EP4714777A1

EP4714777A1 - Kupplungsanordnung und verfahren zur einleitung einer notbremsung

Info

Publication number: EP4714777A1
Application number: EP25200188.8A
Authority: EP
Inventors: Joachim Ruoff; Jürgen Dauner; Herbert Richter; Andreas Schuhmacher
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2024-09-19
Filing date: 2025-09-04
Publication date: 2026-03-25
Also published as: DE102025135544A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung zum mechanischen Verbinden und Herstellen einer Fluidverbindung zweier schienengebundener Fahrzeuge, umfassend eine mechanische Zugkupplung und eine Luftkupplung. Die mechanische Zugkupplung ist vorzugsweise als Mittelpufferkupplung, d.h. mit integriertem Energieverzehr, insbesondere Zug- und Stoßeinrichtung ausgebildet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Einleitung einer Notbremsung. Die Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass bei Auftreten eines Kupplungsabrisses der Nocken unter Öffnung der Ventilanordnung überdreht wird und eine Rückbewegung durch die sich gegenseitig in ihrer Bewegung hindernden Geometrien von Ventilkörper und Nocken verhindert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung zum mechanischen Verbinden und Herstellen einer Fluidverbindung zweier schienengebundener Fahrzeuge, umfassend eine mechanische Zugkupplung und eine Luftkupplung. Die mechanische Zugkupplung ist vorzugsweise als Mittelpufferkupplung, d.h. mit integriertem Energieverzehr, insbesondere Zug- und Stoßeinrichtung ausgebildet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Einleitung einer Notbremsung.
Mechanische Zugkupplungen sind beispielsweise aus GB 419 590 A und US 2013/0146558 A1 bekannt. Ausführungen mechanischer Kupplungen mit Kegel-Trichter-Profil und um eine Hauptachse verdrehbaren Kuppelverschluss sind ferner offenbart in Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Scharfenbergkupplung.
Luftkupplungen finden in Kombination mit mechanischen Zugkupplungen zum Herstellen einer mechanischen Verbindung zwischen schienengebundenen Fahrzeugen in Kupplungsanordnungen Anwendung, um zusätzlich auch eine Fluidverbindung zwischen den Fahrzeugen herstellen zu können. Eine Luftkupplung ist dabei einem schienengebundenen Fahrzeug zugeordnet und dient beim Zusammenwirken mit einer Gegen-Luftkupplung dem Verbinden Fluid- bzw. Druckmittel führender Leitungen. Die Luftkupplung umfasst dazu ein Mundstück zum Ankoppeln der Luftkupplung an eine Gegen-Luftkupplung, einen Druckluftstutzen zum Anschluss der Luftkupplung an ein Schienenfahrzeugdruckluftsystem und einen Mundstück und Druckluftstutzen verbindenden Strömungskanal. Dem Strömungskanal ist eine Ventilanordnung mit einem einen Ventilantrieb umfassenden Aktuator zum Verbringen der Ventilanordnung in eine den Strömungskanal zumindest teilweise freigebende Öffnungsposition und eine den Strömungskanal druckdicht verschließende Schließposition zugeordnet. Zum funktionssicheren Herstellen und Lösen der Verbindung zwischen zwei schienengebundenen Fahrzeugen werden die mechanische Verbindung und die Fluidverbindung hinsichtlich deren Herstellung und Aufhebung aufeinander abgestimmt. Bei Vorsehen einer Luftkupplung zur Kopplung der Hauptluftversorgungsleitungen zweier schienengebundener Fahrzeuge kann die Herstellung der Verbindung mit der Herstellung der mechanischen Verbindung gekoppelt werden. Die Stellung der Ventileinrichtung bezogen auf die einzelnen Stellungen der mechanischen Zugkupplung ist dabei maßgeblich für die Realisierung der Bremsfunktion. Im Einzelnen ist dazu der Kuppelverschluss wenigstens mittelbar mit der Betätigung der Luftkupplung, insbesondere der einer Hauptluftleitung für die Versorgung eines Bremssystems zugeordneten und insbesondere eine Ventilanordnung umfassenden Stelleinrichtung in Wirkverbindung verbingbar. Bei Ausführungen mit direkter mechanischer Kopplung weist der zum Betätigen der Ventilanordnung direkt an dieser angreifende Ventilantrieb dazu eine Schnittstelle zum zumindest mittelbaren mitnahmefesten Verbinden mit einem Kuppelverschluss einer mechanischen Zugkupplung auf.
Die Funktionsstellung der mechanischen Kupplung - entkuppelt, insbesondere entkuppelt überzogene Stellung oder kuppelbereit und gekuppelt - wird durch die Stellung des Kuppelverschlusses charakterisiert. Bei Kopplung mit dem Ventilantrieb ist in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses der Strömungskanal der Luftkupplung verschlossen, in der gekuppelten Stellung geöffnet. Bei direkter Kopplung des Aktuators bzw. Ventilantriebes der Ventilanordnung mit einem Bauteil des Kuppelverschlusses, insbesondere dem Hauptbolzen des Kuppelverschlusses und bei mitnahmefester Anbindung des Herzstückes an diesen dreht der Hauptbolzen beim Kuppeln in die gekuppelte Stellung und öffnet über den mit diesem gekoppelten Ventilantrieb die Ventilanordnung. Beim Entkuppeln dreht dieser wieder in die andere Richtung, schließt über den mit diesem gekoppelten Ventilantrieb die Ventilanordnung und verhindert somit einen Druckabfall.
Die Zugkupplungen werden mit einer hohen Sicherheit für vordefinierte ertragbare Zug- und Stoßbelastungen ausgelegt. Werden diese jedoch dennoch in einem Überlastfall überschritten, kann das zu einem Versagen von im Kraftfluss liegenden Bauteilen und dadurch bedingt einem Kupplungsabriss führen. Bei einem derartigen Versagen kann es zu irreparablen Schäden durch plastische Verformungen auch angrenzender Bauteilkomponenten der Kuppelverschlussmittel kommen. Um diese zu vermeiden, sind vordefinierte Sollbruchstellen in der Kupplungsanordnung denkbar. DE 10 2021 107 936 A1 schlägt insbesondere vor, den Kuppelösenbolzen mit mindestens einer Sollbruchstelle auszustatten. Hierdurch kann der Kuppelösenbolzen ab einer kritischen Scherbelastung entsprechend einer zugeordneten Ansprechkraft kontrolliert versagen, wodurch allerdings die Kuppelverbindung gelöst wird, da das Kräftegleichgewicht über die Kuppelösen aufgehoben wird. Es besteht dann die Gefahr, dass der Kuppelverschluss der geschädigten Kupplung aufgrund der Rückwirkung der noch intakten Kuppelösenverbindung der Gegen-Zugkupplung mit hoher Beschleunigung in die entkuppelte bzw. kuppelbereite Stellung verdreht werden kann. Bei Kopplung zwischen Kuppelverschluss und Betätigung der Ventileinrichtung der Luftkupplung bzw. des Hauptluftleitungsventiles führt dies, anders jedoch als bei einem gewollten Entkuppeln im Stillstand oder geringen Geschwindigkeiten dazu, dass die Ventileinrichtung geschlossen werden könnte und der so aufgetrennte Wagen in Bewegung sich ungebremst weiterbewegen kann, was bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses bei höheren Geschwindigkeiten kritisch ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Ausführungen von Luftkupplungen, deren Betätigung an die Stellung des Kuppelverschlusses gekoppelt ist, sicherzustellen, dass auch bei einem ungewollten Kupplungsabriss die miteinander vorher verbundenen Wagen sich nicht unkontrolliert auseinanderbewegen können. Des Weiteren soll dies auch bei der Kopplung von Kupplungssystemen unterschiedlicher Hersteller mit nicht einheitlich ausgeführtem definiertem Versagensort, d.h. einer Sollbruchstelle im Kuppelverschluss, welche nicht einheitlich ausgeführt ist, sichergestellt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Eine Kupplungsanordnung zum Herstellen einer mechanischen und einer Fluidverbindung zwischen schienengebundenen Fahrzeugen, umfasst:

eine mechanische Zugkupplung zum mechanischen Verbinden mit einer Gegen-Zugkupplung einer Gegen-Kupplungsanordnung, umfassend einen um eine Hauptachse verdrehbaren und zumindest zwischen einer kuppelbereiten und gekuppelten Stellung verdrehbaren Kuppelverschluss;
eine Luftkupplung zum Koppeln mit einer Gegen-Luftkupplung der Gegen-Kupplungsanordnung, umfassend einen mit einem Schienenfahrzeugdruckluftssystem verbindbaren Strömungskanal und eine dem Strömungskanal zugeordnete Ventilanordnung zum zumindest teilweisen Freigeben oder druckdichten Absperren des Strömungskanals, wobei die Ventilanordnung über einen um die Hauptachse verdrehbaren Nocken aufweisenden Ventilantrieb betätigbar ist, der Nocken wenigstens mittelbar mitnahmefest mit dem Kuppelverschluss der mechanischen Zugkupplung gekoppelt ist und mit der Ventilanordnung innerhalb eines ersten durch die Funktionsstellungen des Nockens in der kuppelbereiten Stellung und in der gekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses definierten Verdrehwinkelbereiches um die Hauptachse derart zusammenwirkt, dass die Ventilanordnung in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses den Strömungskanal absperrt und in der gekuppelten Stellung den Strömungskanal zumindest teilweise freigibt. Die Kupplungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftkupplung ein Freiraum für einen sich an den ersten Verdrehwinkelbereich ausgehend von der Funktionsstellung des Nockens in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses entgegen der Verdrehrichtung in die der gekuppelten Stellung entsprechenden Funktionsstellung anschließenden zweiten als Überdrehbereich bezeichneten Verdrehwinkelbereich für den Nocken vorgesehen ist.

Unter einer Zugkupplung wird insbesondere eine Kupplung verstanden, mittels welcher automatisch beim Zusammenwirken mit einer Gegen-Zugkupplung eine mechanische Verbindung zwischen diesen herstellbar ist. Insbesondere ist darunter eine Mittelpufferkupplung zu verstehen, welche für schienengebundene Fahrzeuge in Form von Personen- als auch Güterfahrzeugen einsetzbar ist. Diese ist an der Stirnseite durch ein Kupplungsprofil, insbesondere Trichter-/Kegel-Profil charakterisiert.
Wenigstens mittelbar gekoppelt oder verbunden im Sinne der Erfindung beinhaltet allgemein sowohl eine direkte als auch indirekte, über weitere zwischengeordnete Bauteile und Übertragungselemente erzielbare Kopplung oder Verbindung zwischen Bau- und Funktionsteilen oder Einheiten.
Die mittelbare Kopplung zwischen Ventilantrieb und Kuppelverschluss spiegelt dabei die unterschiedlichsten Möglichkeiten zur Realisierung einer Abhängigkeit der Stellung des Ventilantriebes von der Stellung des Kuppelverschlusses wider. Eine wenigstens mittelbare Kopplung oder Verbindung zwischen Bauteilen bzw. Komponenten beinhaltet insbesondere die direkte Kopplung bzw. Verbindung frei von der Zwischenanordnung weiterer Funktions- oder Übertragungselemente, aber auch die nicht direkte Kopplung bzw. Verbindung, d.h. unter Zwischenordnung weiterer Übertragungselemente.
Unter Verdrehwinkelbereich ist insbesondere der Winkelbereich für das Verdrehen bzw. Verschwenken des Nockens um die Hauptachse zu verstehen.
Unter Hauptachse ist insbesondere eine geometrische Achse zu verstehen, welche zur Beschreibung der einzelnen Bewegungen herangezogen werden kann. Diese fällt insbesondere mit der Mittenachse des Hauptbolzens eines Kuppelverschlusses zusammen.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, einer im Fall eines einen Kupplungsabriss auslösenden Überlastereignisses, die Ventilanordnung einer mit einer Hauptluftleitung gekoppelten Luftkupplung in der geöffneten Stellung zu halten. Unter einem Überlastereignis wird dabei das Auftreten von Kräften, welche zu einem Kupplungsabriss durch Versagen von im Kraftfluss liegenden Bauteilen und damit zur nicht geplanten Aufhebung der Verbindung zwischen den Zugkupplungen benachbarter Fahrzeuge führen, verstanden. Der Kupplungsabriss kann dabei ungewollt oder aber gezielt herbeigeführt erfolgen, letzteres insbesondere durch Vorsehen einer definierten Sollbruchstelle beispielsweise im Kuppelösenbolzen des Kuppelverschlusses der Zugkupplung.
Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, die in dem durch die im Ereignisfall am Kuppelverschluss bei der Auflösung der Verbindung zur Gegen-Zugkupplung in den Kuppelverschluss der Zugkupplung durch die Rückwirkung der Gegen-Zugkupplung, insbesondere das Herzstück eingebrachte hohe Beschleunigung und das Massenträgheitsmoment bedingte Verdrehbewegung am Hauptbolzen, insbesondere Moment auszunutzen, um den Ventilantrieb, insbesondere Nocken in eine Funktionsstellung zu verdrehen, die außerhalb der Funktionsstellung in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses liegt. Dies erfolgt durch Ausnutzung des sich einstellenden Überdrehens über die der Sperrposition der Ventilanordnung entsprechende Stellung in eine diese freigebende Stellung aufgrund der hohen Dynamik, wozu der für diesen im Ereignisfall zu überstreichende als Überdrehbereich bezeichnete Verdrehwinkelbereich in der Luftkupplung als Freiraum vorgehalten wird.
Vorzugsweise ist der Freiraum derart ausgebildet und angeordnet, einen Überdrehbereich in Umfangsrichtung um die Hauptachse ausgehend von der Funktionsstellung des Nockens in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses über einen Winkelbereich von kleiner 90°, vorzugsweise kleiner 70° für den Nocken freizuhalten. Dieser Bereich ist damit frei von Störgeometrie.
Die Luftkupplung weist dazu ein den Strömungskanal aufnehmendes Gehäuse auf, welches den Nocken über dessen äußeren Umfang zumindest in Umfangsrichtung der Hauptachse über den ersten und zweiten Verdrehwinkelbereich umschließend ausgebildet und in diesem Bereich frei von einer Störgeometrie für die Bewegung des Nockens ist. Der Nocken kann sich damit ungehindert in den Freiraum bewegen, während durch die dadurch bedingte Betätigung oder Freigabe der Betätigung der Ventilanordnung diese den Strömungskanal wieder freigibt.
Die Ausgestaltung der Ventilanordnung und des Ventilantriebes kann vielgestaltig erfolgen. Vorzugsweise umfasst die Ventilanordnung einen Ventilkörper und einen Ventilsitz, wobei der Ventilkörper bewegbar ist zwischen einer Öffnungsposition, in der er den Strömungskanal zumindest weitgehend oder vollständig freigibt, und einer Schließposition, in welcher er den Strömungskanal druckdicht absperrt. Der Ventilantrieb greift wenigstens mittelbar, vorzugsweise direkt am Ventilkörper an, um diesen aus der Öffnungsposition in die Schließposition und/oder aus der Schließposition in die Öffnungsposition zu betätigen. Der Ventilantrieb umfasst dazu ; eine um eine Verdrehachse verdrehbare Welle, die zum drehfesten Anschluss am Kuppelverschluss, insbesondere einen mit dem Herzstück verbundenen Hauptbolzen ausgeführt ist oder durch den Kuppelverschluss gebildet wird und mit dem Nocken versehen ist, der zumindest mittelbar am Ventilkörper zu dessen Betätigung angreift. Die Verdrehachse entspricht vorzugsweise der Hauptachse. Der Nocken kann dabei integral mit dem Anschluss bzw. der verdrehbaren Welle oder aber mit dieser mitnahmefest verbunden ausgeführt sein. Der Nocken weist eine in Umfangsrichtung in Richtung seiner Funktionsstellung im gekuppelten Zustand des Kuppelverschlusses betrachtet weisende Rückseite und eine zum Überdrehbereich hin weisende bzw. ausgerichtete Vorderseite mit einem an dieser vorgesehenen Führungsbereich sowie einen in radialer Richtung weisenden Halteflächenbereich zum Zusammenwirken mit einer Betätigungsfläche am Ventilkörper auf. Der Führungsbereich dient dabei insbesondere zum störungsfreien Einleiten und Umwandlung der Verdrehbewegung des Ventilantriebes, insbesondere in Umfangsrichtung der Hauptachse in eine translatorische Bewegung am Ventilkörper.
Der Strömungskanal, insbesondere der Anordnungsbereich der Ventileinrichtung erfolgt in Umfangsrichtung um den ersten Verdrehbereich des Nockens. Vorzugsweise ist die Ventileinrichtung, insbesondere eine die Verstellbewegung des Ventilkörpers beschreibende Achse im Wesentlichen radial zur Hauptachse oder in einem Winkel von bis zu 10°zu dieser ausgerichtet. Der Ventilkörper ist vorzugsweise derart dem Strömungskanal zugeordnet, dass dieser sich beim Bewegen von der Öffnungsposition in die Schließposition und umgekehrt entlang dieser Achse bewegbar ist.
Der Erfindung liegt dabei ferner die Überlegung zugrunde, dass eine Rückbewegung des Nockens in die der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses entsprechenden und die Sperrposition der Ventilanordnung beschreibende Stellung aufgrund der Freigabe der Ventilanordnung und nicht erneuten Betätigung nicht gegeben ist. Um dies auf jeden Fall sicherzustellen und Verkantungen des Ventilkörpers bei der Rückbewegung des Nockens zu vermeiden, sind in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung die Geometrien der miteinander beim Verdrehen des Nockens innerhalb des ersten und zweiten Verdrehwinkelbereiches in Wirkverbindung tretenden Konturen an Ventilkörper und Ventilantrieb, insbesondere Nocken durch entsprechende Gestaltung von Ventilkörper und/oder Nocken aufeinander abgestimmt ausgebildet.
Die Betätigungsfläche am Ventilkörper ist dazu in Einbaulage zur Hauptachse weisend ausgerichtet und weist in Umfangsrichtung um die Hauptachse in Richtung vom ersten zum zweiten Verdrehbereich des Nockens betrachtet zumindest einen Einlaufbereich zum Zusammenwirken mit dem Führungsbereich an der Vorderseite des Nockens zum Verbringen des Ventilkörpers in die Schließstellung, einen Abstützbereich zum Zusammenwirken mit dem Halteflächenbereich am Nocken in der Schließstellung und einen sich daran anschließenden Auslaufbereich auf. Der Auslaufbereich am Ventilkörper ist durch eine Kontur beschreibbar, die derart ausgebildet und ausgeformt ist, geeignet zu sein bei Bewegung des Nockens vom ersten Verdrehbereich in den Überdrehbereich am Halteflächenbereich oder gegebenenfalls noch einem Teilbereich der Rückseite des Nockens entlang zu gleiten bis eine Position frei von einem Kontakt zwischen Nocken und Betätigungsfläche erreicht ist, wobei sich in diesem Zustand der Ventilkörper in seine Schließposition bewegt hat.
Der Auslaufbereich verläuft dazu bezogen auf die Schließposition der Ventilanordung in der kuppelbereiten Stellung vorzugsweise tangential zum Kontaktbereich von Nocken und Betätigungsfläche, insbesondere Halteflächenbereich und Stützbereich.
Vorzugsweise wird der Abstützbereich und der Auslaufbereich an der Betätigungsfläche des Ventilkörpers von einem Flächenbereich gebildet und dieser ist in der Schließstellung der Ventilanordnung betrachtet tangential zum Außenumfang des Nockens in dieser Position ausgerichtet. Mit dieser Geometrie wird ein Eingriff des Nockens an der Betätigungsfläche des Ventilkörpers der Ventilanordnung beim Rückbewegen des Nockens aus dem Überdrehwinkelbereich sicher vermieden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften und für sich allein oder mit den Maßnahmen zur Geoemetrieoptimierung am Ventilkörper kombinierbaren Ausführung ist der Verlauf der Rückseite des Nockens in radialer Richtung betrachtet derart ausgebildet, ein Zusammenwirken mit der Betätigungsfläche des Ventilkörpers beim Verdrehen des Nockens in Richtung erster Verdrehwinkelbereich unter Verschiebung des Ventilkörpers zu verhindern. Dadurch wird die sich bei Auflösung der Dynamik erfolgende Rückstellbewegung des Nockens blockiert und die Ventilanordnung in der Öffnungsposition gehalten.
Gemäß einer besonders einfach und kostengünstig umzusetzenden Ausführung weist die Rückseite wenigstens einen Rücksprung oder Ausnehmung beschreibende Wölbung unter Ausbildung eines Freiraumes für Bereiche des Ventilkörpers in seiner Öffnungsposition auf. Ein Rückdrehen führt je nach Ausbildung der Ausnehmung dann maximal zu einem linienförmigen oder geringfügig flächigem Kontakt beim Anschlagen des Nockens am Ventilkörper frei von einer Verstellbewegung an diesem, der in der Öffnungsposition verbleibt.
Ein Verfahren zur Einleitung einer Notbremsung beim Versagen eines mit einer Ventilanordnung einer Hauptluftleitung zum Versorgen eines Bremssystems wirkverbundenen Kuppelverschlusses einer automatischen Zugkupplung einer Kupplungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 im gekuppelten Zustand mit einer Gegen-Zugkupplung zum Verbinden zweier schienengebundener Fahrzeuge durch Unterbrechung des Kraftflusses aufgrund einer Schädigung, insbesondere an einer Kraft übertragenden Komponente, insbesondere Bruch eines Kuppelösenbolzens oder einer Kuppelöse, bei welchem der Ventilantrieb der Ventilanordnung direkt mit einem Kuppelverschluss der Zugkupplung wirkverbunden ist, wobei in der kuppelbereiten Stellung und der ungekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses die Ventilanordnung in der Schließposition und bei gekuppelter Stellung des Kuppelverschlusses die Ventileinrichtung in der Öffnungsposition gehalten wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterbrechung des Kraftflusses aufgrund einer Schädigung, insbesondere einer Kraft übertragenden Komponente der Nocken des Ventilantriebes aus dem ersten Verdrehwinkelbereich in den Überdrehbereich unter Freigabe der Abstützung des Ventilkörpers und Verbringen dessen in die Öffnungsposition verdreht wird und die Rückbewegung aus dem Überdrehbereich durch den in die Öffnungsposition Ventilkörper blockiert wird. Es gelten die Vorteile wie vorgenannt für die Kupplungsanordnung beschrieben.
Die Luftkupplung kann allgemein ober- oder unterhalb der Zugkupplung in Einbaulage der Kupplungsanordnung angeordnet werden. Besonders bevorzugt fluchten dabei Verdrehachse des Nockens und Hauptachse des Kuppelverschlusses miteinander.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1a:: zwei miteinander gekuppelte erfindungsgemäß ausgestaltete Kupplungsanordnungen in der gekuppelten Stellung;
Fig. 1b:: einen Ausschnitt aus einer mechanischen Zugkupplung einer Kupplungsanordnung gemäß Figur 1a im geschädigten Zustand im Überlastfall in einer schematisiert vereinfachten Darstellung;
Fig. 2a bis 2c: eine Luftkupplung einer der Kupplungsanordnungen gemäß Figur 1a in schematisiert vereinfachter Darstellung;
Figur 3: eine vorteilhafte Weiterbildung einer Ausführung einer Luftkupplung gemäß Figur 2a-2c in einem Ausschnitt aus dieser.

Die Figur 1a verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung eine mit einer Gegen-Kupplungsanordnung 1' zum Herstellen einer mechanischen und Fluidverbindung zweier Schienenfahrzeuge zusammenwirkende erfindungsgemäß ausgebildete Kupplungsanordnung 1. Der Aufbau der Kupplungsanordnungen 1, 1' wird beispielhaft für die Kupplungsanordnung 1 beschrieben. Der der Kupplungsanordnung 1' erfolgt in analoger Weise. Die Kupplungsanordnung 1 umfasst eine mechanische Zugkupplung 2 zum Herstellen einer mechanischen Verbindung mit einer zu dieser kompatiblen Gegen-Zugkupplung 2' und ferner zumindest eine weitere Funktionskomponente in Form einer Luftkupplung 3 zum Kuppeln mit einer kompatiblen Gegen-Luftkupplung 3'. Diese dienen dem Herstellen einer Fluidverbindung, insbesondere Druckluftverbindung zwischen den über die Kupplungsanordnungen 1, 1' miteinander zu koppelnden Schienenfahrzeugen. Die einzelne Luftkupplung 3 dient dabei insbesondere zur Verbindung der an den einzelnen Schienenfahrzeugen vorgesehenen Hauptluftleitungen zur Führung der Druckluft für die Bremssteuerung.
Die Kupplungsanordnungen 1, 1' sind in einer Ansicht von oben wiedergegeben. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist beispielhaft ein Koordinatensystem angelegt. Die X-Richtung beschreibt dabei die Erstreckung in Längsrichtung, welche mit der Längsrichtung beim Einbau in Schienenfahrzeugen zusammenfällt. Die Y-Richtung beschreibt die Breitenrichtung, das heißt die Richtung quer zur Längsrichtung in der Horizontalebene und die Z- Richtung beschreibt die Höhenrichtung.
Die Kupplungsanordnungen 1, 1' sind hier in der gekuppelten Stellung und damit der gekuppelten Stellung II des Kuppelverschlusses wiedergegeben. Figur 1b zeigt beispielhaft den Grundaufbau und die Funktionsweise einer mechanischen Zugkupplung 2 gemäß Figur 1a in einem Ausschnitt aus dieser in einer Darstellung nach Kupplungsabriss.
Die mechanische Kupplung 2 zum mechanischen Verbinden zweier Schienenfahrzeuge umfasst im Allgemeinen einen Kupplungskopf 4, eine Kupplungsstange 5 und eine Schnittstelle 6 zur Anbindung an das Schienenfahrzeug 35. Die Kupplungsstange 5 kann als separates Bauteil lösbar mit dem Kupplungskopf 4 verbindbar ausgeführt oder aber integral mit dem Kupplungskopf 4 ausgebildet sein. Die Kopplung der Kupplungsanordnung 1 mit dem Schienenfahrzeug 35 erfolgt über eine mit der Kupplungsstange 5 mittels eines Gelenkes 8 verbundene und mit einer Schnittstelle am Fahrzeug, insbesondere Zug- und Druckanschlägen zusammenwirkenden eine Anschlussstruktur bildenden Zug-/Stoßeinrichtung 7.
Zur Realisierung der mechanischen Verbindung mit der mechanischen Kupplung 2' einer Gegend-Kupplungsanordnung 1' umfasst die jeweilige mechanische Kupplung, insbesondere Kupplung 2 einen entsprechenden Kuppelverschluss 9 mit einer Arretierung 29. Die mechanischen Kupplungen 2, 2' müssen zum Zwecke des Kuppelns miteinander zueinander kompatibel ausgebildet sein. Der Kuppelverschluss 9 ist als Drehverschluss ausgebildet. Dieser umfasst ein, um eine in Einbaulage am Schienenfahrzeug 35 betrachtet vertikal ausgerichtete und als Hauptachse HA bezeichnete Verdrehachse verdrehbares sogenanntes Herzstück 25, welches von einer Hakenplatte gebildet wird. Hierzu ist das Herzstück 25 beispielsweise an einem Hauptbolzen 30 gelagert und mitnahmefest mit diesem verbunden. In einem ersten Endbereich 26a des Herzstückes 25 ist eine Kuppelöse 27 um eine Kuppelösenachse KA verdrehbar angeschlossen. In einem zweiten Endbereich 26b weist das Herzstück 25 eine ein sogenanntes Maul 28 bildende Aussparung auf, welche derart ausgebildet und angeordnet ist, bei Zusammenwirken mit der Kuppelöse 27 einer kompatiblen Gegen-Zugkupplung 2' in der gekuppelten Stellung II einen Widerhaken zum Übertragen von Zugkräften zu bilden.
Das Herzstück 25 ist um die Hauptachse HA zwischen verschiedenen Funktionsstellungen, einer entkuppelten, insbesondere kuppelbereiten oder überzogenen Stellung I und III und einer gekuppelten Stellung II und umgekehrt verdrehbar. Dargestellt ist in Figur 1a lediglich die gekuppelte Stellung II.
Dem Herzstück 25 ist zumindest mittelbar ein Federspeicher 31 zugeordnet. Das Herzstück 25 ist entgegen der Kraft des Federspeichers 31 verdrehbar. Der Federspeicher 31 kann je nach Ausführung am Herzstück 25 selbst oder aber der Kuppelöse 27 im ersten Endbereich angeschlossen sein.
Eine Arretierung 29, welche den Kuppelverschluss 9 in der kuppelbereiten Stellung hält oder entsprechend zum Übergang in eine andere Stellung durch Verdrehen des Herzstückes 25 freigibt, weist einen in Kuppelrichtung der Zugkupplung 2 verschiebbaren Stempel 32 und eine quer oder schräg zur Kuppelrichtung verschiebbare Klinkenstange 33 auf. Die Klinkenstange 33 ist gelenkig am Herzstück 25 angeschlossen und vom Herzstück 25 bei dessen Verdrehung aus der gekuppelten Stellung II in die entkuppelte Stellung in eine Rastposition verschiebbar, in welcher die Klinkenstange 33 eine Verdrehung des Herzstückes 25 zurück, das heißt in Richtung aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung II blockiert. Der Stempel 32 wiederum ist bewegbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. In der ersten Position, blockiert der Stempel die Klinkenstange 33 in der Rastposition und in der zweiten Position, löst der Stempel die Klinkenstange 33 aus der Rastposition. Die Funktion der automatischen Zugkupplung 2 ist wie folgt: Zwei gegengleiche, insbesondere im Sinne der Funktionen Kuppeln und Entkuppeln zueinander kompatible Kupplungsköpfe 4, 4' von Kupplungsanordnungen 1, 1' an zwei miteinander zu kuppelnden Fahrzeugen 35, 35' werden dadurch aneinander arretiert, dass jeweils das zweite Ende der jeweiligen Kuppelöse in das Maul des Herzstückes des jeweils anderen Kupplungskopfes 4', 4 eingreift und durch Verdrehen des dortigen Herzstückes formschlüssig gehalten wird. Damit werden die beiden Fahrzeuge 35, 35' mechanisch miteinander gekuppelt. Die beiden Kuppelverschlüsse werden ausschließlich durch Zugkräfte belastet, die sich innerhalb des Parallelogramms, das die Kuppelösen und die Herzstücke bilden, auf beide Kuppelösen gleichmäßig verteilen. Druckkräfte hingegen werden durch ein besonderes Profil frontseitig am Kupplungskopfgehäuse übertragen, wobei das Profil in der Regel, wie vorteilhaft auch bei der vorliegenden Erfindung, einen Kegel und einen Trichter umfasst, die von einer breiten, insbesondere ebenen oder mit randoffenen Aussparungen in der Oberfläche versehenen Stirnfläche umschlossen sind. Das Profil kann von bzw. an einer separaten Stirnplatte gebildet werden, die vorne am Kupplungskopfgehäuse befestigt ist. Das Profil kann mit dem Kegel und Trichter Gleit- und Zentrierflächen bilden und insbesondere den Greifbereich für Seiten-, Höhen- und Winkelversatz bestimmen. Wenn die Kupplungsköpfe 4, 4' aufeinandertreffen, zentrieren sie sich und gleiten ineinander.
Wenn zwei Schienenfahrzeuge 35, 35' aufeinander zu bewegt werden, so befinden sich deren Kuppelverschlüsse 9, 9' beziehungsweise deren Herzstücke in einer sogenannten kuppelbereiten Stellung, in welcher die Herzstücke von den Klinkenstangen, die sich in einer Rastposition befinden, gehalten werden. Beim Kuppeln tauchen jeweils die Kegel in die Trichter der Kupplungskopfgehäuseprofile ein. Dabei drücken die Kegel der Zugkupplungen auf die Stempel der Gegen-Zugkupplungen und schieben diese zurück, sodass die Stempel die Klinkenstangen aus deren Rastposition lösen. Dadurch werden die Kuppelverschlüsse 9, 9' freigegeben und durch die Kraft des jeweiligen Federspeichers gedreht, bis das Herzstück an einem vorgegebenen Anschlag, in der Regel am Kupplungskopfgehäuse, anschlägt. Dabei rasten die in den Trichtern der Zugkupplungen geführten Kuppelösen in die Herzstückmäuler der jeweiligen Gegen-Zugkupplungen 2'. 2 ein. Die beiden Kuppelverschlüsse 9', 9 sind ineinander verhakt und die gekuppelte Stellung II ist erreicht. Ein ungewolltes Trennen der Kuppelverschlüsse von Zugkupplung 2 und Gegen-Zugkupplung 2' ist nicht möglich. Normaler Verschleiß beeinträchtigt die Sicherheit des Kuppelverschlusses nicht.
Um die Kupplungsköpfe von Zugkupplung 2 und Gegen-Zugkupplung 2' zu entkuppeln, dreht eine hier im Einzelnen nicht dargestellte Entkuppeleinrichtung, welche als automatische Entkuppeleinrichtung, insbesondere elektromechanische, hydraulische oder pneumatische Entkuppeleinrichtung oder manuell betätigbare Handentkuppeleinrichtung ausgebildet sein kann, beide Kuppelverschlüsse, das heißt die beiden Herzstücke gegen die Kraft der Federspeicher, bis die Kuppelösen der Zugkupplungen aus den Mäulern der Herzstücke der Gegen-Zugkupplungen gleiten. Die sich verdrehenden Herzstücke sollen dabei die Klinkenstangen so weit verschieben, dass beim Trennen der Fahrzeuge ein Zurückdrehen der Herzstücke aus der entkuppelten Stellung über die kuppelbereite Stellung hinaus dadurch verhindert wird, dass die Klinkenstangen in ihre Rastpositionen verbracht werden.
Die zum Zweck der Herstellung einer Fluidverbindung vorgesehene Luftkupplung 3 zum Koppeln mit einer Gegen-Luftkupplung 3' einer Gegen-Kupplungsanordnung 1' ist in den Figuren 2a bis 2c wiedergegeben. Der Aufbau wird auch hier am Beispiel der Luftkupplung 3 der Kupplungsanordnung 1 beschrieben. Diese umfasst einen Druckluftstutzen 10 zum Anschluss an ein Schienenfahrzeugdruckluftsystem, ein Mundstück 11 zum Anschluss an die Gegen-Luftkupplung, einen das Mundstück mit dem Druckluftstutzen verbindenden Strömungskanal 12 und eine dem Strömungskanal 12 zugeordnete mittels einem Ventilantrieb 14 betätigbare Ventilanordnung 13 zum Freigeben oder druckdichten Absperren des Strömungskanals 12. Die Luftkupplung 3 ist hier oberhalb, kann aber auch unterhalb in vertikaler Richtung bezogen auf den Kupplungskopf 4 an diesem angeordnet sein. Da die Betätigung der Ventilanordnung 13 an den Kuppelverschluss 9 gekoppelt ist, ist die Stellung der Ventilanordnung 13 von der Stellung des Kuppelverschlusses 9 abhängig. In der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses 9 hält die Ventilanordnung 13 den Strömungskanal 12 verschlossen (Figure 2b), in der gekuppelten Stellung (Figur 2a) ist dieses geöffnet. Der Ventilantrieb 14 ist dazu zumindest mittelbar mit dem Kuppelverschluss 9 gekoppelt, vorzugsweise mitnahmefest mit diesem oder einem mit diesem verbundenen Bauteil verbunden. Die Verbindung ist in den Figuren 2a bis 2c mit 17 bezeichnet. Dabei wird in der kuppelbereiten Stellung und der ungekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses 9 die Ventilanordnung 13 in der Schließposition und bei gekuppelter Stellung des Kuppelverschlusses 9 die Ventilanordnung 13 in der Öffnungsposition gehalten. Die die Ventilanordnung 13 umfasst einen Ventilkörper 15 und einen Ventilsitz 16, wobei der Ventilkörper 15 zwischen einer Öffnungsposition, in welcher er den Strömungskanal 12 zumindest weitgehend oder vollständig freigibt, und einer Schließposition, in welcher er den Strömungskanal 12 druckdicht absperrt, bewegbar ist. Der Ventilkörper 15 ist dazu vorzugsweise direkt entlang einer radial zur Hauptachse HA ausgerichteten Achse bewegbar. Der Ventilantrieb 14 greift am Ventilkörper 15 zumindest mittelbar an, um diesen aus der Öffnungsposition in die Schließposition oder umgekehrt zu verbringen. Der Ventilantrieb 14 umfasst dazu eine um eine mit der Hauptachse HA zusammenfallende Verdrehachse verdrehbare Welle 40, die zum drehfesten Anschluss am Kuppelverschluss 9 , insbesondere Hauptbolzen 30 ausgeführt ist oder durch diesen gebildet wird und mit einem Nocken 18 versehen ist, der zumindest mittelbar am Ventilkörper 15 zu dessen Betätigung angreift. Der Nocken 18 ist somit über den Hauptbolzen 30 bzw. die Verbindung zu diesem um die Hauptachse HA verdrehbar. Der Nocken 18 umfasst eine in Umfangsrichtung in Richtung seiner Funktionsstellung im gekuppelten Zustand des Kuppelverschlusses 9 betrachtet weisende Rückseite 36, eine entgegengesetzt ausgerichtete Vorderseite 37 sowie einen in radialer Richtung weisenden Halteflächenbereich 38 zum Zusammenwirken mit einer Betätigungsfläche 39 am Ventilkörper 15. In der kuppelbereiten Stellung gemäß Figur 2b liegt der Nocken 18 mit seinem in radialer Richtung weisenden Halteflächenbereich 38 an de Betätigungsfläche 39 am Ventilkörper 15 an und stützt diesen in der Schließposition.
In der gekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses 9 ist der Nocken 18 in der dazu korrespondieren Position frei von einem Kontakt mit dem Ventilkörper. Zwischen den beiden Positionen überstreicht der Nocken 18 einen ersten Verdrehwinkelbereich V1.
Tritt bei einem Überlastereigniss ein Kupplungsabriss auf, ist das Kräftegleichgewicht über die Kuppelösen 27 aufgehoben. Es besteht dann die Gefahr, dass der Kuppelverschluss 2 der geschädigten Kupplung - beispielhaft in Figur 1b dargestellt - aufgrund der Rückwirkung der noch intakten Kuppelösenverbindung an der in dieser Figur nicht dargestellten Gegen-Zugkupplung in die entkuppelte bzw. kuppelbereite Stellung verdreht werden kann. Aufgrund der Kopplung zwischen Kuppelverschluss 9 und Betätigung, insbesondere Ventilantrieb 14 der Ventilanordnung 13 der Luftkupplung 3 bzw. des Hauptluftleitungsventiles führt dies, anders jedoch als beim gewollten Entkuppeln im Stillstand oder geringen Geschwindigkeiten dazu, dass der so aufgetrennte Wagen in Bewegung sich ungebremst weiterbewegen kann, was bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses bei höheren Geschwindigkeiten äußerst kritisch ist. Um diese zu vermeiden wird erfindungsgemäß bei Unterbrechung des Kraftflusses aufgrund einer Schädigung, insbesondere Bruch eines Kuppelösenbolzens oder einer Kuppelöse wie in Figur 1b dargestellt die Luftkupplung 3 entsprechend der Figuren 2a bis 2c und 3 derart ausgestaltet, dass die sich aufgrund der Rückwirkung durch die Gegen-Zugkupplung 2' am Kuppelverschluss 9 der Zugkupplung 2 einstellenden Beschleunigung des Herzstückes 25 ergebende Dynamik der Nockenbewegung 18 ausgenutzt wird und ein Überdrehen in einen sich an den ersten Verdrehbereich V1 in Entkuppelrichtung anschließenden zweiten als Überdrehbereich bezeichneten Verdrehbereich V2 ermöglicht wird. Die Überdrehung des Nockens 18 in den Überdrehbereich erfolgt dabei unter Freigabe der Abstützung des Ventilkörpers 15 durch den Nocken 18 und Verbringen des Ventilkörpers 15 in die Öffnungsposition. Die Rückbewegung des Nockens 18 aus dem Überdrehbereich wird durch die Stellung des Ventilkörpers 15 in seiner Öffnungsposition bei Überdrehen vermieden. In der Luftkupplung 3 ist dazu ein Freiraum 34 für einen sich an den ersten Verdrehwinkelbereich V1 ausgehend von der Funktionsstellung des Nockens 18 in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses 9 (Figur 2b) entgegen der Verdrehrichtung in die der gekuppelten Stellung (Figur 2a) entsprechenden Funktionsstellung anschließenden zweiten als Überdrehbereich bezeichneten Verdrehbereich V2 für den Nocken 18 vorgesehen. Das Überdrehen ist in der Figur 2c wiedergegeben.
Die Luftkupplung 3 weist dazu ein den Strömungskanal 12 aufnehmendes oder ausbildendes Gehäuse auf, welches den Nocken 18 über dessen äußeren Umfang zumindest in Umfangsrichtung der Hauptachse HA betrachtet über den ersten und zweiten Verdrehwinkelbereich V1, V2 unter Ausbildung eines Aufnahmeraumes für diesen umschließt. Der Aufnahmebereich für den Nocken 18, insbesondere im Verdrehwinkelbereich V1 und V2 ist dabei frei von einer Störgeometrie für die Bewegung des Nockens 18.
Die Figuren 2a bis 2c verdeutlichen dabei lediglich einen grundsätzlichen Aufbau der Luftkupplung 3. In vorteilhafter Ausbildung wird jedoch die Nockengeometrie und die Geometrie der Ventilanordnung 13 derart aufeinander abgestimmt, dass ein Zurückdrehen des Nockens 18 aus dem Überdrehbereich nach einem auslösenden Ereignis mit Sicherheit vermieden wird. Dies kann zum einen allein durch die Ausgestaltung am Ventilkörper 15 oder dem Nocken 18 oder aber durch Änderungen an beiden erfolgen. Der Ventilkörper 15 weist eine Einbaulage zur Hauptachse HA weisende Betätigungsfläche 39 auf. In Umfangsrichtung um die Hauptachse HA vom ersten zum zweiten Verdrehbereich V1, V2 des Nockens 18 betrachtet weist zumindest einen Einlaufbereich 41 zum Zusammenwirken mit einem Führungsbereich an der Vorderseite 37 des Nockens 18 auf. Dieser dient zum Verbringen des Ventilkörpers 15 aus der Öffnungsposition in die Schließposition, insbesondere Übertragen der Verdrehbewegung des Nockens 18 in eine Bewegung des Ventilkörpers 15 in radialer Richtung, wenn sich der Nocken18 aus der gekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses entsprechenden Funktionsposition in die der kuppelbereiten Stellung entsprechende Position bewegt. An den Einlaufbereich 41 schließt sich ein Abstützbereich 42 an zum Zusammenwirken mit dem Halteflächenbereich 38 am Nocken 18 in der Schließposition der Ventilanordnung 13, gefolgt von einem sich daran anschließenden Auslaufbereich 43, wobei der Auslaufbereich 43 durch eine Kontur beschreibbar ist, die derart ausgebildet und ausgeformt ist, geeignet zu sein bei Bewegung des Nockens im Überdrehbereich am Halteflächenbereich 38 und gegebenenfalls der Rückseite 36 des Nockens 18 unter Auflösung des Kontaktes zum Nocken 18 entlang zu gleiten.
Im dargestellten Fall sind Abstützbereich 42 und der Auslaufbereich 43 an der Betätigungsfläche 39 von einem einzigen Flächenbereich gebildet, welcher in der Schließstellung der Ventilanordnung 13 betrachtet, tangential zum Außenumfang des Nockens18 in dieser Position ausgerichtet ist.
Ferner ist Verlauf die Rückseite 36 des Nockens 18 in radialer Richtung betrachtet derart ausgebildet, ein Zusammenwirken mit der Betätigungsfläche 39 des Ventilkörpers beim Verdrehen des Nockens 18 aus dem Überdrehbereich in Richtung erster Verdrehwinkelbereich V1 unter Verschiebung des Ventilkörpers 15 zu verhindern. Dazu ist an der Rückseite 36 wenigstens eine einen Rücksprung oder Ausnehmung beschreibende Wölbung unter Ausbildung eines Freiraumes für Bereiche des Ventilkörpers 18 in seiner Öffnungsposition vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1, 1': Kupplungsanordnung
2, 2': mechanische Zugkupplung
3, 3': Luftkupplung
4: Kupplungskopf
5: Kupplungsstange
6: Schnittstelle Kupplung/Schienenfahrzeug
7: Zug- und/Stoßeinrichtung
8: Gelenk
9: Kuppelverschluss
10: Druckstutzen
11: Mundstück
12: Strömungskanal
13: Ventilanordnung
14: Ventilantrieb
15: Ventilkörper
16: Ventilsitz
17: Verbindung Ventilantrieb/Hauptbolzen
18: Nocken
19: zumindest mittelbare Kopplung Ventilantrieb/Kuppelverschluss
25: Herzstück, Hakenplatte
26a, 26b: erster und zweiter Endbereich
27: Kuppelöse
28: Maul
29: Arretierung
30: Hauptbolzen
31: Federspeicher
32: Stempel
33: Klinkenstange
34: Freiraum
35, 35': Schienenfahrzeug
36: Rückseite
37: Vorderseite
38: Halteflächenbereich
39: Betätigungsfläche
40: Welle
41: Einlaufbereich
42: Abstützbereich
43: Auslaufbereich
HA: Hauptachse

Claims

Kupplungsanordnung zum Herstellen einer mechanischen und einer Fluidverbindung zwischen schienengebundenen Fahrzeugen, umfassend:
eine mechanische Zugkupplung zum mechanischen Verbinden mit einer Gegen-Zugkupplung einer Gegen-Kupplungsanordnung, umfassend einen um eine vertikale Hauptachse verdrehbaren und zumindest zwischen einer kuppelbereiten und gekuppelten Stellung verdrehbaren Kuppelverschluss;

eine Luftkupplung zum Koppeln mit einer Gegen-Luftkupplung der Gegen-Kupplungsanordnung, umfassend einen mit einem Schienenfahrzeugdruckluftssystem verbindbaren Strömungskanal und eine dem Strömungskanal zugeordnete Ventilanordnung zum zumindest teilweisen Freigeben oder druckdichten Absperren des Strömungskanals, wobei die Ventilanordnung über einen um die Hauptachse verdrehbaren Nocken aufweisenden Ventilantrieb betätigbar ist, der Nocken wenigstens mittelbar mitnahmefest mit dem Kuppelverschluss der mechanischen Zugkupplung gekoppelt ist und mit der Ventilanordnung innerhalb eines ersten durch die Funktionsstellungen des Nockens in der kuppelbereiten Stellung und in der gekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses definierten Verdrehwinkelbereiches um die Hauptachse derart zusammenwirkt, dass diese in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses den Strömungskanal absperrt und in der gekuppelten Stellung den Strömungskanal zumindest teilweise freigibt;

dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftkupplung und/oder dem Nocken zugeordnet ein Freiraum für einen sich an den ersten Verdrehwinkelbereich ausgehend von der Funktionsstellung des Nockens in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses entgegen der Verdrehrichtung in die der gekuppelten Stellung entsprechenden Funktionsstellung anschließenden zweiten als Überdrehbereich bezeichneten Verdrehwinkelbereich für den Nocken vorgesehen ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum derart ausgestaltet und angeordnet ist, eine Überdrehung des Nockens im Überdrehbereich in Umfangsrichtung um die Hauptachse ausgehend von der Funktionsstellung des Nockens in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses in einem Winkelbereich von kleiner 90°, vorzugsweise kleiner 70°zuzulassen.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkupplung ein den Strömungskanal aufnehmendes oder ausbildendes Gehäuse aufweist, welches den Nocken über dessen äußeren Umfang zumindest in Umfangsrichtung der Hauptachse betrachtet über den ersten und zweiten Verdrehwinkelbereich in einem Aufnahmebereich umschließend ausgebildet und in diesem Aufnahmebereich frei von einer Störgeometrie für die Bewegung des Nockens ist.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventilanordnung einen Ventilkörper und einen Ventilsitz aufweist, wobei der Ventilkörper zwischen einer Öffnungsposition, in welcher er den Strömungskanal zumindest weitgehend oder vollständig freigibt, und einer Schließposition, in welcher er den Strömungskanal druckdicht absperrt, bewegbar ist;

der am Ventilkörper zumindest mittelbar angreifende Ventilantrieb, um diesen aus der Öffnungsposition in die Schließposition und/oder aus der Schließposition in die Öffnungsposition zu betätigen, eine um eine Verdrehachse verdrehbare Welle umfasst, die zum drehfesten Anschluss am Kuppelverschluss ausgeführt ist oder durch den Kuppelverschluss gebildet wird und mit dem Nocken versehen ist, der zumindest mittelbar am Ventilkörper zu dessen Betätigung angreift, wobei

der Nocken eine in Umfangsrichtung in Richtung seiner Funktionsstellung im gekuppelten Zustand des Kuppelverschlusses betrachtet weisende Rückseite, eine zum Überdrehbereich ausgerichtete Vorderseite mit einem an dieser vorgesehenen Führungsbereich sowie einen in radialer Richtung weisenden Halteflächenbereich zum Zusammenwirken mit einer Betätigungsfläche am Ventilkörper aufweist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper derart dem Strömungskanal zugeordnet ist, dass dieser sich beim Bewegen von der Öffnungsposition in die Schließposition und umgekehrt entlang einer Achse bewegbar ist, die radial zur Hauptachse oder in einem Winkelbereich von kleiner 20° zu dieser verläuft.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsfläche am Ventilkörper in Einbaulage zur Hauptachse weisend ausgerichtet ist und in Umfangsrichtung um die Hauptachse vom ersten zum zweiten Verdrehwinkelbereich des Nockens betrachtet zumindest einen Einlaufbereich zum Zusammenwirken mit dem Führungsbereich an der Vorderseite des Nockens zum Verbringen des Ventilkörpers aus der Öffnungsposition in die Schließposition, einen Abstützbereich zum Zusammenwirken mit dem Halteflächenbereich am Nocken in der Schließposition der Ventilanordnung und einen sich daran anschließenden Auslaufbereich umfasst, wobei der Auslaufbereich durch eine Kontur beschreibbar ist, die derart ausgebildet und ausgeformt ist, geeignet zu sein bei Bewegung des Nockens im Überdrehbereich am Halteflächenbereich und gegebenenfalls der Rückseite des Nockens unter Auflösung des Kontaktes zum Nocken entlang zu gleiten.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützbereich und der Auslaufbereich an der Betätigungsfläche von einem Flächenbereich gebildet ist und dieser in der Schließstellung der Ventilanordnung betrachtet tangential zum Außenumfang des Nockens in dieser Position ausgerichtet ist.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Rückseite des Nockens in radialer Richtung betrachtet, derart ausgebildet ist, ein Zusammenwirken mit der Betätigungsfläche des Ventilkörpers beim Verdrehen des Nockens in Richtung erster Verdrehwinkelbereich unter Verschiebung des Ventilkörpers zu verhindern.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite wenigstens einen Rücksprung oder Ausnehmung beschreibende Wölbung unter Ausbildung eines Freiraumes für Bereiche des Ventilkörpers in seiner Öffnungsposition.
Verfahren zur Einleitung einer Notbremsung beim Versagen eines mit einer Ventilanordnung einer Hauptluftleitung zum Versorgen eines Bremssystems wirkverbundenen Kuppelverschlusses einer automatischen Zugkupplung einer Kupplungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 im gekuppelten Zustand mit einer Gegen-Zugkupplung zum Verbinden zweier schienengebundener Fahrzeuge durch Unterbrechung des Kraftflusses aufgrund einer Schädigung, insbesondere an einer Kraft übertragenden Komponente, insbesondere Bruch eines Kuppelösenbolzens oder einer Kuppelöse, bei welchem der Ventilantrieb der Ventilanordnung direkt mit einem Kuppelverschluss der Zugkupplung wirkverbunden ist, wobei in der kuppelbereiten Stellung und der ungekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses die Ventilanordnung in der Schließposition und bei gekuppelter Stellung des Kuppelverschlusses die Ventileinrichtung in der Öffnungsposition gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterbrechung des Kraftflusses aufgrund einer Schädigung, insbesondere einer Kraft übertragenden Komponente der Nocken des Ventilantriebes aus dem ersten Verdrehwinkelbereich in den zweiten Verdrehwinkelbereich unter Freigabe der Abstützung des Ventilkörpers und Verbringen des Ventilkörpers in die Öffnungsposition verdreht wird und die Rückbewegung des Nockens aus dem zweiten Verdrehwinkelbereich durch den in die Öffnungsposition verbrachten Ventilkörper blockiert wird.