WO2019234242A1 - Kupplungssystem für ein schienenfahrzeug - Google Patents
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- WO2019234242A1 WO2019234242A1 PCT/EP2019/065024 EP2019065024W WO2019234242A1 WO 2019234242 A1 WO2019234242 A1 WO 2019234242A1 EP 2019065024 W EP2019065024 W EP 2019065024W WO 2019234242 A1 WO2019234242 A1 WO 2019234242A1
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- 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
- B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables
Definitions
- the invention relates to a coupling system for a rail vehicle, comprising an electrical coupling with a coupling housing, a housing attached to the coupling housing structure and a plurality of contacts, the carrier structure are mounted on the contact and each having one of several different func ons.
- Figure 1 shows an example of an electrical coupling 10, which is part of a currently distributed from the detector to self-coupling system.
- This coupling system has, in addition to the electrical coupling 10, one or more hand plugs, not shown in FIG. 1, which are connected to the coupling 10 via protective tubes.
- the electric clutch 10 has a clutch housing 12, which is formed essentially of egg NEM housing body 14 and a flap 16.
- the flap 16 is automatically pivoted relative to the housing body 14 during coupling in such a way that it releases a contact carrier structure 20 attached to an end face of the housing body 14.
- a spring assembly 18 ensures that the flap 16 in the coupled state is fixed in its open position and in the uncoupled state in its closed position.
- the contact carrier structure 20 is formed of a one-piece insulating body 21 to which a plurality of electrical contacts 22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b and 28a, 28b mounted on it ,
- the contacts indicated at 22a, 22b are for digital data transmission
- the electrical contacts 24a, 24b are for high frequency signal transmission
- the low frequency signal transmission contacts 26a, 26b and the electrical contacts 28a, 28b for energy transmission, i. Power transmission are provided. Since the electrical contacts serve different transmission purposes, they also differ constructively from each other.
- the contacts mounted on the contact support structure 20 form a virtually mirror-symmetrical contact arrangement with respect to a central axis of symmetry X, which divides the contact support structure 20 into two halves.
- the arranged in Figure 2 in the left half of the Kunststoffträ ger Modell 20 arranged contacts 22a, 24a, 26a, 28a as plug contacts, while arranged in the right half of the contact carrier structure 20 contacts 22b, 24b, 26b, 28b are designed as socket contacts.
- the left and the right side of the contact carrier structure 20 are also referred to as the cone side or funnel side.
- the mirror-symmetrical contact arrangement takes into account the fact that the electrical coupling 20 is intended to enable coupling in opposite directions.
- a conventional electrical coupling of the type shown in Figures 1 and 2 always represents a customer-specific assembly. This means that depending on the present customer requirement, the coupling must be specifically designed and manufactured project-specific. Since each clutch is unique, long delivery times result. These are due in particular to a large number of interaction loops in the mechanical and electrical coordination and the complex release procedure. Also, the customer, such as a vehicle manufacturer, a complex project planning and a need for change management. In addition, high demands are placed on the documentation.
- Object of the present invention is to provide a coupling system for a rail vehicle and a method for its production, which allow a significant reduction in design and manufacturing costs.
- the invention provides a coupling system for a rail vehicle, comprising a coupling with a coupling housing, a contact carrier structure attached to the coupling housing and a plurality of contacts, which are mounted on the contact carrier structure and each one of a plurality of different functions aufwei sen.
- the contact carrier structure of several separate Mullträ gereinmentsn can be assembled. On each of the separate contact carrier inserts are mounted only those having the same function of the plurality of contacts.
- the coupling is designed as an electrical hitch be.
- the contacts mounted on the contact carrier structure are formed as electrical contacts.
- alternative embodiments are also possible, particularly those in which the coupling system comprises an optical coupling with a plurality of optical contacts.
- the contacts are designed for the specific technical requirements resulting from the respective application. In the rail sector, for example, these specifications relate to the number of mating cycles and the harsh operating conditions encountered here as a result of conversion. wide, shock and vibration influences.
- the invention enables a significant reduction of the design and toyssauf wall, while ensuring that the customer still retain the required functionality and flexibility.
- the invention is based on an extensive and precise analysis of the signals preferably transmitted in the present technical field. In particular, this analysis forms the basis for the feasible by the present invention modularization of the coupling system.
- this function means a signal transmission function, i. a function which characterizes the transmission of the electrical or optical signals within the coupling system.
- the separate contact carrier inserts of the coupling, from which the con tact carrier structure is assembled formed from pairs of functions, each comprising two contact carrier inserts whose contacts have the same function.
- a fixed mounting position is assigned within the contact carrier structure depending on the contact carrier insert, depending on the function, which have the mounted on this contact carrier insert contacts is predetermined.
- the mounting positions of the contact carrier inserts forming a respective functional pair are preferably arranged mirror-symmetrically with respect to an axis of symmetry which divides the contact carrier structure into two halves.
- the contacts derjeni conditions contact carrier inserts whose mounting positions are in a half of Maisträ ger Modell executed as pin contacts, while the contacts of those Kon contact carrier inserts whose mounting positions are ger Vietnamese in the other half of the Kunststoffträ, are designed as socket contacts.
- the aforementioned two halves of the contact carrier structure are in particular the funnel side or the Ke gelseite associated with the clutch.
- the coupling system comprises at least one handset, which is arranged except half of the coupling housing and a plurality of contact inserts, each having at least one preferably electrical or optical contact, which is connectable to one of the contacts of the contact carrier inserts.
- a Handste cker is connected for example via a protective hose to the coupling housing.
- the protective tube preferably electrical or optical lines are guided, which extend between the coupling and the hand plug.
- the handset is used to connect these lines within the vehicle.
- the contact inserts and their contacts of the hand plug on the one hand and the housing arranged on the hitch be contact carrier inserts and their contacts on the other hand can be made significantly different.
- the contact inserts and contacts of the hand plug which usually only very rarely have to be manually inserted and pulled, less robust and generally with less technical wall than the contact support inserts and contacts, which are mounted on the housing Kupplungsge.
- the latter are located on the outer space facing the front side of the coupling system and must be approximately unscathed when coupling and decoupling of two multiple units to a train a high number of mating cycles.
- These contact carrier inserts and contacts are exposed during the coupling and Ent coupling operation briefly to the outside space and are otherwise by a Flap or protected by the coupled counter-coupling. Accordingly, the technical requirements for the present at the front of the coupling system contact components are significantly higher than the corresponding components that are located in the handset.
- the coupling system can be assembled from a plurality of independently mountable modules, each module comprising at least two of the contact carrier inserts forming one of the functional pairs and at least one of the contact inserts of the handset and a first, preferably electrical or optical connection between the two contact carrier inserts and a second preferably comprises electrical or optical connection between one of the two contact carrier inserts and the contact insert of the handpiece.
- the electrical connection to a first, preferably before electrical or optical line, which couples one of the contacts of a con tact carrier insert with one of the contacts of the other contact carrier insert.
- the second connection to a second, preferably electrical or optical line, which couples the aforementioned electrical contact of the other Maisismesat ZES with one of the contacts of the contact insert of the handset.
- the first and the second line are attached in a particularly preferred embodiment directly to the contact of the other contact carrier insert.
- the contact carrier inserts are each mounted by means of a screw connection to the hitch be housing.
- a circumferential coupling seal is provided, which is held between the coupling housing and the composite of the contact carrier inserts contact structure.
- At least one holder insert is provided which can be mounted on the coupling housing by means of a screw connection, wherein the Coupling seal is held partially between the holder insert and the clutch housing.
- the different functions of the electrical contacts mounted on the separate contact carrier inserts preferably include at least a digital data transmission, a high frequency signal transmission, a low frequency signal transmission and an energy transmission.
- the invention further provides a method for producing a coupling system for a rail vehicle, in which the above-mentioned modules are pre-assembled so that a plurality of different modules is provided, then those modules are selected which correspond to a predetermined desired configuration, and finally the selected modules are assembled.
- the invention further provides a method for producing a rail system provided for a coupling system with a clutch having a coupling housing and a coupling housing mounted on the contact carrier structure, and with at least one handset, which is arranged outside of the coupling housing, comprising the following steps: Providing separate, the training of Maislinistruk tur serving contact carrier inserts, wherein at each of the separate Maisliniein sets of a plurality of contacts, each having one of a plurality of different functions, only such contacts are mounted, have the same function; Providing separate, the training of the male connector serving contact inserts, each with at least one contact; Pre-assembling a plurality of modules, each module comprising at least one of the contact carrier inserts, at least one of the contact inserts and a connection between the contact carrier insert and the Kon taktuous; Selecting those modules that correspond to a predetermined Sollkonfigu ration of the coupling system; and assembling the selected modules.
- the aforementioned contacts are preferably designed as electrical or optical contacts.
- This method makes it possible to have a coupling system of a limited number stock-standard components in the form of the aforementioned modules to configure. This makes it possible to build a special coupling variant in a much shorter time than before.
- the only variable is ultimately the length of the cable, which runs between the contact carrier structure arranged on the coupling housing and the hand plug and which preferably produces electrical or optical connection for signal transmission between the contact carrier structure and the handset.
- the assembly effort is reduced to cutting off, stripping, striking, installing and subjecting the cable to a final test. All other components are ready in stock.
- a peerkupp ment delivered and a maintenance without time pressure in the rolling process can be performed without much time delay.
- a coupling system can be made which is the sum of the individual modules, the modules within the coupling system each having exactly one fixed place, which is the same in each configuration, both in the coupling and in the handset ,
- Figure 1 is an electrical coupling according to the prior art
- FIG. 2 shows a contact carrier structure of the coupling according to FIG. 1;
- FIG. 3 shows an embodiment of the coupling system according to the invention
- FIG. 4 shows a contact carrier structure of the electrical coupling shown in FIG. 3;
- Figure 5 is a perspective sectional view of the electrical coupling of Figure 3;
- Figure 6 is a schematic representation showing an inventive, preassembled res module for building the coupling system of Figure 3;
- Figure 7 is a schematic, partially sectioned view illustrating a dual line connection to an electrical contact mounted on a separate contact tray insert;
- Figure 8 is a schematic representation illustrating the modular structure of the inventions to the invention coupling system.
- the coupling system 29 comprises an electrical coupling 30, which has a coupling housing 32, on the front side of a contact carrier structure 34 is attached.
- the coupling system 29 further includes two hand plugs 36, 38 which are each coupled via a protective hose 40 and 42 to the coupling housing 32 of the electrical coupling 30.
- the contact carrier structure 34 is not in the form of the one-piece contact carrier 21, son sonn from several separate contact carrier inserts 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b and 50a, 50b composed.
- the contact carrier structure 34 is bordered at its two ends by two holder inserts 52a and 52b.
- the contact carrier inserts 44a / b to 50a / b form functionally separate assemblies of the form that in the contact carrier inserts only electrical contacts are mounted in each case, which have a same transfer function.
- the contact carrier inserts 44a, 44b each have two contacts 54a and 54b, the NEN the digital data transmission.
- the contact carrier inserts 46a, 46b are each provided with a plurality of contacts. clocked 56a and 56b, which are used for high-frequency signal transmission.
- the con tacts 56a, 56b are therefore designed as gold-plated contacts, for example.
- the three con tact carrier inserts 48a and 48b form the same function modules.
- each of these contact carrier inserts 48a, 48b with a plurality of electrical contacts 58a and 58b be fitted, which serve the low-frequency signal transmission.
- the contacts 58a, 58b are executed in example as silvered contacts.
- the contact carrier inserts 50a, 50b are respectively equipped with a plurality of electrical contacts 60a and 60b, which serve for energy transmission (current transmission).
- the electrical contacts 54a, 56a, 58a, 60a, 54b, 56b, 58b, 60b form a mirror-symmetrical contact arrangement with respect to a central axis of symmetry Y which divides the contact carrier structure 34 into two halves.
- the arranged in Figure 4 in the left half of the con tact carrier structure 34 electrical contacts 54a, 56a, 58a and 60a are formed as plug contacts.
- mounted contacts 54 b, 56 b, 58 b and 60 b are out as socket contacts leads.
- the left and right sides of the contact support structure 34 form the cone side and the funnel side, respectively.
- the hitch be 30 has a circumferential coupling seal 62, which includes the contact support structure 34.
- the coupling seal 62 is held directly between the clutch housing 32 and the individual contact carrier inserts 44a / b to 50a / b and the two holder inserts 52a, 52b. For positioning of the coupling seal 62 thus no additional parts are necessary, as is the case in other known from the prior art solutions.
- the contact carrier inserts 44a / b to 50a / b are in each case by a plurality, for example two screws, which engage in associated screw holes 64, directly attached to the coupling housing 32 (see Figures 4 and 5).
- a plurality for example two screws, which engage in associated screw holes 64, directly attached to the coupling housing 32 (see Figures 4 and 5).
- no additional intermediate parts are required for the attachment of the separate con tact carrier inserts 44a / b to 50a / b, example, in the form of specially provided for this holding frame and / or strips. This will the manufacturing and assembly costs significantly reduced.
- Figure 6 is illustrated in a schematic representation by way of example, as can be provided by the inventive subdivision of the contact carrier structure 34 in the separa th, each equipped with only the same function electrical contacts contact carrier inserts 44a / b to 50a / b pre-assembled modules from de NEN the coupling system 29 of Figure 3 can be assembled in a standardized manner.
- such a module is designated 66 and includes two of the contact carrier inserts 44a / b to 50a / b, which are designated 68 and 70 in Figure 6, such as a contact insert 72, in one of the two handset 36, 38 included and can be equipped with multiple electrical contacts.
- the contact carrier insert 68 is located, for example, on the funnel side and the contact carrier insert 70 on the cone side of the contact carrier structure 34.
- the pre-assembled module 66 further comprises two electrical leads 74 and 76, of which the line 74 between the two contact carrier inserts 68 and 70 and the other Line 76 extends between the Kunststoffträ gertiv 68 and the contact insert 72 of the handset.
- the lead 74 couples an electrical contact 78 to be mounted on the contact support insert 70 with an electrical contact 80 to be mounted on the contact support insert 68.
- the electrical line 76 couples the aforementioned electrical contact 80, with which the contact carrier insert 68 is to be equipped, with an electrical contact 82, which is to be mounted on the contact insert 72. This means that the two electrical lines 74, 76 converge in the manner of a double connection in the electrical contact 80 of the contact carrier insert 68, as will be explained in more detail later with reference to FIG.
- the module 66 is designed to implement one of the transfer functions provided in the coupling system 29, such as the digital data transmission, the high-frequency signal transmission, the low-frequency signal transmission or the energy transmission.
- the module 66 forms one of a plurality of standardized assemblies, each of which forms a unique association between the contact carrier structure 34.
- the modularization according to the invention also makes it possible to provide so-called cross-connections between two contact carrier inserts which are contained in the contact support structure 34 of the coupling 30.
- a sol chen cross connection is given by the electrical line 74, which couples the two Kon contact carrier inserts 68, 70 with each other.
- the electrical contact 80 which is to be mounted on the contact carrier insert 68, conditions for a double connection of the lines 74, 76 designed, as shown in more detail in Figure 7.
- the latter are first stripped to a length L, i. freed from their insulating sheath. Subsequently, their lead wires 84 and 86, respectively, are electrically connected to the contact 80, e.g. crimped, soldered or screwed. Finally, the contact 80 is inserted into a bore 88 (see also FIG. 6) formed in the contact carrier insert 68 and fixed there.
- the double connection according to the invention of the lines 74, 76 directly in the electrical contact 80 can be realized with little technical effort.
- can be dispensed with additional components such as a shrink tube, as used in her conventional solutions ago.
- additional components are necessary in the prior art for isolating the stripped locations of the lines to meet the required creepage and clearance requirements, such as those intended for railway applications.
- the crimping is due to the space of the contact carrier insert outside of the contact carrier insert.
- These additional components are not required in the present embodiment, since here, for example, the crimp with the Lead wires 84 and 86 is located directly inside the insulating contact carrier insert 68, so that the air and creepage distances are reliably maintained.
- the inventive modularization of the electric hitch be system 29 is illustrated again.
- the contact carrier inserts of the electrical coupling 30 for simplicity with A to F and the contact inserts of the two hand plug with a to f are designated.
- the abbreviation EKU-KS stands for the conical side of the coupling 30, the abbreviation EKU-TS for the funnel side of the coupling 30, the abbreviation HS-KS for the conical side of the respective hand-held connector and the abbreviation HS-TS for the funnel side of the respective hand-held connector.
- a standard module is formed in that the two functionally identical contact carrier modules B of the clutch 30 and the contact insert c of the manual plug 38 are combined to form a preassembled functional unit.
- An inventive standard module is formed from assemblies, each having a fixed space in the clutch 30 and the handset 36 and 38 respectively.
- the technical documents for the respective modules are defined and created and need not be created specifically for each project.
- the effort for the offer and project planning phase is thus considerably reduced. This results in a significant advantage for the spare part stocking both the manufacturer and the customer.
- the invention thus makes it possible for the first time to manufacture a coupling system according to the so-called configured-to-order principle (CTO for short).
- CTO configured-to-order principle
- the described technical advantages result in particular from the fact that the coupling according to the invention 10 is the sum of individual standard modules, each module having its first predetermined place within the system. This applies to both in the coupling 30 and in the respective handset 36 and 38 provided Kupplungskom components of the respective standard module. Another advantage is that such a standard module can be dismantled non-destructively, without jeopardizing the function of other modules.
- the module concept according to the invention which provides for the prefabrication of individual standard modules, also makes it possible, the coupling housing 32 of the clutch 30 perform integrally trainees. As a result, fewer individual components and connecting elements are required, resulting in a smaller number of sealed interfaces. This simplifies the sealing concept and the processing of the individual components.
- the known from the prior art clutch housing is formed in several parts with a removable cover on the rear side of the housing.
- the invention is not limited to the embodiments described above.
- the described embodiments are directed to an electrical coupling system GE, which provides for the transmission of electrical signals between the coupling 30 and the handpieces 36, 38.
- the invention is equally applicable to an optical coupling system in which optical signals are transmitted.
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Abstract
Beschrieben ist ein Kupplungssystem (29) für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine Kupplung (30) mit einem Kupplungsgehäuse (32), einer an dem Kupplungsgehäuse (32) angebrachten Kontaktträgerstruktur (34), und einer Vielzahl von Kontakten (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b), die an der Kontaktträgerstruktur (34) montiert sind und die jeweils eine von mehreren unterschiedlichen Funktionen aufweisen. Die Kontaktträgerstruktur (34) ist aus mehreren separaten Kontaktträgereinsätzen (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) zusammensetzbar. An jedem der separaten Kontaktträgereinsätze (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) sind aus der Vielzahl der Kontakte (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b) nur solche montiert, die gleiche Funktion aufweisen.
Description
Kupplungssystem für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kupplungssystem für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine elektrische Kupplung mit einem Kupplungsgehäuse, einer an dem Kupplungsgehäuse an gebrachten Kontaktträgerstruktur und einer Vielzahl von Kontakten, die an der Kontakt trägerstruktur montiert sind und die jeweils eine von mehreren unterschiedlichen Funkti onen aufweisen.
Elektrische oder optische Kupplungen werden für die Signal- und Leistungsübertragung in Schienenfahrzeugen eingesetzt. Eine solche Kupplung wird häufig mit automatischen oder halbautomatischen Mittelpufferkupplungen ausgeliefert. Letztere ermöglichen das Kup peln und Entkuppeln von zwei oder mehr Triebzügen zu einem Zugverband, ohne dass hierfür zusätzliches Bedienpersonal erforderlich ist.
Figur 1 zeigt beispielhaft eine elektrische Kupplung 10, die Teil eines derzeit von der An melderin selbst vertriebenen Kupplungssystems ist. Dieses Kupplungssystem weist neben der elektrischen Kupplung 10 einen oder mehrere in Figur 1 nicht gezeigte Handstecker auf, die über Schutzschläuche mit der Kupplung 10 verbunden sind.
Die elektrische Kupplung 10 hat ein Kupplungsgehäuse 12, das im Wesentlichen aus ei nem Gehäusekörper 14 und einer Klappe 16 gebildet ist. Die Klappe 16 wird beim Kuppeln automatisch relativ zu dem Gehäusekörper 14 so verschwenkt, dass sie eine an einer Stirnseite des Gehäusekörpers 14 angebrachte Kontaktträgerstruktur 20 freigibt. Beim Entkuppeln schließt sich die Klappe 16 automatisch und bedeckt die Kontaktträgerstruk tur 20. Eine Federanordnung 18 sorgt dafür, dass die Klappe 16 im gekuppelten Zustand
in ihrer offenen Stellung und im entkuppelten Zustand in ihrer geschlossenen Stellung festgesetzt ist.
Gemäß Figur 2, welche die Kontaktträgerstruktur 20 noch einmal in Alleinstellung zeigt, ist die Kontaktträgerstruktur 20 aus einem einstückigen Isolierkörper 21 gebildet, an dem eine Vielzahl von elektrischen Kontakten 22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b und 28a, 28b mon tiert sind. Durch die vorgenannten elektrischen Kontakte, mit denen die einstückige Kon taktträgerstruktur 21 bestückt ist, sind unterschiedliche Übertragungsfunktionen reali siert. So dienen die mit 22a, 22b bezeichneten Kontakte der digitalen Datenübertragung, während die elektrischen Kontakte 24a, 24b für eine Hochfrequenz-Signalübertragung, die Kontakte 26a, 26b für eine Niederfrequenz-Signalübertragung und die elektrischen Kontakte 28a, 28b für eine Energieübertragung, d.h. Stromübertragung vorgesehen sind. Da die elektrischen Kontakte unterschiedlichen Übertragungszwecken dienen, unter scheiden sie sich auch konstruktiv voneinander. Dies ist in Figur 2 für die Kontakte 22a, 22b und 28a, 28b unmittelbar ersichtlich. Gleiches gilt jedoch auch für die Kontakte 24a, 24b und 26a, 26b. So sind z.B. die der Hochfrequenz-Signalübertragung dienenden Kon takte 24a, 24b als vergoldete Kontakte und die der Niederfrequenz-Signalübertragung dienenden Kontakte 26a, 26b als versilberte Kontakte ausgeführt.
Wie der Darstellung nach Figur 2 ferner zu entnehmen ist, bilden die an der Kontaktträ gerstruktur 20 montierten Kontakte eine gleichsam spiegelsymmetrische Kontaktanord nung bezüglich einer mittigen Symmetrieachse X, welche die Kontaktträgerstruktur 20 in zwei Hälften unterteilt. Dabei sind die in Figur 2 in der linken Hälfte der Kontaktträ gerstruktur 20 angeordneten Kontakte 22a, 24a, 26a, 28a als Steckerkontakte ausgeführt, während die in der rechten Hälfte der Kontaktträgerstruktur 20 angeordneten Kontakte 22b, 24b, 26b, 28b als Buchsenkontakte ausgeführt sind. Im vorliegenden technischen Kontext bezeichnet man die linke und die rechte Seite der Kontaktträgerstruktur 20 auch als Kegelseite bzw. Trichterseite. Die spiegelsymmetrische Kontaktanordnung trägt dem Umstand Rechnung, dass die elektrische Kupplung 20 ein Kuppeln in entgegengesetzten Richtungen ermöglichen soll.
Eine herkömmliche elektrische Kupplung der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Art
stellt stets eine kundenspezifische Baueinheit dar. Dies bedeutet, dass je nach der vorlie genden Kundenanforderung die Kupplung projektspezifisch neu konstruiert und gefertigt werden muss. Da jede Kupplung ein Unikat ist, ergeben sich lange Lieferzeiten. Diese sind insbesondere einer Vielzahl von Interaktionsschleifen bei der mechanischen und elektri schen Abstimmung und der aufwändigen Freigabeprozedur geschuldet. Auch sind bei dem Kunden, z.B. einem Fahrzeughersteller, eine aufwändige Projektierung und ein auf wändiges Änderungsmanagement erforderlich. Zudem sind hohe Anforderungen an die Dokumentation gestellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kupplungssystem für ein Schienenfahrzeug sowie ein Verfahren zu dessen Fertigung anzugeben, die eine erhebliche Reduzierung des Entwurfs- und Fertigungsaufwands ermöglichen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung sieht ein Kupplungssystem für ein Schienenfahrzeug vor, umfassend eine Kupplung mit einem Kupplungsgehäuse, einer an dem Kupplungsgehäuse angebrachten Kontaktträgerstruktur und einer Vielzahl von Kontakten, die an der Kontaktträgerstruktur montiert sind und die jeweils eine von mehreren unterschiedlichen Funktionen aufwei sen. Erfindungsgemäß ist die Kontaktträgerstruktur aus mehreren separaten Kontaktträ gereinsätzen zusammensetzbar. An jedem der separaten Kontaktträgereinsätze sind aus der Vielzahl der Kontakte nur solche montiert, die gleiche Funktion aufweisen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplung als elektrische Kupp lung ausgeführt. Dementsprechend sind die Kontakte, die an der Kontaktträgerstruktur montiert sind, als elektrische Kontakte ausgebildet. Es sind jedoch auch alternative Aus führungsformen möglich, insbesondere solche, in denen das Kupplungssystem eine opti sche Kupplung mit einer Vielzahl von optischen Kontakten umfasst. In jedem Fall sind die Kontakte auf die speziellen technischen Vorgaben ausgelegt, die aus der jeweilige An wendung resultieren. Im Bahnbereich betreffen diese Vorgaben beispielsweise die Anzahl der Steckzyklen sowie die hier anzutreffenden rauen Einsatzbedingungen infolge von Um-
weit-, Schock- und Vibrationseinflüssen.
Das Vorsehen separater Kontaktträgereinsätze begünstigt einen modularen Aufbau des Kupplungssystems nach einem Baukastenprinzip. Durch dieses Baukastenprinzip sind ins besondere standardisierte Anschlussmöglichkeiten gegeben, durch die der Entwurfs- und Fertigungsaufwand erheblich reduziert wird. Auch eine nachträgliche Änderung des Kupp lungssystems ist einfach und schnell möglich, da lediglich Module getauscht werden müs sen, deren Funktionstüchtigkeit im Vorfeld schon geprüft worden ist. Dies ist insbesonde re dann von Vorteil, wenn die Kupplung unter Berücksichtigung technologischer Weiter entwicklungen nachgerüstet werden soll. Dabei bleibt trotz des vorteilhaften Aufbaus die Flexibilität erhalten, die der Kunde im Hinblick auf die in seiner speziellen Anwendung zu realisierenden Übertragungsfunktionen benötigt.
Die Erfindung ermöglicht eine erhebliche Reduzierung des Entwurfs- und Fertigungsauf wands und stellt zugleich sicher, dass dem Kunden die erforderliche Funktionalität und Flexibilität dennoch erhalten bleiben. Die Erfindung beruht insoweit auf einer umfangrei chen und präzisen Analyse der auf dem vorliegenden technischen Gebiet bevorzugt über tragenen Signale. Insbesondere bildet diese Analyse die Grundlage für die durch die vor liegende Erfindung realisierbare Modularisierung des Kupplungssystems.
Sofern in der vorliegenden Anmeldung davon die Rede ist, dass die bevorzugt elektrischen oder optischen Kontakte gleiche oder unterschiedliche Funktion haben, so ist mit dieser Funktion eine Signalübertragungsfunktion gemeint, d.h. eine Funktion, welche die Über tragung der elektrischen oder optischen Signale innerhalb des Kupplungssystems charak terisiert.
Vorzugsweise sind die separaten Kontaktträgereinsätze der Kupplung, aus denen die Kon taktträgerstruktur zusammensetzbar ist, aus Funktionspaaren gebildet, die jeweils zwei Kontaktträgereinsätze umfassen, deren Kontakte gleiche Funktion aufweisen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ist innerhalb der Kontaktträgerstruktur je dem Kontaktträgereinsatz eine feste Montageposition zugeordnet, die in Abhängigkeit
der Funktion, welche die an diesem Kontaktträgereinsatz montierten Kontakte aufweisen, vorbestimmt ist.
Die Montagepositionen der ein jeweiliges Funktionspaar bildenden Kontaktträgereinsätze sind vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse angeordnet, welche die Kontaktträgerstruktur in zwei Hälften unterteilt. In diesem Fall sind die Kontakte derjeni gen Kontaktträgereinsätze, deren Montagepositionen sich in einer Hälfte der Kontaktträ gerstruktur befinden, als Stiftkontakte ausgeführt, während die Kontakte derjenigen Kon taktträgereinsätze, deren Montagepositionen sich in der anderen Hälfte der Kontaktträ gerstruktur befinden, als Buchsenkontakte ausgeführt sind. Die vorgenannten beiden Hälften der Kontaktträgerstruktur sind dabei insbesondere der Trichterseite bzw. der Ke gelseite der Kupplung zugeordnet.
Vorzugsweise umfasst das Kupplungssystem mindestens einen Handstecker, der außer halb des Kupplungsgehäuses angeordnet ist und mehrere Kontakteinsätze mit jeweils mindestens einem vorzugsweise elektrischen oder optischen Kontakt aufweist, der mit einem der Kontakte eines der Kontaktträgereinsätze verbindbar ist. Ein solcher Handste cker ist beispielsweise über einen Schutzschlauch mit dem Kupplungsgehäuse verbunden. In dem Schutzschlauch sind vorzugsweise elektrische oder optische Leitungen geführt, die zwischen der Kupplung und dem Handstecker verlaufen. Der Handstecker dient dem An schluss dieser Leitungen innerhalb des Fahrzeugs. In dieser Ausführungsform können die Kontakteinsätze und deren Kontakte des Handsteckers einerseits und die an dem Kupp lungsgehäuse angeordneten Kontaktträgereinsätze sowie deren Kontakte andererseits deutlich unterschiedlich ausgeführt sein. Insbesondere ist es möglich, die Kontakteinsätze und Kontakte des Handsteckers, die in der Regel nur sehr selten händisch gesteckt und gezogen werden müssen, weniger robust und generell mit geringerem technischen Auf wand auszuführen als die Kontaktträgereinsätze und Kontakte, die an dem Kupplungsge häuse montiert sind. So befinden sich letztere an der dem Außenraum zugewandten Stirnseite des Kupplungssystems und müssen etwa beim Kuppeln und Entkuppeln von zwei Triebzügen zu einem Zugverband eine hohe Zahl an Steckzyklen unbeschadet über stehen. Diese Kontaktträgereinsätze und Kontakte liegen während des Kuppel- und Ent kupplungsvorgangs kurzzeitig zum Außenraum hin frei und sind ansonsten durch eine
Klappe oder durch die gekuppelte Gegenkupplung geschützt. Dementsprechend sind die technischen Anforderungen an die an der Stirnseite des Kupplungssystems vorhandenen Kontaktkomponenten deutlich höher als an die entsprechenden Komponenten, die sich im Handstecker befinden.
Das Kupplungssystem ist aus mehreren unabhängig voneinander montierbaren Modulen zusammensetzbar, wobei jedes Modul mindestens zwei der Kontaktträgereinsätze, die eines der Funktionspaare bilden, und mindestens einen der Kontakteinsätze des Handste ckers sowie eine erste, vorzugsweise elektrische oder optische Verbindung zwischen den beiden Kontaktträgereinsätzen und eine zweite, vorzugsweise elektrische oder optische Verbindung zwischen einem der beiden Kontaktträgereinsätze und dem Kontakteinsatz des Handsteckers umfasst.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die elektrische Verbindung eine erste, vor zugsweise elektrische oder optische Leitung auf, die einen der Kontakte des einen Kon taktträgereinsatzes mit einem der Kontakte des anderen Kontaktträgereinsatzes koppelt. Ferner weist die zweite Verbindung eine zweite, vorzugsweise elektrische oder optische Leitung auf, die den vorgenannten elektrischen Kontakt des anderen Kontaktträgereinsat zes mit einem der Kontakte des Kontakteinsatzes des Handsteckers koppelt.
Die erste und die zweite Leitung sind in einer besonders bevorzugten Ausführung direkt an dem Kontakt des anderen Kontaktträgereinsatzes befestigt.
Die Kontaktträgereinsätze sind jeweils mittels einer Schraubverbindung an dem Kupp lungsgehäuse montierbar.
Vorzugsweise ist eine umlaufende Kupplungsdichtung vorgesehen, die zwischen dem Kupplungsgehäuse und der aus den Kontaktträgereinsätzen zusammengesetzten Kontakt trägerstruktur gehalten ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist mindestens ein Haltereinsatz vorgesehen, der mittels einer Schraubverbindung an dem Kupplungsgehäuse montierbar ist, wobei die
Kupplungsdichtung zum Teil zwischen dem Haltereinsatz und dem Kupplungsgehäuse gehalten ist.
Die unterschiedlichen Funktionen der an den separaten Kontaktträgereinsätzen montier ten elektrischen Kontakte beinhalten vorzugsweise mindestens eine digitale Datenüber tragung, eine Hochfrequenz-Signalübertragung, eine Niederfrequenz-Signalübertragung und eine Energieübertragung.
Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zur Fertigung eines Kupplungssystems für ein Schienenfahrzeug vor, bei dem die oben genannten Module derart vormontiert werden, dass eine Vielzahl an unterschiedlichen Modulen bereitgestellt wird, dann diejenigen Mo dule ausgewählt werden, die einer vorgegebenen Sollkonfiguration entsprechen, und schließlich die ausgewählten Module zusammengesetzt werden.
Die Erfindung sieht ferner vor ein Verfahren zur Fertigung eines für ein Schienenfahrzeug vorgesehenen Kupplungssystems mit einer Kupplung, die ein Kupplungsgehäuse und eine an dem Kupplungsgehäuse angebrachte Kontaktträgerstruktur aufweist, und mit mindes tens einem Handstecker, der außerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnet ist, umfas send folgende Schritte: Vorhalten von separaten, der Ausbildung der Kontaktträgerstruk tur dienenden Kontaktträgereinsätzen, wobei an jedem der separaten Kontaktträgerein sätze aus einer Vielzahl von Kontakten, die jeweils eine von mehreren unterschiedlichen Funktionen aufweisen, nur solche Kontakte montiert sind, die gleiche Funktion haben; Vorhalten von separaten, der Ausbildung des Handsteckers dienenden Kontakteinsätzen mit jeweils mindestens einem Kontakt; Vormontieren einer Vielzahl von Modulen, von denen jedes Modul mindestens einen der Kontaktträgereinsätze, mindestens einen der Kontakteinsätze und eine Verbindung zwischen dem Kontaktträgereinsatz und dem Kon takteinsatz umfasst; Auswählen derjenigen Module, die einer vorgegebenen Sollkonfigu ration des Kupplungssystems entsprechen; und Zusammensetzen der ausgewählten Mo dule. Dabei sind die vorgenannten Kontakte wiederum vorzugsweise als elektrische oder optische Kontakte ausgeführt.
Dieses Verfahren ermöglicht es, ein Kupplungssystem aus einer begrenzten Anzahl an
lagerhaltigen Standardkomponenten in Form der vorgenannten Module zu konfigurieren. Damit lässt sich eine spezielle Kupplungsvariante in sehr viel kürzer Zeit als bisher aufbau en. Einzige Variable ist dabei letztlich die Länge des Kabels, das zwischen der an dem Kupplungsgehäuse angeordneten Kontaktträgerstruktur und dem Handstecker verläuft und die vorzugsweise elektrische oder optische Verbindung zur Signalübertragung zwi schen der Kontaktträgerstruktur und dem Handstecker herstellt. Für jedes Modul redu ziert sich dabei der Montageaufwand darauf, das Kabel abzuschneiden, abzuisolieren, anzuschlagen, einzubauen und einer Endprüfung zu unterziehen. Alle anderen Bauteile sind fertig am Lager verfügbar. Somit kann ohne großen Zeitverzug eine Austauschkupp lung geliefert und eine Wartung ohne Zeitdruck im rollierenden Verfahren durchgeführt werden.
Auf diese Weise lässt sich ein Kupplungssystem fertigen, das die Summe der einzelnen Module ist, wobei die Module innerhalb des Kupplungssystems jeweils genau einen fest gelegten Platz haben, der in jeder Konfiguration dergleiche ist, und zwar sowohl in der Kupplung, als auch in dem Handstecker.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 eine elektrische Kupplung nach dem Stand der Technik;
Figur 2 eine Kontaktträgerstruktur der Kupplung nach Figur 1;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kupplungssystems;
Figur 4 eine Kontaktträgerstruktur der in Figur 3 gezeigten elektrischen Kupplung;
Figur 5 eine perspektivische Schnittansicht der elektrischen Kupplung nach Figur 3;
Figur 6 eine schematische Darstellung, die ein erfindungsgemäßes, vormontierba res Modul zum Aufbau des Kupplungssystems nach Figur 3 zeigt;
Figur 7 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht zur Veranschaulichung eines Doppelleitungsanschlusses an einem elektrischen Kontakt, der an ei nem separaten Kontaktträgereinsatz montiert ist; und
Figur 8 eine schematische Darstellung, die den modulartigen Aufbau der erfin dungsgemäßen Kupplungssystems veranschaulicht.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 8 ein elektrisches Kupplungs systems 29 beschrieben, das eine erfindungsgemäße Weiterentwicklung der in den Figu ren 1 und 2 gezeigten, aus dem Stand der Technik bekannten Lösung darstellt. Dabei kon zentriert sich die folgende Beschreibung im Wesentlichen auf solche Aspekte, durch die sich das erfindungsgemäße Kupplungssystem 29 von der bisherigen Lösung unterscheidet und die für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind.
Das Kupplungssystem 29 umfasst eine elektrische Kupplung 30, die ein Kupplungsgehäuse 32 hat, an dessen Stirnseite eine Kontaktträgerstruktur 34 angebracht ist. Das Kupplungs system 29 beinhaltet ferner zwei Handstecker 36, 38, die jeweils über einen Schutz schlauch 40 bzw. 42 an das Kupplungsgehäuse 32 der elektrischen Kupplung 30 gekoppelt sind.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Kontaktträgerstruktur 34 ist in Figur 4 dargestellt. So ist die Kontaktträgerstruktur 34 im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestell ten Stand der Technik nicht in Form des einstückigen Kontaktträgers 21 ausgeführt, son dern aus mehreren separaten Kontaktträgereinsätzen 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b und 50a, 50b zusammengesetzt. Die Kontaktträgerstruktur 34 wird an ihren beiden Enden von zwei Haltereinsätzen 52a bzw. 52b eingefasst.
Die Kontaktträgereinsätze 44a/b bis 50a/b bilden funktionell getrennte Baugruppen der gestalt, dass in den Kontaktträgereinsätzen jeweils nur elektrische Kontakte montiert sind, die eine gleiche Übertragungsfunktion haben. So weisen die Kontaktträgereinsätze 44a, 44b jeweils zwei Kontakte 54a bzw. 54b auf, die der digitalen Datenübertragung die nen. Die Kontaktträgereinsätze 46a, 46b sind demgegenüber jeweils mit mehreren Kon-
takten 56a bzw. 56b bestückt, die der Hochfrequenz-Signalübertragung dienen. Die Kon takte 56a, 56b sind deshalb z.B. als vergoldete Kontakte ausgeführt. Die jeweils drei Kon taktträgereinsätze 48a bzw. 48b bilden funktionsgleiche Baugruppen. So ist jede dieser Kontaktträgereinsätze 48a, 48b mit mehreren elektrischen Kontakten 58a bzw. 58b be stückt, die der Niederfrequenz-Signalübertragung dienen. Die Kontakte 58a, 58b sind bei spielsweise als versilberte Kontakte ausgeführt. Schließlich sind die Kontaktträgereinsätze 50a, 50b jeweils mit mehreren elektrischen Kontakten 60a bzw. 60b bestückt, die der Energieübertragung (Stromübertragung) dienen.
Die elektrischen Kontakte 54a, 56a, 58a, 60a, 54b, 56b, 58b, 60b bilden eine spiegelsym metrische Kontaktanordnung bezüglich einer mittigen Symmetrieachse Y, welche die Kon taktträgerstruktur 34 in zwei Hälften unterteilt. Die in Figur 4 in der linken Hälfte der Kon taktträgerstruktur 34 angeordneten elektrischen Kontakte 54a, 56a, 58a und 60a sind als Steckerkontakte ausgebildet. Demgegenüber sind die in der rechten Hälfte der Kontakt trägerstruktur 34 montierten Kontakte 54b, 56b, 58b und 60b als Buchsenkontakte ausge führt. Die linke und die rechte Seite der Kontaktträgerstruktur 34 bilden die Kegelseite bzw. die Trichterseite.
Die Figur 5 zeigt eine perspektivische Schnittansicht durch die rechte Hälfte der in Figur 4 dargestellten Kontaktträgerstruktur 34. Wie der Figur 5 zu entnehmen ist, weist die Kupp lung 30 eine umlaufende Kupplungsdichtung 62 auf, welche die Kontaktträgerstruktur 34 einschließt. Die Kupplungsdichtung 62 ist direkt zwischen dem Kupplungsgehäuse 32 und den einzelnen Kontaktträgereinsätzen 44a/b bis 50a/b sowie den beiden Haltereinsätzen 52a, 52b gehalten. Für die Positionierung der Kupplungsdichtung 62 sind somit keine zu sätzlichen Teile notwendig, wie dies in anderen, aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen der Fall ist.
Die Kontaktträgereinsätze 44a/b bis 50a/b sind jeweils durch mehrere, z.B. zwei Schrau ben, die in zugehörige Schraubenlöcher 64 greifen, direkt an dem Kupplungsgehäuse 32 befestigt (vgl. Figuren 4 und 5). Somit sind auch für die Anbringung der separaten Kon taktträgereinsätze 44a/b bis 50a/b keine weiteren Zwischenteile erforderlich, beispiels weise in Form eigens hierfür vorgesehener Halterahmen und/oder Leisten. Dadurch wer-
den der Fertigungs- und Montageaufwand erheblich reduziert.
In Figur 6 ist in einer schematischen Darstellung anhand eines Beispiels veranschaulicht, wie durch die erfindungsgemäße Unterteilung der Kontaktträgerstruktur 34 in die separa ten, jeweils nur mit funktionsgleichen elektrischen Kontakten bestückten Kontaktträger einsätze 44a/b bis 50a/b vormontierbare Module bereitgestellt werden können, aus de nen sich das Kupplungssystem 29 nach Figur 3 in standardisierter Weise zusammensetzen lässt.
In dem gezeigten Beispiel ist ein solches Modul mit 66 bezeichnet und beinhaltet zwei der Kontaktträgereinsätze 44a/b bis 50a/b, die in Figur 6 mit 68 bzw. 70 bezeichnet sind, so wie einen Kontakteinsatz 72, der in einem der beiden Handstecker 36, 38 enthalten und mit mehreren elektrischen Kontakte bestückbar ist. Der Kontaktträgereinsatz 68 befindet sich dabei beispielsweise auf der Trichterseite und der Kontaktträgereinsatz 70 auf der Kegelseite der Kontaktträgerstruktur 34. Das vormontierbare Modul 66 umfasst ferner zwei elektrische Leitungen 74 und 76, von denen sich die Leitung 74 zwischen den beiden Kontaktträgereinsätzen 68 und 70 und die andere Leitung 76 zwischen dem Kontaktträ gereinsatz 68 und dem Kontakteinsatz 72 des Handsteckers erstreckt. Die Leitung 74 kop pelt einen elektrischen Kontakt 78, der an dem Kontaktträgereinsatz 70 zu montieren ist, mit einem elektrischen Kontakt 80, der an dem Kontaktträgereinsatz 68 zu montieren ist. Demgegenüber koppelt die elektrische Leitung 76 den vorgenannten elektrischen Kontakt 80, mit dem der Kontaktträgereinsatz 68 zu bestücken ist, mit einem elektrischen Kontakt 82, der an dem Kontakteinsatz 72 zu montieren ist. Die bedeutet, dass die beiden elektri schen Leitungen 74, 76 nach Art eines Doppelanschlusses in dem elektrischen Kontakt 80 des Kontaktträgereinsatzes 68 zusammenlaufen, wie später unter Bezugnahme auf Figur 7 noch genauer erläutert wird.
Das Modul 66 ist darauf ausgelegt, eine der in dem Kupplungssystem 29 vorgesehenen Übertragungsfunktionen wie die digitale Datenübertragung, die Hochfrequenz- Signalübertragung, die Niederfrequenz-Signalübertragung oder die Energieübertragung zu realisieren. Das Modul 66 bildet dabei eine von mehreren standardisierten Baugruppen, die jeweils eine eindeutige Zuordnung zwischen den die Kontaktträgerstruktur 34 bilden-
den, separaten Kontaktträgereinsätzen 44a/b bis 50a/b und den Kontakteinsätzen (z.B. Kontakteinsatz 72 in Figur 6) der Handstecker 36, 38 schaffen. Indem so unterschiedliche Standardmodule der rein beispielhaft in Figur 6 veranschaulichten Art bereitgestellt wer den, lassen sich die im Stand der Technik auftretenden Nachteile vermeiden, die insbe sondere mit der Konstruktion, Fertigung, Wartung und Nachrüstung einer kundenindivi duellen Baueinheit einhergehen.
Die erfindungsgemäße Modularisierung ermöglich auch die Bereitstellung sogenannter Querverbindungen zwischen jeweils zwei Kontaktträgereinsätzen, die in der Kontaktträ gerstruktur 34 der Kupplung 30 enthalten sind. In dem Beispiel nach Figur 6 ist eine sol che Querverbindung durch die elektrische Leitung 74 gegeben, welche die beiden Kon taktträgereinsätze 68, 70 miteinander koppelt. Hierzu ist der elektrische Kontakt 80, der an dem Kontaktträgereinsatz 68 zu montieren ist, für einen Doppelanschluss der Leitun gen 74, 76 ausgelegt, wie in Figur 7 genauer gezeigt ist.
Zur Realisierung des Doppelanschlusses der beiden Leitungen 74, 76 werden Letztere zu erst auf eine Länge L abisoliert, d.h. von ihrer isolierenden Ummantelung befreit. An schließend werden ihre Leitungsdrähte 84 bzw. 86 mit dem Kontakt 80 elektrisch verbun den, z.B. vercrimpt, verlötet oder verschraubt. Schließlich wird der Kontakt 80 in eine in dem Kontaktträgereinsatz 68 ausgebildete Bohrung 88 (vgl. auch Figur 6) gesteckt und dort fixiert.
Der erfindungsgemäße Doppelanschluss der Leitungen 74, 76 direkt in dem elektrischen Kontakt 80 ist mit nur geringem technischen Aufwand realisierbar. Insbesondere kann auf zusätzliche Komponenten wie beispielsweise einen Schrumpfschlauch, wie er bei her kömmlichen Lösungen zum Einsatz kommt, verzichtet werden. Diese zusätzlichen Kom ponenten sind im Stand der Technik zum Isolieren der abgemantelten Stellen der Leitun gen notwendig, um die erforderlichen Luft- und Kriechstreckenvorgaben zu erfüllen, die etwa für den Einsatz im Bahnbereich vorgesehen sind. Bei herkömmlichen Lösungen be findet sich die Crimpstelle aufgrund des Bauraums des Kontaktträgereinsatzes außerhalb des Kontaktträgereinsatzes. Diese zusätzlichen Komponenten sind in der vorliegenden Ausführungsform nicht erforderlich, da sich hier beispielsweise die Crimpstelle mit den
Leitungsdrähten 84 und 86 direkt im Inneren des isolierenden Kontaktträgereinsatzes 68 befindet, sodass die Luft- und Kriechstreckenvorgaben zuverlässig eingehalten werden.
In Figur 8 ist nochmals die erfindungsgemäße Modularisierung des elektrischen Kupp lungssystems 29 veranschaulicht. Hierbei sind die Kontaktträgereinsätze der elektrischen Kupplung 30 der Einfachheit halber mit A bis F und die Kontakteinsätze der beiden Hand stecker mit a bis f bezeichnet. Die Abkürzung EKU-KS steht hierbei für die Kegelseite der Kupplung 30, die Abkürzung EKU-TS für die Trichterseite der Kupplung 30, die Abkürzung HS-KS für die Kegelseite des jeweiligen Handsteckers und die Abkürzung HS-TS für die Trichterseite des jeweiligen Handsteckers.
In dem Beispiel nach Figur 8 ist ein Standardmodul dadurch gebildet, dass die beiden funktionsgleichen Kontaktträgermodule B der Kupplung 30 und der Kontakteinsatz c des Handsteckers 38 zu einer vormontierten Funktionseinheit zusammengefasst sind.
Ein erfindungsgemäßes Standardmodul ist aus Baugruppen gebildet, die jeweils einen fest definierten Platz in der Kupplung 30 bzw. dem Handstecker 36 bzw. 38 haben. Damit ist bezugnehmend auf das Beispiel nach Figur 6 die Länge der elektrischen Leitung 74, wel che die beiden Kontaktträgereinsätze 68, 70 miteinander verbindet, standardisierbar festgelegt. Als variable Größe, die noch projektspezifisch festgelegt werden muss, ver bleibt allein die Länge der elektrischen Leitung 76. Dadurch können die technischen Un terlagen für die jeweiligen Module fest definiert und erstellt werden und müssen nicht für jedes Projekt spezifisch erstellt werden. Der Aufwand für die Angebots- und Projektie rungsphase wird dadurch erheblich reduziert. Es ergibt sich ein wesentlicher Vorteil für die Ersatzteilbevorratung sowohl beim Hersteller als auch beim Kunden. Die Erfindung ermöglicht es somit erstmalig, ein Kupplungssystem nach dem sogenannten configured- to-order-Prinzip (kurz CTO) zu fertigen. Aus dem Stand der Technik sind nur Lösungen bekannt, die nach dem modified-to-order-Prinzip (kurz MTO) oder sogar nach dem desig- ned/developed-to-order-Prinzip (kurz DTO) arbeiten.
Wie aus den vorstehenden Erläuterungen deutlich wird, ergeben sich die geschilderten technischen Vorteile insbesondere aus dem Umstand, dass das erfindungsgemäße Kupp-
lungssystem 10 die Summe einzelner Standardmodule ist, wobei jedes Modul innerhalb des Systems seinen ferst vorgegebenen Platz hat. Dies gilt sowohl für die in der Kupplung 30 als auch die in dem jeweiligen Handstecker 36 bzw. 38 vorgesehenen Kupplungskom ponenten des jeweiligen Standardmoduls. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass sich ein solches Standardmodul zerstörungsfrei demontieren lässt, ohne die Funktion anderer Module zu gefährden.
Das erfindungsgemäße Modulkonzept, das die Vorfertigung einzelner Standardmodule vorsieht, ermöglicht es zudem, das Kupplungsgehäuse 32 der Kupplung 30 einteilig auszu führen. Dadurch werden weniger einzelne Bauteile und Verbindungselemente benötigt, woraus sich eine geringere Anzahl an abzudichtenden Schnittstellen ergibt. Dies verein facht das Dichtungskonzept sowie die Bearbeitung der einzelnen Bauteile. Demgegenüber ist das aus dem Stand der Technik bekannte Kupplungsgehäuse mehrteilig mit einem ab nehmbaren Deckel an der Gehäuserückseite ausgebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auf ein elektrisches Kupplungssystem ge richtet, das die Übertragung von elektrischen Signalen zwischen der Kupplung 30 und den Handsteckern 36, 38 vorsieht. Die Erfindung ist jedoch ebenso auf ein optisches Kupp lungssystem anwendbar, bei dem optische Signale übertragen werden.
Claims
1. Kupplungssystem (29) für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine Kupplung (30) mit: einem Kupplungsgehäuse (32),
einer an dem Kupplungsgehäuse (32) angebrachten Kontaktträgerstruktur (34), und einer Vielzahl von Kontakten (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b), die an der Kontaktträgerstruktur (34) montiert sind und die jeweils eine von mehreren unter schiedlichen Funktionen aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktträgerstruktur (34) aus mehreren separa ten Kontaktträgereinsätzen (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) zusammen setzbar ist, und
an jedem der separaten Kontaktträgereinsätze (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) aus der Vielzahl der Kontakte (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b) nur sol che montiert sind, die gleiche Funktion aufweisen.
2. Kupplungssystem (29) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupp lung (30) eine elektrische oder optische Kupplung ist, und dass die Kontakte (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b) elektrische oder optische Kontakte sind.
3. Kupplungssystem (29) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separa ten Kontaktträgereinsätze (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b), aus denen die Kontaktträgerstruktur (34) zusammensetzbar ist, aus Funktionspaaren gebildet sind, die jeweils zwei Kontaktträgereinsätze umfassen, deren Kontakte (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b) gleiche Funktion aufweisen.
4. Kupplungssystem (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass innerhalb der Kontaktträgerstruktur (34) jedem Kontaktträger einsatz (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) eine feste Montageposition zuge ordnet ist, die in Abhängigkeit der Funktion, welche die an diesem Kontaktträger einsatz (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) montierten Kontakte aufweisen (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b), vorbestimmt ist.
5. Kupplungssystem (29) nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagepositionen der ein jeweiliges Funktionspaar bildenden Kontaktträger einsätze (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse (Y) angeordnet sind, welche die Kontaktträgerstruktur (34) in zwei Hälften unterteilt.
6. Kupplungssystem (29) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (54a, 56a, 58a, 60a) derjenigen Kontaktträgereinsätze (44a, 46a, 48a, 50a), deren Montagepositionen sich in der einen Hälfte der Kontaktträgerstruktur (34) befin den, als Stiftkontakte ausgeführt sind, und dass die Kontakte (54b, 56b, 58b, 60b) derjenigen Kontaktträgereinsätze (44b, 46b, 48b, 50b), deren Montagepositionen sich in der anderen Hälfte der Kontaktträgerstruktur (34) befinden, als Buchsenkon takte ausgeführt sind.
7. Kupplungssystem (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Handstecker (36, 38), der außerhalb des Kupplungsgehäu ses (32) angeordnet ist und mehrere Kontakteinsätze (72) mit jeweils mindestens einem vorzugsweise elektrischen oder optischen Kontakt (62) aufweist, der mit ei nem der Kontakte (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b) eines der Kontaktträger einsätze (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) verbindbar ist.
8. Kupplungssystem (29) nach den Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mehreren unabhängig voneinander montierbaren Modulen (66) zusammensetzbar ist, wobei jedes Modul mindestens zwei der Kontaktträgereinsätze (68, 70), die ei nes der Funktionspaare bilden, und mindestens einen der Kontakteinsätze (72) des Handsteckers (36, 38) sowie eine erste vorzugsweise elektrische oder optische Ver bindung (74) zwischen den beiden Kontaktträgereinsätzen (68, 70) und eine zweite vorzugsweise elektrische oder optische Verbindung (76) zwischen einem der bei den Kontaktträgereinsätze (68) und dem Kontakteinsatz (72) des Handsteckers (36, 38) umfasst.
9. Kupplungssystem (29) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindung (74) eine erste, vorzugsweise elektrische oder optische Leitung auf weist, die einen der Kontakte (78) des einen Kontaktträgereinsatzes (70) mit einem der Kontakte (80) des anderen Kontaktträgereinsatzes (68) koppelt, und dass die zweite Verbindung (76) eine zweite, vorzugsweise elektrische oder optische Leitung aufweist, die den vorgenannten Kontakt (80) des anderen Kontaktträgereinsatzes (68) mit einem der Kontakte (82) des Kontakteinsatzes (72) des Handsteckers (36, 38) koppelt.
10. Kupplungssystem (29) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung und die zweite Leitung direkt an dem Kontakt (80) des anderen Kontaktträ gereinsatzes (68) befestigt sind.
11. Kupplungssystem (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kontaktträgereinsätze (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) jeweils mittels einer Schraubverbindung (64) an dem Kupplungsgehäuse (32) montierbar sind.
12. Kupplungssystem (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine umlaufende Kupplungsdichtung (62), die zwischen dem Kupplungsge häuse (32) und der aus den Kontaktträgereinsätzen (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) zusammengesetzten Kontaktträgerstruktur (34) gehalten ist.
13. Kupplungssystem (29) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch mindestens einen Haltereinsatz (52a, 52b), der mittels einer Schraubverbindung (62) an dem Kupp lungsgehäuse montierbar ist, wobei die Kupplungsdichtung (64) zum Teil zwischen dem Haltereinsatz (52a, 52b) und dem Kupplungsgehäuse (32) gehalten ist.
14. Kupplungssystem (29) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeich net, dass die unterschiedlichen Funktionen der an den separaten Kontaktträgerein sätzen (44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b) montierten elektrischen Kontakte (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b) mindestens eine digitale Datenübertra-
gung, eine Hochfrequenz-Signalübertragung, eine Niederfrequenz- Signalübertragung und eine Energieübertragung beinhalten.
15. Verfahren zur Fertigung eines Kupplungssystems (29) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 14, umfassend folgende Schritte:
Vormontieren der Module (66) derart, dass eine Vielzahl an unterschiedlichen Mo dulen bereitgestellt wird,
Auswählen derjenigen Module (66), die einer vorgegebenen Sollkonfiguration ent sprechen, und
Zusammensetzen der ausgewählten Module (66).
16. Verfahren zur Fertigung eines für ein Schienenfahrzeug vorgesehenen Kupplungs systems (29) mit einer Kupplung (30), die ein Kupplungsgehäuse (32) und eine an dem Kupplungsgehäuse (32) angebrachte Kontaktträgerstruktur (34) aufweist, und mit mindestens einem Handstecker (36, 38), der außerhalb des Kupplungsgehäuses (32) angeordnet ist, umfassend folgende Schritte:
Vorhalten von separaten, der Ausbildung der Kontaktträgerstruktur dienenden Kontaktträgereinsätzen (68, 70), wobei an jedem der separaten Kontaktträgerein sätze (68, 70) aus einer Vielzahl von Kontakten (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b), die jeweils eine von mehreren unterschiedlichen Funktionen aufweisen, nur solche Kontakte montiert sind, die gleiche Funktion haben,
Vorhalten von separaten, der Ausbildung des Handsteckers (36, 38) dienenden Kontakteinsätzen (72) mit jeweils mindestens einem Kontakt (62),
Vormontieren einer Vielzahl von Modulen (66), von denen jedes Modul (66) min destens einen der Kontaktträgereinsätze (68, 70), mindestens einen der Kon takteinsätze (72) und eine Verbindung (76) zwischen dem Kontaktträgereinsatz (68, 70) und dem Kontakteinsatz (72) umfasst,
Auswählen derjenigen Module (66), die einer vorgegebenen Sollkonfiguration des Kupplungssystems (29) entsprechen, und
Zusammensetzen der ausgewählten Module (66).
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem jedes Modul (66) derart vormontiert wird, dass es mindestens zwei der Kontaktträgereinsätze (68, 70) umfasst, die ein Funkti onspaar bilden und deren Kontakte (54a, 54b, 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b) gleiche Funktion aufweisen, und dass eine Verbindung (74) zwischen den beiden Kontakt trägereinsätzen (68, 70) vorgesehen ist.
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