugkupplung zum mechanischen Kuppeln und Verbinden der Druckluftleitungen und entsprechender elektrischer Leitungen aufnehmen.
Die Hauptluftleitung erstreckt sich von einer Mündung 3 im Bereich des vorderen Endes des Kupplungskopfes 8, das der gegengleichen Zugkupplung zugeordnet ist, bis zu einem hinteren Ende 4. Zwischen der Mündung 3 und dem hinteren Ende 4 der Hauptluftleitung 2 ist das Hauptventil 5 vorgesehen, mit welchem die Hauptluftleitung 2, das heißt deren Strömungsquerschnitt zwischen dem hinteren Ende 4 und der Mündung 3 vollständig freigebbar und vollständig absperrbar ist. Das Hauptventil 5 weist insbesondere nur zwei definierte Stellungen auf, nämlich die geöffnete Stellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt vollständig freigibt, und die geschlossene Stellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung 2 vollständig versperrt, ist demnach ein Auf-Zu-Ventil ohne Drosselstellung. Das Hauptventil 5 wird in Abhängigkeit der Stellung des Kuppelverschlusses in eine der beiden Stellungen verbracht.
Erfindungsgemäß ist hinter dem Hauptventil 5, das heißt zwischen dem Hauptventil 5 und dem hinteren Ende 4 der Hauptluftleitung 2, ein Absperrventil 6 vorgesehen, mit welchem der Strömungsquerschnitt in der Hauptluftleitung 2 vom hinteren Ende 4 zum Hauptventil 3 zum einen vollständig absperrbar ist, und mit welchem ein Abschnitt der Hauptluftleitung 2 zum hinteren Ende 4 teilweise auf einen vorgegebenen Mindestdruck und/oder vollständig auf Umgebungsdruck entlüftet werden kann.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Hauptventil 5 als Kugelhahn ausgeführt, umfassend eine um wenigstens oder genau 90° verdrehbare Kugel mit einem Durchgang, der quer zur Strömungsrichtung in der Hauptluftleitung 2 durch Verdrehen der Kugel ausgerichtet werden kann, um das Hauptventil 5 zu schließen, und der in Strömungsrichtung der Hauptluftleitung 2 ausgerichtet werden kann, um das Hauptventil 5 zu öffnen. Dies ist jedoch nicht zwingend. Ferner erfolgt vorliegend, ebenfalls jedoch nur als eine mögliche Option, das Öffnen und Schließen des Hauptventils 5, hier das Verdrehen der Kugel, mittels Druckluft. Beispielsweise wird das Hauptventil 5 im mit Druckluft beaufschlagten Zustand geöffnet, sodass es den Strömungsquerschnitt in der Hauptluftleitung 2 freigibt, wohingegen es durch eine Federkraft geschlossen wird, sodass es den Strömungsquerschnitt in der Hauptluftleitung 2 druckdicht absperrt, wenn es nicht zu seiner Betätigung mit Druckluft beaufschlagt wird. Um das Hauptventil 5 mit Druckluft betätigen zu können, im Unterschied zu einer mechanischen Betätigung, die gemäß einer anderen Ausführungsform jedoch auch möglich ist, bei welcher ein Ventilkörper des Hauptventils 5 durch eine Triebverbindung zum Kuppelverschluss 1 betätigt wird, wird das Hauptventil 5 mit Druckluft aus einer Steuerdruckleitung 12 betätigt, in der ein oder mehrere, hier zwei Vorsteuerventile 13 angeordnet sind. Eine solche Steuerluftleitung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist nicht die Hauptluftleitung 2, in deren Hauptzweig das Hauptventil 5 und das Absperrventil 6 in Reihe zueinander angeordnet sind.
Aus den Figuren 2a bis 2f sind die drei Ventilstellungen des Absperrventil 6 ersichtlich, sowie die manuelle Betätigung des Absperrventils 6 über einen Drehhebel 7. Ergänzend wird auf die vergrößerte Darstellung in der Figur 4 verwiesen, die der Darstellung in der Figur 2a entspricht.
Das Absperrventil 6 ist als Drei-Wege-Kugelhahn ausgeführt und weist einen Ventilkörper 6.1 hier in Form einer Kugel auf. In der in den Figuren 2a, 2b und 4 gezeigten Normalstellung ist der Durchgang 14 im Ventilkörper 6.1 derart in Längsrichtung der Hauptluftleitung 2 ausgerichtet, dass er das hintere Ende 4 mit dem Abschnitt auf der anderen Seite der Hauptluftleitung 2, bevorzugt ohne Einschränkung des Strömungsquerschnitts, verbindet. Der Abzweig 15 im Ventilkörper 6.1 , der druckluftleitend vom Durchgang 14 abzweigt, ist an seinem äußeren Ende, beispielsweise durch das Gehäuse 16, druckdicht verschlossen.
In der in den Figuren 2c und 2d gezeigten Anbremsstellung ist der Abzweig 15 druckluftleitend mit dem hinteren Ende 4 verbunden. Gleichzeitig verschließt der Ventilkörper 6.1 den zum hier nicht dargestellten Hauptventil 5 führenden Abschnitt der Hauptluftleitung 2 auf der dem hinteren Ende 4 entgegengesetzten Seite des Absperrventils 6 (der in den Figuren 2a bis 2f rechts dargestellte Abschnitt der Hauptluftleitung 2). Der zum Hauptventil 5 führende Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung 2 wird dabei druckdicht verschlossen, sodass kein Druckabfall über das Absperrventil 6 im Bereich des Hauptventils 5 in der Hauptluftleitung 2 erfolgt.
Zum teilweise Entlüften (oder gemäß einer andere Ausführungsform auch zum vollständigen Entlüften) stellt das Absperrventil 6 eine druckluftleitende Verbindung zwischen dem hinteren Ende 4 der Hauptluftleitung 2 und der Umgebung her. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Entlüftung über den Abzweig 15 und ein äußeres Ende des Durchgangs 14, wohingegen das entgegengesetzte äußere Ende des Durchgangs 14 druckdicht versperrt ist, beispielsweise mit dem Gehäuse 16 das Absperrventils 6. Eine geeignete Drossel oder Drosselstelle in der druckluftleitenden Verbindung zur Umgebung bestimmt den Druck, auf den das hintere Ende 4 der Hauptluftleitung 2 entlüftet wird.
Bei der Absperrstellung des Absperrventils 6, wie in den Figuren 2e und 2f gezeigt, sind alle Anschlüsse des Absperrventils 6 druckdicht versperrt. Der Ventilkörper 6.1 nimmt eine solche Drehposition ein, dass die beiden Enden des Durchgangs 14 und das äußere Ende des Abzweigs 15 druckdicht versperrt sind, beispielsweise durch das Gehäuse 16. Zusätzlich oder alternativ kann der Ventilkörper 6.1 auch die Mündungen der Hauptluftleitung 2 in dem Absperrventil 6 verschließen.
Das Verdrehen des Ventilkörpers 6.1 erfolgt durch Verdrehen des Drehhebels 7, der entsprechend mechanisch mit einer Triebverbindung an den Ventilkörper 6.1 gekoppelt ist. Wie man aus der Figur 4 erkennen kann, ist hierfür beispielsweise eine Triebverbindung mit Gelenkhebeln 17 vorgesehen.
Die drei Ventilstellungen des Absperrventils 6 beziehungsweise die zugehörigen drei Drehstellungen des Ventilkörpers 6.1 sind im Bereich des Drehhebels 7 vorteilhaft gekennzeichnet, wie sich beispielsweise aus der Figur 4 anhand eines Markierungsbeispiels ergibt. In den Figuren 3 und 5 ist eine vorteilhafte Anordnung von Drehhebeln 7 und deren Sicherung gegen unbefugtes oder versehentliches Verdrehen gezeigt. So ist der Kupplungskopf 8 über eine Kupplungsstange 9 am stirnseitigen Ende des Wagenkastens 10 eines Schienenfahrzeugs, vorteilhaft am Rahmen des Wagenkastens 10 befestigt. Wie üblich ist die Kupplungsstange 9 um eine Vertikalachse 18 verschwenkbar.
Die Hauptluftleitung 2 führt vom Kupplungskopf 8 mit dem Hauptventil 5 über das Absperrventil 6 zum hinteren Ende 4 der Hauptluftleitung 2, an welcher sich die wagenseitige Hauptluftleitung 2' anschließt, deren Anfang auch in den Figuren 2a- 2f und in der Figur 4 dargestellt ist.
Der Wagenkasten 10 weist zwei Längsseiten 19 auf. Im Bereich jeder Längsseite 19 ist ein Drehhebel 7 vorgesehen, um eine seitliche Bedienung der Ventilsteuerwelle 11 zu ermöglichen, die mit den Drehhebeln 7 um eine Horizontalachse verdrehbar ist und am Wagenkasten gelagert ist. Die Ventilsteuerwelle 11 ist dabei derart an dem Ventilkörper 6.1 des Absperrventils angeschlossen, beispielsweise über die in der Figur 4 dargestellten Gelenkhebel 17, dass ein Verdrehen der Ventilsteuerwelle 11 zu einem Verdrehen des Ventilkörpers 6.1 in die gewünschte Drehstellung führt.
Bevorzugt ist die Ventilsteuerwelle 11 im Bereich des sogenannten Fahrzeugkopfstücks angeordnet und über zwei am Kopfstück befestigte seitliche Lagerstellen gelagert.
Zur Vermeidung einer Fehlbedienung oder einer Manipulation durch Vandalismus ist die Ventilstellung „Absperren“ formschlüssig gesichert, sodass ein versehentliches oder unbefugtes Absperren verhindert wird. Diese Sicherung ist nur durch eine bewusste Bedienhandlung aufzuheben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierfür ein Sperrbolzen 20 vorgesehen, der im Sperrzustand die Verdrehung des Drehhebels 7 in die Absperrposition mechanisch blockiert. Dieser Sperrbolzen 20 muss betätigt werden, um die Blockierung aufzuheben, beispielsweise entgegen einer Federkraft und/oder durch eine Drehbewegung. Alternativ ist auch ein Druckschloss mit bahnüblichem Dreikantschlüssel oder Vierkantschlüssel vorstellbar, was wiederum die Sicherheit gegen unbefugte Betätigung erhöht.
Der Rangierer betätigt das Absperrventil 6 an dem Schienenfahrzeug, das im Gleisbereich durch Anbremsen gesichert abgestellt werden soll. Anschließend wird die automatische Zugkupplung getrennt und das Absperrventil des abgestellten Schienenfahrzeugs weder auf Normalstellung zurückgestellt. Die Entlüftung wird somit über die automatische Zugkupplung aufrechterhalten, das heißt über die Mündung 3 der Hauptluftleitung 2. Das entkuppelte Schienenfahrzeug steht jetzt sicher gebremst im Gleisbereich und ist kuppelbereit.
Bezugszeichen
1 Kuppelverschluss
2, 2' Hauptluftleitung
3 Mündung
4 hinteres Ende
5 Hauptventil
6 Absperrventil
6.1 Ventilkörper
7 Drehhebel
8 Kupplungskopf
9 Kupplungsstange
10 Wagenkasten
11 Ventilsteuerwelle
12 Steuerluftleitung
13 Vorsteuerventil
14 Durchgang
15 Abzweig
16 Gehäuse
17 Gelenkhebel
18 Vertikalachse
19 Längsseite
20 Sperrbolzen

Claims

Patentansprüche Automatische Zugkupplung, insbesondere Mittelpufferkupplung, mit einem mechanischen Kuppelverschluss (1 ) zum Verriegeln der automatischen Zugkupplung mit einer gegengleichen Zugkupplung, wobei der Kuppelverschluss (1 ) eine verriegelte Stellung und eine entriegelte Stellung aufweist; mit einer Hauptluftleitung (2), die sich ausgehend von einer Mündung (3) zum Koppeln mit einer Hauptluftleitungsmündung der gegengleichen Zugkupplung zu einem mündungsabgewandten hinteren Ende (4) erstreckt; mit einem Hauptventil (5) in der Hauptluftleitung (2) zwischen dem hinteren Ende (4) und der Mündung (3), wobei das Hauptventil (5) zumindest mittelbar am Kuppelverschluss (1 ) angeschlossen ist, um die Hauptluftleitung (2) in Abhängigkeit der Stellung des Kuppelverschlusses (1 ) abzusperren und freizugeben; dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptluftleitung (2) ein Absperrventil (6) zwischen dem Hauptventil (5) und dem hinteren Ende (4) angeordnet ist, mit welchem ein Strömungsquerschnitt vom hinteren Ende (4) der Hauptluftleitung (2) zum Hauptventil (5) absperrbar ist und ein Abschnitt der Hauptluftleitung (2) zum hinteren Ende (4) teilweise auf einen vorgegebenen Mindestdruck und/oder vollständig auf Umgebungsdruck entlüftbar ist. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (6) wenigstens drei Ventilstellungen aufweist, nämlich eine erste Ventilstellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt vom hinteren Ende (4) der Hauptluftleitung (2) zum Hauptventil (5) vollständig absperrt, eine zweite Ventilstellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt vom hinteren Ende (4) der Hauptluftleitung (2) zum Hauptventil (5) vollständig freigibt, und eine dritte Ventilstellung, in welcher es den Strömungsquerschnitt der Hauptluftleitung (2) zum Hauptventil (5) vollständig absperrt und den Strömungsquerschnitt zum hinteren Ende (4) der Hauptluftleitung
(2) auf einen vorgegebenen Mindestdruck oder auf Umgebungsdruck entlüftet.
3. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (6) als Kugelhahn ausgeführt ist, dessen Ventilkörper (6.1 ) in drei definierte Drehstellungen verdrehbar ist, um die drei Ventilstellungen wahlweise einzustellen.
4. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (6) elektrisch betätigbar ist.
5. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (6) als handbetätigbares Ventil ausgeführt ist, insbesondere mit einem handbetätigbaren Drehhebel (7).
6. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Zugkupplung einen Kupplungskopf (8) aufweist, in dem der Kuppelverschluss (1 ), die Mündung (3) der Hauptluftleitung (2) und das Hauptventil (5) angeordnet sind, und dass das Absperrventil (6) außerhalb des Kupplungskopfes (8) angeordnet ist.
7. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplungsstange (9) vorgesehen ist, die den Kupplungskopf (8) an einem äußeren vorderen Ende trägt, und das Absperrventil (6) im Bereich des hinteren Endes oder in einem Bereich seitlich neben dem hinteren Ende der Kupplungsstange (9) positioniert ist.
8. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (6) zwei auf entgegengesetzten Seiten des Absperrventils (6) angeordnete handbetätigbare Drehhebel (7) aufweist, insbesondere jeweils einen Drehhebel (7) auf jeder Seite der Kupplungsstange (9), mit denen das Absperrventil (6) betätigbar ist. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Drehhebel (7) gegen unbefugtes oder versehentliches Verdrehen verdrehgesichert ist/sind. Schienenfahrzeug mit einer automatischen Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 und mit einem Wagenkasten (10), an welchem die automatische Zugkupplung verschwenkbar um eine Vertikalachse (18) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (6) am Wagenkasten (10) befestigt ist. Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in Querrichtung zum Wagenkasten (10) erstreckende, um eine Horizontalachse verdrehbaren Wagenkasten (10) gelagerte Ventilsteuerwelle (11 ) vorgesehen ist, die an einem axialen Ende oder an beiden axialen Enden jeweils einen Drehhebel (7) drehstarr trägt, mit dem das Absperrventil (6) durch Verdrehen der Ventilsteuerwelle (11 ) betätigbar ist. Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Drehhebel (7) im Bereich der äußeren Längsseite (19) des Wagenkastens (10) angeordnet sind.
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