WO2022129021A1 - Automatische zugkupplung und verfahren zum entkuppeln einer automatischen zugkupplung - Google Patents

Automatische zugkupplung und verfahren zum entkuppeln einer automatischen zugkupplung Download PDF

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WO2022129021A1
WO2022129021A1 PCT/EP2021/085650 EP2021085650W WO2022129021A1 WO 2022129021 A1 WO2022129021 A1 WO 2022129021A1 EP 2021085650 W EP2021085650 W EP 2021085650W WO 2022129021 A1 WO2022129021 A1 WO 2022129021A1
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WO
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frog
coupling
bevel gear
automatic train
lever
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PCT/EP2021/085650
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Kay Uwe Kolshorn
Martin Schüler
Jürg Fürst
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Voith Patent Gmbh
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    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G3/00—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements
    • B61G3/16—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements with coupling heads rigidly connected by rotatable hook plates or discs and balancing links, the coupling members forming a parallelogram, e.g. "Scharfenberg" type
    • B61G3/20—Control devices, e.g. for uncoupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
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    • B61G3/16—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements with coupling heads rigidly connected by rotatable hook plates or discs and balancing links, the coupling members forming a parallelogram, e.g. "Scharfenberg" type
    • B61G3/18—Locking devices

Definitions

  • the present invention relates to an automatic train coupler, in particular for a freight car of a rail vehicle, according to the preamble of claim 1 and a method for uncoupling such an automatic train coupler according to the preamble of claim 15.
  • generic automatic train couplings which have a coupling head with a coupling housing and a coupling lock with a lock.
  • the coupling lock is designed as a rotary lock with a coupling eyelet and a frog, the frog being rotatable about a main axis between a coupled position and an uncoupled position, and the coupling eyelet being connected to the frog with a first end rotatable about a coupling eyelet axis and a second free end having.
  • the frog has a mouth for receiving a corresponding second end of a coupling eyelet of an opposite coupling head.
  • a spring accumulator is assigned to the frog.
  • the frog can be rotated from the coupled position to the uncoupled position against the force of the spring accumulator and from the uncoupled position to the coupled position by the force of the spring accumulator.
  • the uncoupled position is also referred to as the ready-to-couple position, since in this position the train couplings of the two cars can be moved towards one another and coupled. If necessary, the coupling closure or its heart can also be rotated into a position that is overextended in relation to the coupling-ready position, ie opened more than necessary. In this stalled position, the spring accumulator is tensioned to the maximum.
  • This stalled position is also a ready-to-couple or uncoupled position within the meaning of the present invention. Furthermore, such a coupling-ready or uncoupled position is also referred to as a waiting position.
  • the locking device which holds the coupling lock in the appropriate position or releases it for the transition to a different position by turning the frog, has, for example, a plunger that can be displaced against a spring force in the coupling direction of the train coupling and a ratchet rod that can be displaced transversely or diagonally to the coupling direction.
  • the pawl rod is articulated to the frog and can be displaced by the frog when it rotates from the coupled position to the uncoupled position into a latching position in which the pawl rod prevents the frog from rotating back, i.e. in the direction from the uncoupled position to the coupled position .
  • the plunger in turn, is movable between a first position and a second position.
  • the plunger In the first position, in which the plunger is displaced against the spring force, the plunger blocks the ratchet rod in the detent position and in the second position, into which the plunger is displaced from the first position by the spring force, the plunger releases the ratchet rod from the detent position.
  • the function of the generic automatic train coupling is as follows: Two opposite coupling heads on two vehicles to be coupled to each other are locked together by inserting the second end of the respective coupling eyelet into the mouth of the frog of the other coupling head and holding it positively by turning the frog there becomes. This mechanically couples the two vehicles together.
  • the two coupling locks are only loaded by tensile forces, which are distributed evenly over both coupling eyes within the parallelogram formed by the coupling eyes and frogs.
  • Compressive forces on the other hand, are transmitted by a special profile on the front of the coupling head housing, the profile generally comprising a cone and a funnel, which is also advantageous in the present invention, which are surrounded by a wide, particularly flat, end face.
  • the profile can be formed by a separate face plate attached to the front of the coupler head housing.
  • the profile can form sliding and centering surfaces with the cone and funnel and, in particular, determine the gripping area in lateral, vertical and angular offset. When the coupling heads meet, they center and slide into each other.
  • an uncoupling device rotates both coupling locks, i.e. the two frogs, against the force of the spring accumulators until the coupling eyes slide out of the mouths of the frogs.
  • the twisting crossing frogs are intended to move the ratchet rods to such an extent that when the vehicles are separated, the frogs are prevented from turning back from the stalled position beyond the ready-to-couple position by bringing the ratchet rods into their latching positions.
  • Uncoupling devices are known in different designs.
  • manually operable, mechanical uncoupling devices have levers, cables and/or chain hoists, which act on different types of bolts and cancel the bolted position when actuated.
  • Automated uncoupling devices include a pneumatic cylinder or an electric motor as a drive, in particular a linear actuator, which the Train coupling uncoupled.
  • DE 29 23 195 C2 discloses a remote-controlled uncoupling device for a central buffer coupling of a rail vehicle, in which an electric motor uses a cam disk to actuate a lever connected non-rotatably to the main pin in order to rotate the frog from the coupled position to the uncoupled position.
  • DE 40 13 521 A1 discloses a coupling and decoupling device for an electrical cable coupling and a mechanical coupling with a common rotary drive.
  • EP 3 470 295 A1 discloses an electric linear actuator which acts on the main bolt via a lever.
  • the known automated uncoupling devices require a relatively large amount of space and are arranged on the outside of the automatic train coupling outside of the coupling head housing.
  • housings can be provided which shield the uncoupling devices from the environment.
  • a disadvantage of the known embodiments is the structural complexity associated with these housings and the comparatively large installation space that is required as a result.
  • a further disadvantage of the known automatic train couplers is that after uncoupling with the uncoupling device, the frog can be unintentionally twisted into its coupled position if the corresponding rail vehicle, which has the automatic train coupler, is being moved in shunting operation. For example, when the rail vehicle is pushed over a hump, there is a risk that the automatic train coupling that has just been disengaged will be re-engaged before the rail vehicle drives onto the wagon provided in the siding. Accidental engagement requires the clutch to be disengaged again, which takes additional time and interferes with maneuvering.
  • the present invention is based on the object of providing an automatic train coupling, in particular for a freight car of a rail vehicle, for example of the embodiment illustrated above improve and specify a method for uncoupling an automatic train coupling, in which the aforementioned disadvantages are avoided.
  • the automatic train coupling according to the invention which is designed in particular as an automatic train coupling of a freight car of a rail vehicle, has a coupling head that includes a coupling head housing and a coupling lock with a lock.
  • Locking means that the coupling closure can be locked in a rotationally fixed manner at least in one position, as follows from the following.
  • the coupling lock is designed as a rotating lock with a coupling eyelet and a frog, the frog being rotatable about a main axis of rotation between a coupled position and an uncoupled position.
  • the coupling eyelet is connected to the frog with a first end such that it can rotate about a coupling eyelet axis and has a second free end.
  • the frog has a mouth which is arranged to receive a second end of a coupling eyelet of an opposite coupling head.
  • an electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device which comprises an electric motor, hydraulic motor or pneumatic motor, which is at least indirectly connected to the frog via a drive connection in order to rotate the frog from the coupled position into the uncoupled position. With the locking, the frog can be held against rotation, particularly in the uncoupled position, the so-called ready-to-couple position.
  • the uncoupling device has a blocking position in which it blocks rotation of the frog from the uncoupled position into the coupled position via the drive connection, with a control device being provided with which the uncoupling device can be controlled in order to keep it permanently in the blocked position for a period of time to keep.
  • the duration of the period of time can be determined, for example, by active actuation, in particular by means of a switch, in that, for example, holding in the locked position is ended when the vehicle driver releases it.
  • a predetermined period of time could also be selected, which is then ended automatically.
  • the uncoupling device according to the invention therefore acts through the motor contained in it and is to be distinguished from the previously mentioned locking mechanism, which acts purely mechanically by means of two automatic train couplings moving against one another. Rather, the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device is provided in addition to the mechanical locking.
  • the uncoupling device is preferably either arranged completely inside the coupling head housing, or the uncoupling device is arranged completely inside the coupling head housing and a coupling rod adjoining the coupling head housing, i.e. in a space which is either enclosed solely by the coupling head housing or by the coupling head housing together with a corresponding area the coupling rod is enclosed.
  • parts of the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device are arranged outside the coupling head housing and outside the coupling rod, with other parts of the uncoupling device preferably being arranged inside the coupling head housing and/or the coupling rod, for example the motor and in particular the strain wave gear and/or bevel gear explained below.
  • the parts arranged outside of the coupling head housing can be enclosed by an additional housing.
  • the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device can be designed to be particularly compact if the motor has an output axis of rotation which is arranged at least essentially radially to the main axis.
  • the output axis of rotation therefore advantageously points in the direction of the main axis or intersects the main axis or at least one main pin which can be rotated about the main axis and which is connected to the frog in a rotationally fixed manner.
  • the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device Compared to an engine output axis of rotation, which is arranged skewed or tangential to such a main pin or to the main axis, the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device requires a much narrower installation space, which extends with its longitudinal extent in the direction of the longitudinal axis of the coupling rod or the longitudinal axis of the coupling head housing and is therefore light can be accommodated within the coupling head housing and, if necessary, the adjacent area of the coupling rod.
  • an angular gear is provided in the drive connection between the motor, in particular the electric motor, and the frog.
  • Such an angular gear can, for example, by a drive pinion and a toothed engagement with it Crown gear are formed, the axis of rotation of which is parallel to the main axis.
  • the drive pinion can be provided on the output axis of rotation or on an output shaft of the motor, in particular the electric motor, rotating around the output axis of rotation, or it can be arranged coaxially with it and be in driving connection with the output shaft of the motor.
  • the drive pinion can also be designed as a bevel gear that meshes with another bevel gear instead of the crown gear.
  • the bevel gear is connected to the frog via a one-piece or multi-piece articulated lever.
  • a driver can be provided on the bevel gear output, for example in the form of a bolt on a disc, which takes the articulated lever with it when the frog is rotated from the coupled position to the uncoupled position and prevents the bevel gear output from rotating in the allows opposite direction without entrainment of the articulated lever.
  • the angular gear is connected to the frog via an articulated lever, which is at least in two parts, comprising a first lever part, which is articulated to the frog, and a second lever part, which is articulated to the first lever part and articulated to an angular gear output, wherein the axes of rotation of said articulated joints are parallel to the main axis.
  • the angle gear output can be formed, for example, by a rotary lever that extends radially to an angle gear output axis of rotation.
  • a bevel gear output is essentially spoke-shaped.
  • a disc-shaped or circular angular gear output or other shapes can also be considered.
  • a reduction gear can be provided between the bevel gear and the motor, advantageously with a coaxial arrangement of its input and output.
  • the bevel gear can be designed, for example, as a planetary gear or eccentric gear, in particular in the form of a strain wave gear.
  • a differential gear can also be considered, for example.
  • the output of this reduction gear is then formed in particular by the said drive pinion, which represents the input to the bevel gear.
  • the reduction gear in particular in the form of the strain wave gear, can then be arranged coaxially to the motor or to its output axis of rotation.
  • the bevel gear can preferably have a further reduction in order to further reduce the speed in the direction of the drive power flow behind the bevel gear and preferably at the same time to increase the transmitted torque. In this way, a particularly high torque can be achieved on the frog for rotating the frog from its coupled position into the uncoupled position.
  • the harmonic drive and/or the bevel gear can be carried, in particular exclusively, by the motor or by a console that carries the motor and is in particular plate-shaped.
  • the bevel gear output can preferably be rotated about an bevel gear output axis of rotation between a zero position and a release position. In the zero position, the bevel gear output enables the frog to be rotated between the coupled position and the uncoupled position without being hindered by the bevel gear output. When turning the bevel gear output from the zero position into the release position, the bevel gear output drives the frog so that it rotates from the coupled position to the uncoupled position.
  • the length of the articulated lever in particular the lengths of the first lever part and the second lever part, are therefore preferably chosen such that the frog can be rotated from the uncoupled position into the coupled position and the bevel gear output remains in the zero position.
  • the arc that the axis of rotation of the articulated connection of the second lever part on the bevel gear output sweeps over when rotating the bevel gear output from the zero position to the release position can be less than or equal to the combined lengths of the first lever part and the second lever part.
  • the bevel gear is connected at least indirectly via a wheel drive to a main pin, which is connected to the frog in a drive connection.
  • the drive connection can be a non-rotatable connection on one side with a freewheel acting in the opposite direction, so that the frog can be rotated from the coupled position to the uncoupled position with the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device or with its bevel gear, but in the opposite direction
  • Actuation of the bevel gear without torque transmission to the frog is possible in order to enable the frog to be turned back from the uncoupled position to the coupled position, with the turning back then taking place in the conventional manner via the coupling lock or by moving two automatic train couplings together.
  • a unidirectional driver is provided in the drive connection between the angular gear and the frog or the main pin, which transmits the uncoupling movement of the uncoupling device to the frog and an opposite movement of the uncoupling device does not affect the Heart passes on.
  • the bevel gear has an bevel gear output that can be rotated about a bevel gear output axis of rotation, which is parallel to the main axis and on which a first spur gear is arranged, which meshes with a second spur gear or a spur gear segment which is in a driving connection with the main bolt, the bevel gear output being rotatable between a zero position and a release position.
  • the frog when the bevel gear output is rotated from the zero position to the release position, the frog is rotated from its coupled position to the uncoupled position, but when the bevel gear output is rotated back from its release position to the zero position, the frog is rotated from the uncoupled position to the coupled position only released without a corresponding twisting of the frog immediately taking place.
  • a hand-operated device with which the frog can be brought manually into the uncoupled position and/or the bevel gear output into the zero position.
  • the frog can be brought manually into the uncoupled position and/or the bevel gear output into the zero position.
  • the automatic train coupler can be uncoupled by turning the frog into the uncoupled position.
  • the second spur gear or spur gear segment has a driver that acts on one side of a lever of the manual operating device, which acts on the main bolt, in the sense of rotating the frog from the coupled position to the uncoupled position.
  • the uncoupling device can preferably be actuated independently of the position of the frog, and in particular the bevel gear output can be rotated with the motor about the bevel gear output axis of rotation both in the coupled position and in the uncoupled position of the frog.
  • the position of the uncoupling device in particular of the bevel gear output and/or the articulated lever and/or the second spur gear or spur gear segment, can preferably be detected with a sensor in order to to be able to monitor certain positions of the uncoupling device and/or to be able to control them in a better targeted manner.
  • the automatic train coupling can be provided with a locking device which, in particular, comprises the illustrated ratchet rod and the plunger and works as described at the outset.
  • a rail vehicle according to the invention has a corresponding automatic train coupling of the type shown.
  • a method for uncoupling an automatic train coupling provides that the frog is moved from the coupled position to the uncoupled position via the drive connection between the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device and the frog by driving the motor with the electrically, hydraulically or pneumatically actuated uncoupling device is twisted.
  • the uncoupling device In a preselectable operating mode, the uncoupling device is held in the blocked position and thus the uncoupling device blocks rotation of the frog from the uncoupled position into the coupled position.
  • the automatic train coupling can preferably be operated in two different operating modes, with a first operating mode being adjustable with the control device, in which the uncoupling device, immediately after rotating the frog with the uncoupling device from the coupled into the uncoupled position, rotates the frog from the uncoupled position into releases the coupled position again, in particular by rotating the bevel gear output from the release position to the zero position, and a second operating mode can be set with the control device, in which the uncoupling device is held in the locked position, as explained.
  • a first operating mode being adjustable with the control device, in which the uncoupling device, immediately after rotating the frog with the uncoupling device from the coupled into the uncoupled position, rotates the frog from the uncoupled position into releases the coupled position again, in particular by rotating the bevel gear output from the release position to the zero position
  • a second operating mode can be set with the control device, in which the uncoupling device is held in the locked position, as explained.
  • FIG. 1 is a sectional view of an automatic train coupling according to the invention
  • FIG. 2 is a view from below of an automatic train coupling according to the invention.
  • FIG. 3 shows a partially sectioned view of an automatic train coupling according to the invention in a plan view obliquely from above;
  • FIG. 4 shows a vertical section through an automatic train coupling according to the invention
  • FIG. 5 shows an automatic train coupling according to the invention without the coupling head housing in a view at an angle from above;
  • FIG. 6 shows the automatic train coupling from FIG. 5 with the frog in the uncoupled or coupling-ready position
  • FIG. 7 shows the automatic train coupling from FIG. 6 with the frog in the coupled position
  • FIG. 8 shows the automatic train coupling from FIGS. 6 and 7 in the uncoupled position and the bevel gear output in the released position
  • FIG. 9a shows an alternative design of the bevel gear output and the articulated lever to 9c with the frog in the coupled position and uncoupled position and the bevel gear output in the release position and zero position
  • FIG. 10 shows an alternative embodiment of an automatic train coupling in a view from below
  • FIG. 11 shows a vertical section through the alternative embodiment of the automatic train coupling
  • FIG. 12 is an oblique view from below of the alternative embodiment of the automatic train coupling
  • Figure 13 is a schematic side view of the alternative embodiment of the automatic train coupler
  • Figure 14 is another bottom view of the alternative embodiment of the automatic traction coupler with components of the housing shown in phantom.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of an automatic train coupling according to the invention in an uncoupled position of the coupling closure 3 or of its heart 6 .
  • the associated uncoupling device can be seen in FIGS.
  • the automatic train coupling has a coupling head 1 which includes a coupling head housing 2 and the coupling lock 3 .
  • the coupling lock 3 is designed as a rotating lock, with the frog 6 to which a coupling eyelet 5 is connected so that it can rotate about a coupling eyelet axis 8 .
  • the frog 6, in turn, can be rotated about the main axis 7.
  • the frog 6 is mounted on a main bolt 19 and is connected to it in a rotationally fixed manner.
  • a manual operating device 20 can act on the main bolt 19 in order to manually uncouple the coupling lock 3 .
  • an actuator of a valve of a compressed air line in particular a brake air line HL, which is not shown in detail here, can be controlled via the main bolt 19, so that when the Dome closure 3 in the coupled position, the valve is opened and when rotating the dome closure 3 in the uncoupled position, the valve is closed.
  • the coupling eyelet 5 has a first end 5.1, at which it is rotatably connected to the frog 6, and an opposite second end 5.2, which can be clamped in a mouth 9 of the frog 6 of a coupling head 1 of the opposite type, in order to mechanically connect the two coupling heads 1 to lock together.
  • the coupling eyelet 5 has a crossbar, which is not shown in detail here.
  • each coupling head 1 can be rotated from the uncoupled position into the coupled position against the force of a spring accumulator 4, which is formed, for example, by one or more tension springs.
  • FIG. 1 An uncoupled position of the coupling head 1 or the coupling closure 3 is shown in FIG.
  • Such an uncoupled position which is also referred to as a position ready for coupling, can also be the above-mentioned engaged position.
  • FIG. 2 shows that all components of the coupling lock 3 are accommodated within the coupling head housing 2 and that the coupling rod 10 is connected to the coupling head housing 2 in the longitudinal direction of the train coupling, which, in addition to the coupling head housing 2, forms part of the electrically actuated uncoupling device 11 , Here the electric motor 12 receives.
  • FIG. 3 shows a horizontal section through the coupling head housing 2 and the adjoining area of the coupling rod 10.
  • the frog 6 is in the coupled position, in which the mouth 9 is arranged comparatively far inside the coupling head housing 2 .
  • FIG. 4 shows the arrangement from FIG. 3 again in a vertical section, but here without the coupling rod 10, which adjoins the coupling head housing 2 in the axial direction.
  • the electric motor 12 in the drive connection to the frog 6 is initially followed by a strain wave gear (or generally a reduction gear, in particular an eccentric gear or differential gear) 25, which carries a drive pinion 13 on the output side coaxially with the output axis of rotation 12.1 of the electric motor meshes with a crown wheel 14 revolving around a vertical axis of rotation 14.1 in order to drive the crown wheel 14.
  • the axis of rotation 14.1 is parallel to the main axis 7, about which the main pin 19 can be rotated together with the frog 6.
  • the output axis of rotation 12.1 is arranged radially to the main axis 7.
  • bevel gears meshing with each other to form a bevel gear
  • the drive pinion 13 and the crown gear 14 together form an angular gear 15, which preferably has a reduction, as does the strain wave gear 25.
  • the bevel gear output 15.1 is formed by a rotary lever 17 which can be rotated about the bevel gear output axis of rotation 15.2.
  • the angle gear output axis of rotation 15.2 and the axis of rotation 14.1 of the crown wheel 14 coincide.
  • the rotary lever 17 With the rotation of the crown wheel 14, the rotary lever 17 is also rotated about the bevel gear output axis of rotation 15.2.
  • the rotating lever 17 is connected to the frog 6 via a jointed lever 16 comprising a first lever part 16.1 and a second lever part 16.2.
  • the first lever part 16.1 is articulated to the frog 6
  • the second lever part 16.2 is articulated to the first lever part 16.1 and articulated to the rotating lever 17.
  • the position of the rotary lever 17 can be detected by a sensor 18, for example.
  • FIGS. 6 shows the frog 6 in the uncoupled position, the bevel gear output 15.1, which is formed by the rotary lever 17, is in its so-called zero position, in which it does not prevent the frog 6 from rotating about the main axis 7.
  • the first lever part 16.1 and the second lever part 16.2 are folded in or against one another, that is to say they enclose a comparatively acute angle between them.
  • bevel gear output 15.1 can remain in its zero position and the increasing distance between the connecting joint of articulated lever 16 on frog 6 and the The connecting joint of the articulated lever 16 on the bevel gear output 15.1 is bridged by unfolding the first lever part 16.1 and the second lever part 16.2. Accordingly, in the coupled position of the frog 6, the first lever part 16.1 and the second lever part 16.2 extend relatively linearly to one another.
  • the bevel gear output 15.1 or the rotary lever 17 is driven into the release position shown in Figure 8 twisted with the electric motor 12. During this twisting, the rotary lever 17 pulls on the articulated lever 16 on the frog 6, so that the frog is twisted into the uncoupled position.
  • the angle gear output 15.1 or the rotary lever 17 is rotated again into its neutral position, which is shown in the vehicles 6 and 7, preferably before the Frog 6 begins to twist into the coupled position.
  • FIG. 9a shows the frog 6 in the coupled position and the bevel gear output 15.1 in its neutral position.
  • the articulated lever 16 and the bevel gear output 15.1 are designed differently from the embodiment shown in the previous figures.
  • the articulated lever 16 is in one piece and is articulated to the frog 6 on the one hand and articulated to the rotary lever 17 on the other hand.
  • the rotary lever 17 on the bevel gear output 15.1 is used to rotate the frog 6 from the coupled position shown in FIG. 9a into the uncoupled position shown in FIG. 9b by a Driver 34 twisted in such a way that he pulls on the articulated lever 16 on the frog 6 in order to move it into the uncoupled position.
  • FIG. 10 shows a view from below of the coupling head housing 2 of an alternative design of an automatic train coupling.
  • the function of the automatic train coupling can be as described for FIG.
  • the coupling rod 10 which houses the electric motor 12 is shown in phantom.
  • parts of the electrically actuable uncoupling device 11 are arranged in a separate housing 31 below the coupling head housing 2 .
  • This can also be seen in particular from FIG.
  • parts of the manual operating device 20 are provided, which is connected to the main bolt 19 at the bottom.
  • the parts of the manual operating device 20 can also be seen from the illustration in FIG. 14, in which the components of the electrically operated uncoupling device 11 are also shown.
  • FIGS. 10 to 14 differs from the embodiment previously explained with reference to FIGS. 2 to 8 by the design of the electrically operated uncoupling device 11 . Starting from the electric motor 12 to the crown wheel 14, however, the embodiments correspond.
  • the bevel gear output 15.1 which can be rotated about the bevel gear output axis of rotation 15.2, carries a first spur gear 29, which is connected to a spur gear segment 30 meshes, which is connected to the main pin 19 in a torque-transmitting manner at least in the direction of rotation of the frog 6 from the coupled position into the uncoupled position.
  • a one-sided torque transmission can be achieved by a freewheel.
  • this torque transmission is achieved by a driver 32, which is stationarily connected to the spur gear segment 30 (or a corresponding second spur gear) and takes the lever 33 of the manual operating device 20 with it when the bevel gear output 15.1 is rotated from its neutral position into the release position.
  • the lever 33 is connected to the main pin 19 in a correspondingly non-rotatable manner. In principle, however, it would also be possible to connect this lever 33 or another lever, which is carried along by the driver 32, to the frog e.
  • the bevel gear 15 can easily be turned back without the frog 6 being moved into its coupled position at the same time.
  • the frog thus remains in the uncoupled position until the coupling lock 3 is brought into the coupled position by moving against an opposite train coupling or an opposite same coupling lock.

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  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

Eine automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kupplungskopf (1), der ein Kupplungskopfgehäuse (2) und einen Kuppelverschluss (3) mit Arretierung umfasst, wobei der Kuppelverschluss als Drehverschluss mit einer Kuppelöse (5) und einem Herzstück (6) ausgeführt ist, wobei das Herzstück um eine Hauptachse (7) verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung, die Kuppelöse mit einem ersten Ende (5.1) verdrehbar um eine Kuppelösenachse (8) am Herzstück angeschlossen ist und ein zweites freies Ende (5.2) aufweist; und das Herzstück ein Maul (9) aufweist, das zur Aufnahme eines zweiten Endes einer Kuppelöse eines gegengleichen Kupplungskopfes angeordnet ist; mit einer elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Entkuppeleinrichtung (11), die einen Elektromotor (12), Hydraulikmotor oder pneumatischen Motor umfasst, der über eine Triebverbindung zumindest mittelbar am Herzstück angeschlossen ist, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen, wobei die Entkuppeleinrichtung eine Sperrstellung aufweist, in der sie ein Verdrehen des Herzstücks aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung über die Triebverbindung blockiert, wobei eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Entkuppeleinrichtung ansteuerbar ist, um diese über eine Zeitspanne dauerhaft in der Sperrstellung zu halten.

Description

Automatische Zugkupplung und Verfahren zum Entkuppeln einer automatischen Zugkupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Entkuppeln einer solchen automatischen Zugkupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15.
In der Praxis sind gattungsgemäße automatische Zugkupplungen bekannt, die einen Kupplungskopf mit einem Kupplungsgehäuse und einem Kuppelverschluss mit Arretierung aufweisen. Der Kuppelverschluss ist als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt, wobei das Herzstück um eine Hauptachse verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung, und die Kuppelöse mit einem ersten Ende verdrehbar um eine Kuppelösenachse am Herzstück angeschlossen ist und ein zweites freies Ende aufweist. Das Herzstück weist ein Maul zur Aufnahme eines entsprechenden zweiten Endes einer Kuppelöse eines gegengleichen Kupplungskopfes auf.
Dem Herzstück ist ein Federspeicher zugeordnet. Das Herzstück ist entgegen der Kraft des Federspeichers aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung und durch die Kraft des Federspeichers aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung verdrehbar.
Die entkuppelte Stellung wird auch als kuppelbereite Stellung bezeichnet, da in dieser Stellung die Zugkupplungen der beiden Wagen gegeneinander gefahren und gekuppelt werden können. Gegebenenfalls kann der Kuppelverschluss beziehungsweise dessen Herzstück auch in eine gegenüber der kuppelbereiten Stellung überzogene Stellung verdreht werden, also mehr als nötig geöffnet werden. In dieser überzogenen Stellung ist der Federspeicher maximal gespannt. Auch bei dieser überzogenen Stellung handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung um eine kuppelbereite oder entkuppelte Stellung. Ferner wird eine solche kuppelbereite oder entkuppelte Stellung auch als Warteposition bezeichnet. Die Arretierung, welche den Kuppelverschluss in der jeweils geeigneten Stellung hält oder entsprechend zum Übergang in eine andere Stellung durch Verdrehen des Herzstückes freigibt, weist zum Beispiel einen entgegen einer Federkraft in Kuppelrichtung der Zugkupplung verschiebbaren Stempel und eine quer oder schräg zur Kuppelrichtung verschiebbare Klinkenstange auf. Die Klinkenstange ist gelenkig am Herzstück angeschlossen und vom Herzstück bei dessen Verdrehung aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung in eine Rastposition verschiebbar, in welcher die Klinkenstange eine Verdrehung des Herzstückes zurück, das heißt in Richtung aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung, blockiert. Der Stempel wiederum ist bewegbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. In der ersten Position, in welcher der Stempel entgegen der Federkraft verschoben ist, blockiert der Stempel die Klinkenstange in der Rastposition und in der zweiten Position, in welche der Stempel durch die Federkraft aus der ersten Position verschoben wird, löst der Stempel die Klinkenstange aus der Rastposition.
Die Funktion der gattungsgemäßen automatischen Zugkupplung ist wie folgt: Zwei gegengleiche Kupplungsköpfe an zwei miteinander zu kuppelnden Fahrzeugen werden dadurch aneinander arretiert, dass jeweils das zweite Ende der jeweiligen Kuppelöse in das Maul des Herzstückes des jeweils anderen Kupplungskopfes eingesetzt und durch Verdrehen des dortigen Herzstückes formschlüssig gehalten wird. Damit werden die beiden Fahrzeuge mechanisch miteinander gekuppelt. Die beiden Kuppelverschlüsse werden ausschließlich durch Zugkräfte belastet, die sich innerhalb des Parallelogramms, das die Kuppelösen und die Herzstücke bilden, auf beide Kuppelösen gleichmäßig verteilen. Druckkräfte hingegen werden durch ein besonderes Profil frontseitig am Kupplungskopfgehäuse übertragen, wobei das Profil in der Regel, wie vorteilhaft auch bei der vorliegenden Erfindung, einen Kegel und einen Trichter umfasst, die von einer breiten, insbesondere ebenen Stirnfläche umschlossen sind. Das Profil kann von einer separaten Stirnplatte gebildet werden, die vorne am Kupplungskopfgehäuse befestigt ist. Das Profil kann mit dem Kegel und Trichter Gleit- und Zentrierflächen bilden und insbesondere den Greifbereich in Seiten-, Höhen- und Winkelversatz bestimmen. Wenn die Kupplungsköpfe aufeinandertreffen, zentrieren sie sich und gleiten ineinander.
Wenn zwei Schienenfahrzeuge aufeinander zu bewegt werden, so befinden sich deren Kuppelverschlüsse beziehungsweise deren Herzstücke in der kuppelbereiten beziehungsweise entkuppelten Stellung, in welcher die Herzstücke insbesondere von den Klinkenstangen, die sich in der Rastposition befinden, gehalten werden. Beim Kuppeln tauchen jeweils die Kegel in die Trichter der Kupplungskopfgehäuseprofile ein. Dabei drücken die Kegel auf die Stempel und schieben diese zurück, sodass die Stempel die Klinkenstangen aus deren Rastposition lösen. Dadurch werden die Kuppelverschlüsse freigegeben und durch die Kraft des jeweiligen Federspeichers gedreht, bis das Herzstück an einem vorgegebenen Anschlag, in der Regel am Kupplungskopfgehäuse, anschlägt. Dabei rasten die in den Trichtern geführten Kuppelösen in die Herzstückmäuler ein, die beiden Kuppelverschlüsse sind ineinander verhakt und die gekuppelte Stellung ist erreicht. Ein ungewolltes Trennen der Kuppelverschlüsse ist nicht möglich. Normaler Verschleiß beeinträchtigt die Sicherheit des Kuppelverschlusses nicht.
Um die Kupplungsköpfe zu entkuppeln, dreht eine Entkuppeleinrichtung beide Kuppelverschlüsse, das heißt die beiden Herzstücke gegen die Kraft der Federspeicher, bis die Kuppelösen aus den Mäulern der Herzstücke gleiten. Die sich verdrehenden Herzstücke sollen dabei die Klinkenstangen soweit verschieben, dass beim Trennen der Fahrzeuge ein Zurückdrehen der Herzstücke aus der überzogenen Stellung über die kuppelbereite Stellung hinaus dadurch verhindert wird, dass die Klinkenstangen in ihre Rastpositionen verbracht werden.
Entkuppeleinrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Beispielsweise weisen manuell betätigbare, mechanische Entkuppeleinrichtungen Hebel, Seile und/oder Kettenzüge auf, die auf unterschiedliche Arten von Riegeln wirken und bei Betätigung die Riegelstellung aufheben. Automatisierte Entkuppeleinrichtungen umfassen als Antrieb einen pneumatischen Zylinder oder einen elektrischen Motor, insbesondere einen Linearaktuator, welcher die Zugkupplung entkuppelt. Beispielsweise offenbart DE 29 23 195 C2 eine fernbetätigbare Entkuppeleinrichtung für eine Mittelpufferkupplung eines Schienenfahrzeugs, bei welcher ein Elektromotor über eine Kurvenscheibe eine am Hauptbolzen drehfest angeschlossenen Hebel betätigt, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. DE 40 13 521 A1 offenbart eine Kuppel- und Entkuppeleinrichtung für eine elektrische Kabelkupplung und eine mechanische Kupplung mit einem gemeinsamen Drehantrieb. EP 3 470 295 A1 offenbart einen elektrischen Linearaktuator, der über einen Hebel am Hauptbolzen angreift.
Die bekannten automatisierten Entkuppeleinrichtungen benötigen einen relativ großen Bauraum und sind außen an der automatischen Zugkupplung außerhalb des Kupplungskopfgehäuses angeordnet. Um die Entkuppeleinrichtungen vor Umwelteinflüssen zu schützen, können Einhausungen vorgesehen werden, welche die Entkuppeleinrichtungen gegenüber der Umgebung abschirmen. Nachteilig an den bekannten Ausführungsformen ist der mit diesen Einhausungen verbundene konstruktive Aufwand und der damit erforderliche vergleichsweise große Bauraum.
Ein weiterer Nachteil der bekannten automatischen Zugkupplungen liegt darin, dass nach einem Entkuppeln mit der Entkuppeleinrichtung das Herzstück ungewollt in seine gekuppelte Stellung verdreht werden kann, wenn das entsprechende Schienenfahrzeug, das die automatische Zugkupplung aufweist, im Rangierbetrieb verfahren wird. So besteht beispielsweise beim Abdrücken des Schienenfahrzeugs über einen Abrollberg bei der gerade entkuppelten automatischen Zugkupplung die Gefahr, dass diese wieder einkuppelt, bevor das Schienenfahrzeug auf den im Richtungsgleis vorgesehenen Wagen auffährt. Ein unbeabsichtigtes Einkoppeln erfordert, dass die Kupplung erneut entkuppelt wird, was mit einem zusätzlichen Zeitaufwand verbunden ist und das Rangieren stört.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, beispielsweise der vorstehend dargestellten Ausführungsform derart zu verbessern und ein Verfahren zum Entkuppeln einer automatischen Zugkupplung anzugeben, bei welchen die vorgenannten Nachteile vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine automatische Zugkupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 16 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung angegeben.
Die erfindungsgemäße automatische Zugkupplung, die insbesondere als automatische Zugkupplung eines Güterwagens eines Schienenfahrzeugs ausgeführt ist, weist einen Kupplungskopf auf, der ein Kupplungskopfgehäuse und einen Kuppelverschluss mit Arretierung umfasst. Arretierung bedeutet, dass der Kuppelverschluss zumindest in einer Stellung drehfest arretierbar ist, wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt.
Der Kuppelverschluss ist als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt, wobei das Herzstück um eine Hauptdrehachse verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung. Die Kuppelöse ist mit einem ersten Ende verdrehbar um eine Kuppelösenachse am Herzstück angeschlossen und weist ein zweites freies Ende auf.
Das Herzstück weist ein Maul auf, das zur Aufnahme eines zweiten Endes einer Kuppelöse eines gegengleichen Kupplungskopfes angeordnet ist.
Ferner ist eine elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Entkuppeleinrichtung vorgesehen, die einen Elektromotor, Hydaulikmotor oder pneumatischen Motor umfasst, der über eine Triebverbindung zumindest mittelbar am Herzstück angeschlossen ist, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. Mit der Arretierung kann das Herzstück insbesondere in der entkuppelten Stellung, der sogenannten kuppelbereiten Stellung, drehtest gehalten werden.
Erfindungsgemäß weist die Entkuppeleinrichtung eine Sperrstellung auf, in der sie ein Verdrehen des Herzstücks aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung über die Triebverbindung blockiert, wobei eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Entkuppeleinrichtung ansteuerbar ist, um diese über eine Zeitspanne dauerhaft in der Sperrstellung zu halten. Die Dauer der Zeitspanne kann beispielsweise durch eine aktive Betätigung, insbesondere mittels eines Schalters, bestimmt werden, indem beispielsweise das Halten in der Sperrstellung dann beendet wird, wenn durch den Fahrzeugführer eine Freigabe erfolgt. Prinzipiell könnte auch eine vorbestimmte Zeitspanne ausgewählt werden, die dann automatisch beendet wird.
Die erfindungsgemäße Entkuppeleinrichtung wirkt demnach durch den in ihr enthaltenen Motor und ist von der zuvor genannten Arretierung, die rein mechanisch durch gegenseitiges Anfahren von zwei automatischen Zugkupplungen wirkt, zu unterscheiden. Vielmehr ist die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Entkuppeleinrichtung zusätzlich zu der mechanischen Arretierung vorgesehen.
Bevorzugt ist die Entkuppeleinrichtung entweder vollständig innerhalb des Kupplungskopfgehäuses angeordnet, oder die Entkuppeleinrichtung ist vollständig innerhalb des Kupplungskopfgehäuses und einer sich an das Kupplungskopfgehäuse anschließenden Kupplungsstange angeordnet, also in einem Raum, der entweder allein vom Kupplungskopfgehäuse umschlossen wird oder der vom Kupplungskopfgehäuse zusammen mit einem entsprechenden Bereich der Kupplungsstange umschlossen wird.
Durch eine solche Ausgestaltung kann auf zusätzliche Einhausungen für die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Entkuppeleinrichtung verzichtet werden und zugleich kann ein guter Schutz der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Entkuppeleinrichtung vor Umwelteinflüssen gewährleitstet werden. Außerhalb des Kupplungskopfgehäuses und gegebenenfalls des entsprechenden Teils der Kupplungsstange muss kein Bauraum für die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Entkuppeleinrichtung vorgehalten werden.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass Teile der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Entkuppeleinrichtung außerhalb des Kupplungskopfgehäuse und außerhalb der Kupplungsstange angeordnet sind, wobei andere Teile der Entkuppeleinrichtung bevorzugt innerhalb des Kupplungskopfgehäuses und/oder der Kupplungsstange angeordnet sind, zum Beispiel der Motor und insbesondere das nachfolgend noch erläuterte Wellgetriebe und/oder Winkelgetriebe. Die außerhalb des Kupplungskopfgehäuses angeordneten Teile können von einer zusätzlichen Einhausung umschlossen sein.
Besonders kompakt kann die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Entkuppeleinrichtung ausgeführt werden, wenn der Motor eine Abtriebsdrehachse aufweist, die zumindest im Wesentlichen radial zur Hauptachse angeordnet ist. Die Abtriebsdrehachse zeigt demnach vorteilhaft in Richtung der Hauptachse beziehungsweise schneidet die Hauptachse oder zumindest einen um die Hauptachse verdrehbaren Hauptbolzen, der drehfest am Herzstück angeschlossen ist. Im Vergleich zu einer Motorabtriebsdrehachse, die windschief oder tangential zu einem solchen Hauptbolzen oder zur Hauptachse angeordnet ist, benötigt die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Entkuppeleinrichtung einen wesentlich schmaleren Bauraum, der sich mit seiner Längserstreckung in Richtung der Kupplungsstangenlängsachse beziehungsweise der Kupplungskopfgehäuselängsachse erstreckt und damit leicht innerhalb des Kupplungskopfgehäuses und ggf. dem angrenzenden Bereich der Kupplungsstange untergebracht werden kann.
Günstig für die kompakte Ausführungsform ist, wenn in der Triebverbindung zwischen dem Motor, insbesondere dem Elektromotor und dem Herzstück ein Winkelgetriebe vorgesehen ist. Ein solches Winkelgetriebe kann beispielsweise durch ein Antriebsritzel und ein mit diesem in verzahnten Eingriff stehendes Kronenrad gebildet werden, dessen Drehachse parallel zur Hauptachse ist. Das Antriebsritzel kann auf der Abtriebsdrehachse beziehungsweise auf einer um die Abtriebsdrehachse umlaufender Abtriebswelle des Motors, insbesondere dem Elektromotor vorgesehen sein oder koaxial zu dieser angeordnet sein und in Triebverbindung mit der Abtriebswelle des Motors stehen. Das Antriebsritzel kann auch als Kegelrad ausgeführt sein, das mit einem weiteren Kegelrad anstelle des Kronenrads kämmt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Winkelgetriebe über einen einteiligen oder mehrteiligen Gelenkhebel am Herzstück angeschlossen. Insbesondere, wenn der Gelenkhebel einteilig ist, so kann am Winkelgetriebeabtrieb ein Mitnehmer, beispielsweise in Form eines Bolzens auf einer Scheibe, vorgesehen sein, der den Gelenkhebel beim Verdrehen des Herzstücks aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung mitnimmt und ein Verdrehen des Winkelgetriebeabtriebs in die entgegengesetzte Richtung ohne Mitnahme des Gelenkhebels ermöglicht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Winkelgetriebe über einen Gelenkhebel am Herzstück angeschlossen, der wenigstens zweiteilig ist, umfassend ein erstes Hebelteil, das gelenkig am Herzstück angeschlossen ist, und ein zweites Hebelteil, das gelenkig am ersten Hebelteil und gelenkig an einem Winkelgetriebeabtrieb angeschlossen ist, wobei die Drehachsen der genannten gelenkigen Anschlüsse parallel zur Hauptachse sind. Damit kann zum einen ein kompakter Bauraum erzielt werden und zum anderen kann die notwendige Bewegungsfreiheit bei der Verdrehung des Herzstücks erreicht werden, ohne die Gefahr einer unerwünschten Blockade oder Einschränkung durch das Winkelgetriebe.
Der Winkelgetriebeabtrieb kann beispielsweise durch einen Drehhebel gebildet werden, der sich radial zur einer Winkelgetriebeabtriebsdrehachse erstreckt. Gemäß einer Ausführungsform ist ein solcher Winkelgetriebeabtrieb im Wesentlichen speichenförmig. Jedoch kommen auch ein scheibenförmiger oder kreisförmiger Winkelgetriebeabtrieb oder andere Formen in Betracht. Zwischen dem Winkelgetriebe und dem Motor kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Untersetzungsgetriebe, vorteilhaft mit einer koaxialen Anordnung von dessen Antrieb und Abtrieb vorgesehen sein. Das Winkelgetriebe kann zum Beispiel als Planetengetriebe oder Exzentergetriebe, insbesondere in Form eines Wellgetriebes, ausgeführt sein. Auch ein Differentialgetriebe kommt beispielsweise in Betracht. Der Abtrieb dieses Untersetzungsgetriebes wird dann insbesondere durch das genannte Antriebsritzel gebildet, welches den Eingang zu dem Winkelgetriebe darstellt.
Das Untersetzungsgetriebe, insbesondere in Form des Wellgetriebes, kann dann koaxial zu dem Motor beziehungsweise zu dessen Abtriebsdrehachse angeordnet sein.
Das Winkelgetriebe kann bevorzugt eine weitere Untersetzung aufweisen, um die Drehzahl in Richtung des Antriebsleistungsflusses hinter dem Winkelgetriebe nochmals zu reduzieren und bevorzugt zugleich das übertragene Drehmoment zu erhöhen. Damit kann ein besonders großes Drehmoment auf das Herzstück zum Verdrehen des Herzstücks aus seiner gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung erreicht werden.
Das Wellgetriebe und/oder das Winkelgetriebe können vom Motor oder von einer Konsole, die den Motor trägt und insbesondere plattenförmig ist, getragen werden, insbesondere ausschließlich.
Bevorzugt ist der Winkelgetriebeabtrieb um eine Winkelgetriebeabtriebsdrehachse verdrehbar zwischen einer Nullstellung und einer Auslösestellung. In der Nullstellung ermöglicht der Winkelgetriebeabtrieb eine Verdrehung des Herzstücks zwischen der gekuppelten Stellung und der entkuppelten Stellung ohne eine Behinderung durch den Winkelgetriebeabtrieb. Beim Verdrehen des Winkelgetriebeabtriebs aus der Nullstellung in die Auslösestellung treibt der Winkelgetriebeabtrieb das Herzstück an, damit sich dieses aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung verdreht. Die Länge des Gelenkhebels, insbesondere die Längen des ersten Hebelteils und des zweiten Hebelteils, sind daher bevorzugt derart gewählt, dass das Herzstück aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung verdrehbar ist und dabei der Winkelgetriebeabtrieb in der Nullstellung verbleibt. Somit kann der Bogen, den die Drehachse des gelenkigen Anschlusses des zweiten Hebelteils am Winkelgetriebeabtrieb bei der Verdrehung des Winkelgetriebeabtriebs aus der Nullstellung in die Auslösestellung überstreicht, kleiner oder gleich der kombinierten Längen des ersten Hebelteils und des zweiten Hebelteils sein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Winkelgetriebe über einen Rädertrieb zumindest mittelbar an einem Hauptbolzen angeschlossen, der in einer Triebverbindung am Herzstück angeschlossen ist. Bei der Triebverbindung kann es sich um eine einseitig drehfeste Verbindung mit einem in die Gegenrichtung wirkenden Freilauf handeln, sodass das Herzstück mit der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Entkuppeleinrichtung beziehungsweise mit deren Winkelgetriebe aus der gekuppelten Position in die entkuppelte Position verdrehbar ist, jedoch eine gegenläufige Betätigung des Winkelgetriebes ohne Drehmomentübertragung auf das Herzstück möglich ist, um ein Zurückdrehen des Herzstücks aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung freizugeben, wobei das Zurückdrehen dann jedoch wie herkömmlich über den Kuppelverschluss beziehungsweise das Zusammenfahren von zwei automatischen Zugkupplungen erfolgt. Alternativ ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die nachfolgend noch näher beschrieben wird, in einseitig wirkender Mitnehmer in der Triebverbindung zwischen dem Winkelgetriebe und dem Herzstück beziehungsweise dem Hauptbolzen vorgesehen, der die Entkuppelbewegung der Entkuppeleinrichtung auf das Herzstück überträgt und eine gegensinnige Bewegung der Entkuppeleinrichtung nicht auf das Herzstück weitergibt.
Beispielsweise weist das Winkelgetriebe auch bei dieser Ausführungsform einen um eine Winkelgetriebeabtriebsdrehachse verdrehbaren Winkelgetriebeabtrieb auf, der parallel zur Hauptachse ist und auf dem ein erstes Stirnrad angeordnet ist, das mit einem zweiten Stirnrad oder einem Stirnradsegment kämmt, das in einer Triebverbindung mit dem Hauptbolzen steht, wobei der Winkelgetriebeabtrieb zwischen einer Nullstellung und einer Auslösestellung verdrehbar ist. Insbesondere wird bei einer Verdrehung des Winkelgetriebeabtriebs aus der Nullstellung in die Auslösestellung das Herzstück aus seiner gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung verdreht, jedoch bei einem Zurückdrehen des Winkelgetriebeabtriebs aus seiner Auslösestellung in die Nullstellung die Verdrehung des Herzstücks aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung nur freigegeben, ohne dass sofort eine entsprechende Verdrehung des Herzstücks erfolgt.
Besonders bevorzugt ist eine Handbetätigungsvorrichtung vorgesehen, mit welcher das Herzstück manuell in die entkuppelte Stellung und/oder der Winkelgetriebeabtrieb in die Nullstellung verbringbar ist. Durch Verbringen des Winkelgetriebeabtriebs in die Nullstellung wird ein Blockieren der Verdrehung des Herzstücks aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung vermieden. Durch ein Verdrehen des Herzstücks in die entkuppelte Stellung ist eine Entkupplung der automatischen Zugkupplung möglich.
Bei einer sehr kompakten Ausführungsform, die zuverlässig arbeitete, weist das zweite Stirnrad oder Stirnradsegment einen Mitnehmer auf, der einen Hebel der Handbetätigungsvorrichtung, die am Hauptbolzen angreift, einseitig im Sinne eines Verdrehens des Herzstücks aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung beaufschlagt.
Bevorzugt ist die Entkuppeleinrichtung unabhängig von der Stellung des Herzstücks betätigbar, und insbesondere ist der Winkelgetriebeabtrieb sowohl in der gekuppelten Stellung als auch in der entkuppelten Stellung des Herzstücks mit dem Motor um die Winkelgetriebeabtriebsdrehachse verdrehbar.
Die Stellung der Entkuppeleinrichtung, insbesondere des Winkelgetriebeabtriebs und/oder des Gelenkhebels und/oder des zweiten Stirnrads oder Stirnradsegments, kann bevorzugt mit einem Sensor erfasst werden, um bestimmte Stellungen der Entkuppeleinrichtung überwachen zu können und/oder besser gezielt ansteuern zu können.
Die automatische Zugkupplung kann, wie eingangs dargelegt, mit einer Arretierung versehen sein, die insbesondere die dargestellte Klinkenstange und den Stempel umfasst und wie eingangs beschrieben wurde arbeitet.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug weist eine entsprechende automatische Zugkupplung der dargestellten Art auf.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Entkuppeln einer automatischen Zugkupplung sieht vor, dass das Herzstück über die Triebverbindung zwischen der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Entkuppeleinrichtung und dem Herzstück durch Antreiben des Motors mit der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Entkuppeleinrichtung aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung verdreht wird. In einem vorwählbaren Betriebsmodus wird die Entkuppeleinrichtung in der Sperrstellung gehalten und so mit der Entkuppeleinrichtung ein Verdrehen des Herzstücks aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung blockiert.
Bevorzugt kann die automatische Zugkupplung in zwei verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden, wobei ein erster Betriebsmodus mit der Steuervorrichtung einstellbar ist, in welchem die Entkuppeleinrichtung unmittelbar nach Verdrehen des Herzstücks mit der Entkuppeleinrichtung aus der gekuppelten in die entkuppelte Stellung ein Verdrehen des Herzstücks aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung wieder freigibt, insbesondere durch Verdrehen des Winkelgetriebeabtriebs aus der Auslösestellung in die Nullstellung, und ein zweiter Betriebsmodus mit der Steuervorrichtung einstellbar ist, in welchem die Entkuppeleinrichtung in der Sperrstellung gehalten wird, wie dargelegt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung;
Figur 2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung von unten;
Figur 3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung in einer Draufsicht schräg von oben;
Figur 4 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße automatische Zugkupplung;
Figur 5 eine erfindungsgemäße automatische Zugkupplung ohne das Kupplungskopfgehäuse in einer Ansicht schräg von oben;
Figur 6 die automatische Zugkupplung aus der Figur 5 mit dem Herzstück in der entkuppelten beziehungsweise kuppelbereiten Stellung;
Figur 7 die automatische Zugkupplung aus der Figur 6 mit dem Herzstück in der gekuppelten Stellung;
Figur 8 die automatische Zugkupplung aus den Figuren 6 und 7 in der entkuppelten Stellung und dem Winkelgetriebeabtrieb in der Auslösestellung;
Figuren 9a eine alternative Gestaltung des Winkelgetriebeabtriebs und des bis 9c Gelenkhebels mit dem Herzstück in der gekuppelten Stellung und entkuppelten Stellung und dem Winkelgetriebeabtrieb in der Auslösestellung und Nullstellung; Figur 10 eine alternative Ausgestaltung einer automatischen Zugkupplung in einer Ansicht von unten;
Figur 11 einen Vertikalschnitt durch die alternative Ausgestaltung der automatischen Zugkupplung;
Figur 12 eine Ansicht schräg von unten auf die alternative Ausgestaltung der automatischen Zugkupplung;
Figur 13 eine schematische seitliche Ansicht der alternativen Ausgestaltung der automatischen Zugkupplung;
Figur 14 eine weitere Ansicht von unten auf die alternative Ausgestaltung der automatischen Zugkupplung mit Bauteilen des Gehäuses in gestrichelter Liniendarstellung.
In der Figur 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung in einer entkuppelten Stellung des Kuppelverschlusses 3 beziehungsweise von dessen Herzstück 6 gezeigt. Die zugehörige Entkuppeleinrichtung ist aus den Figuren 3 bis 8 entnehmbar. Im Einzelnen weist die automatische Zugkupplung einen Kupplungskopf 1 auf, der ein Kupplungskopfgehäuse 2 sowie den Kuppelverschluss 3 umfasst. Der Kuppelverschluss 3 ist als Drehverschluss ausgeführt, mit dem Herzstück 6, an welchem eine Kuppelöse 5 verdrehbar um eine Kuppelösenachse 8 angeschlossen ist. Das Herzstück 6 wiederum ist drehbar um die Hauptachse 7. Hierzu ist das Herzstück 6 auf einem Hauptbolzen 19 gelagert und drehfest an diesem angeschlossen.
Am Hauptbolzen 19 kann, wie in der Figur 1 dargestellt ist, zum einen eine Handbetätigungsvorrichtung 20 angreifen, um den Kuppelverschluss 3 manuell zu entkuppeln. Zum anderen kann über den Hauptbolzen 19 ein Aktuator eines hier nicht näher dargestellten Ventils einer Druckluftleitung, insbesondere Bremsluftleitung HL, angesteuert werden, sodass beim Verdrehen des Kuppelverschlusses 3 in die gekuppelte Stellung das Ventil geöffnet wird und beim Verdrehen des Kuppelverschlusses 3 in die entkuppelte Stellung das Ventil geschlossen wird.
Die Kuppelöse 5 weist ein erstes Ende 5.1 auf, an welchem sie drehbar an dem Herzstück 6 angeschlossen ist, sowie ein entgegengesetztes zweites Ende 5.2, das in ein Maul 9 des Herzstücks 6 eines gegengleichen Kupplungskopfes 1 eingespannt werden kann, um die beiden Kupplungsköpfe 1 mechanisch aneinander zu verriegeln. Entsprechend weist die Kuppelöse 5 an ihrem zweiten Ende 5.2 einen hier nicht näher dargestellten Querriegel auf.
Das Herzstück 6 jedes Kupplungskopfes 1 ist entgegen der Kraft eines Federspeichers 4, der beispielsweise durch eine oder mehrere Zugfedern gebildet wird, aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung verdrehbar.
In der Figur 1 ist eine entkuppelte Stellung des Kupplungskopfes 1 beziehungsweise des Kuppelverschlusses 3 gezeigt. Bei einer solchen entkuppelten Stellung, die auch als kuppelbereite Stellung bezeichnet wird, kann es sich auch im die eingangs genannte überzogene Stellung handeln.
Wenn in der in der Figur 1 gezeigten entkuppelten Stellung des Kuppelverschlusses beziehungsweise des Herzstücks 6 zwei Kupplungsköpfe 1 aufeinander zubewegt werden, so tauchen die Kegel 21 in die Trichter 22 ein und entriegeln die Arretierung des Kuppelverschlusses 3, beispielsweise indem die Kegel 21 auf die Stempel 26 der Arretierung drücken, dabei eine Rastverbindung beispielsweise der Klinkenstangen 27 lösen, sodass die Herzstücke 6 nicht länger gegen ein Verdrehen in die gekuppelte Stellung blockiert werden und durch die Kraft beispielsweise des Federspeichers 4 sich in die gekuppelte Stellung verdrehen. Dabei rasten die in den Trichtern 22 geführten Kuppelösen 5 in die Herzstückmäuler 9 ein und die beiden Kuppelverschlüsse 3 sind ineinander verhakt. Die Kuppelverschlüsse 3 werden ausschließlich durch Zugkräfte belastet, wohingegen die Druckkräfte über die Stirnflächen 23 der Stirnplatte 24 übertragen werden.
Bei der Darstellung in der Figur 2 erkennt man, dass alle Komponenten des Kuppelverschlusses 3 innerhalb des Kupplungskopfgehäuses 2 aufgenommen sind und sich in Längsrichtung der Zugkupplung an das Kupplungskopfgehäuse 2 die Kupplungsstange 10 anschließt, welche zusätzlich zu dem Kupplungskopfgehäuse 2 einen Teil der elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 , hier den Elektromotor 12, aufnimmt.
Die Aufnahme der kompletten, elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 innerhalb des Kupplungskopfgehäuses 2 und dem sich anschließenden Bereich der Kupplungsstange 10 ergibt sich auch aus der Figur 3, welche einen Horizontalschnitt durch das Kupplungskopfgehäuse 2 und den sich anschließenden Bereich der Kupplungsstange 10 zeigt. Bei der Stellung in der Figur 3 befindet sich das Herzstück 6 dabei in der gekuppelten Stellung, in welcher das Maul 9 vergleichsweise weit innerhalb des Kupplungskopfgehäuses 2 angeordnet ist.
Die Figur 4 zeigt die Anordnung aus der Figur 3 nochmals in einem Vertikalschnitt, hier jedoch ohne die Kupplungsstange 10, die sich in Axialrichtung an das Kupplungskopfgehäuse 2 anschließt. Besonders aus der Figur 4 ist ersichtlich, dass sich an den Elektromotor 12 in der Triebverbindung zum Herzstück 6 zunächst ein Wellgetriebe (oder allgemein Untersetzungsgetriebe, insbesondere Exzentergetriebe oder Differentialgetriebe) 25 anschließt, das abtriebsseitig koaxial zur Abtriebsdrehachse 12.1 des Elektromotors ein Antriebsritzel 13 trägt, das mit einem um eine vertikale Drehachse 14.1 umlaufenden Kronenrad 14 kämmt, um das Kronenrad 14 anzutreiben. Die Drehachse 14.1 ist parallel zur Hauptachse 7, um welche der Hauptbolzen 19 zusammen mit dem Herzstück 6 verdrehbar ist. Die Abtriebsdrehachse 12.1 ist radial zur Hauptachse 7 angeordnet. Anstelle des Antriebsritzels 13 und des Kronenrads 14 kommen beispielsweise auch miteinander kämmende Kegelräder in Betracht, um ein Kegelradgetriebe auszubilden
Das Antriebsritzel 13 und das Kronenrad 14 (oder die Kegelräder) bilden gemeinsam ein Winkelgetriebe 15, das bevorzugt eine Untersetzung aufweist, ebenso wie das Wellgetriebe 25.
Die Anordnung des Elektromotors 12, des Wellgetriebes 25 und des Winkelgetriebes 15 ist auch nochmals aus der Figur 5 entnehmbar.
Der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 wird durch einen Drehhebel 17 gebildet, der um die Winkelgetriebeabtriebsdrehachse 15.2 verdrehbar ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel fallen die Winkelgetriebeabtriebsdrehachse 15.2 und die Drehachse 14.1 des Kronenrads 14 zusammen.
Mit der Verdrehung des Kronenrads 14 wird auch der Drehhebel 17 um die Winkelgetriebeabtriebsdrehachse 15.2 verdreht. Der Drehhebel 17 ist über einen Gelenkhebel 16, umfassend ein erstes Hebelteil 16.1 und ein zweites Hebelteil 16.2, am Herzstück 6 angeschlossen. Das erste Hebelteil 16.1 ist gelenkig am Herzstück 6 angeschlossen, das zweite Hebelteil 16.2 ist gelenkig am ersten Hebelteil 16.1 und gelenkig am Drehhebel 17 angeschlossen.
Die Position des Drehhebels 17 kann beispielsweise durch einen Sensor 18 erfasst werden.
Die Funktion der elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 soll nachfolgend anhand der Figuren 6 bis 8 erläutert werden. In der Figur 6 ist das Herzstück 6 in der entkuppelten Stellung gezeigt, der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 , der durch den Drehhebel 17 gebildet wird, befindet sich in seiner sogenannten Nullstellung, in welcher er ein Verdrehen des Herzstücks 6 um die Hauptachse 7 nicht behindert. Das erste Hebelteil 16.1 und das zweite Hebelteil 16.2 sind gegeneinander eingeklappt oder aneinander angefahren, das heißt sie schließen einen vergleichsweise spitzen Winkel zwischen sich ein. Wenn nun das Herzstück 6 aus der gezeigten entkuppelten Stellung in der Figur 6 in die in der Figur 7 gezeigte gekuppelte Stellung verdreht wird, kann der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 in seiner Nullstellung verbleiben und die sich vergrößernde Distanz zwischen dem Anschlussgelenk des Gelenkhebels 16 am Herzstück 6 und dem Anschlussgelenk des Gelenkhebels 16 am Winkelgetriebeabtrieb 15.1 wird durch Auseinanderklappen des ersten Hebelteils 16.1 und des zweiten Hebelteils 16.2 überbrückt. Demnach erstrecken sich in der gekuppelten Stellung des Herzstücks 6 das erste Hebelteil 16.1 und das zweite Hebelteil 16.2 vergleichsweise linear zueinander.
Um nun mit der elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung um die Hauptachse 7 zu verdrehen und damit den Kuppelverschluss 3 zu entkuppeln, wird der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 beziehungsweise der Drehhebel 17 in die in der Figur 8 gezeigte Auslösestellung durch Antrieb mit dem Elektromotor 12 verdreht. Bei dieser Verdrehung zieht der Drehhebel 17 über den Gelenkhebel 16 am Herzstück 6, sodass dieses in die entkuppelte Stellung verdreht wird.
Um nun ein erneutes Kuppeln des Kuppelverschlusses 3 zu ermöglichen, wofür das Herzstück 6 in die gekuppelte Stellung verdreht werden muss, wird der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 beziehungsweise der Drehhebel 17 erneut in seine Nullstellung verdreht, die in den Fahrzeugen 6 und 7 gezeigt ist, bevorzugt bevor das Herzstück 6 beginnt, sich in die gekuppelte Stellung zu verdrehen.
Die Figur 9a zeigt das Herzstück 6 in der gekuppelten Stellung und den Winkelgetriebeabtrieb 15.1 in seiner Nullstellung. Der Gelenkhebel 16 und der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 sind dabei abweichend zu der in den vorherigen Figuren gezeigten Ausführungsform gestaltet. So ist der Gelenkhebel 16 einteilig und einerseits gelenkig am Herzstück 6 und andererseits gelenkig am Drehhebel 17 angeschlossen. Der Drehhebel 17 am Winkelgetriebeabtrieb 15.1 wird zum Verdrehen des Herzstücks 6 aus der in der Figur 9a gezeigten gekuppelten Stellung in die in der Figur 9b gezeigte entkuppelte Stellung durch einen Mitnehmer 34 derart verdreht, dass er über den Gelenkhebel 16 am Herzstück 6 zieht, um dieses in die entkuppelte Stellung zu bewegen. Wenn nun der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 zurück in seine Nullstellung, die in den Figuren 9a und 9c gezeigt ist, gedreht wird, so erfolgt dies durch Rückdrehen des Mitnehmers 34, der drehtest am Winkelgetriebeabtrieb 15.1 angeordnet ist, sodass sich dieser vom Drehhebel 17, der verdrehbar am Winkelgetriebeabtrieb 15.1 angeordnet ist, entfernt und, wie in der Figur 9c gezeigt ist, ein Zurückdrehen des Herzstücks 6 in die gekuppelte Stellung, bei welchem Zurückdrehen auch der Drehhebel 17 über den Gelenkhebel 16 zurückgedreht werden muss, nicht blockiert.
In der Figur 10 ist eine Ansicht von unten auf das Kupplungskopfgehäuse 2 einer alternativen Gestaltung einer automatischen Zugkupplung gezeigt. Die Funktion der automatischen Zugkupplung kann entsprechend der Beschreibung zu der Figur 1 sein. Die Kupplungsstange 10, welche den Elektromotor 12 aufnimmt, ist in gestrichelter Linie gezeigt.
Anders als im vorherigen Ausführungsbeispiel sind Teile der elektrisch betätigbaren Entkuppeleinrichtung 11 in einer separaten Einhausung 31 unterhalb des Kupplungskopfgehäuses 2 angeordnet. Dies ist besonders auch aus der Figur 11 ersichtlich. Unterhalb der Einhausung 31 sind Teile der Handbetätigungsvorrichtung 20 vorgesehen, die unten am Hauptbolzen 19 angeschlossen ist. Die Teile der Handbetätigungsvorrichtung 20 ergeben sich auch aus der Darstellung in der Figur 14, in der auch die Bauteile der elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 gezeigt sind.
Die in den Figuren 10 bis 14 gezeigte alternative Ausführungsform unterscheidet sich durch die Gestaltung der elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 von der zuvor anhand der Figuren 2 bis 8 erläuterten Ausführungsform. Ausgehend vom Elektromotor 12 bis zum Kronenrad 14 entsprechen sich die Ausführungsformen jedoch.
Der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 , der um die Winkelgetriebeabtriebsdrehachse 15.2 verdrehbar ist, trägt ein erstes Stirnrad 29, das mit einem Stirnradsegment 30 kämmt, das zumindest in Drehrichtung des Herzstücks 6 aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung drehmomentübertragend am Hauptbolzen 19 angeschlossen ist. Eine solche einseitige Drehmomentübertragung kann durch einen Freilauf erreicht werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird diese Drehmomentübertragung durch einen Mitnehmer 32 erzielt, der ortsfest am Stirnradsegment 30 (oder einem entsprechenden zweiten Stirnrad) angeschlossen ist und den Hebel 33 der Handbetätigungsvorrichtung 20 mitnimmt, wenn der Winkelgetriebeabtrieb 15.1 aus seiner Nullstellung in die Auslösestellung verdreht wird. Der Hebel 33 ist entsprechend drehfest am Hauptbolzen 19 angeschlossen. Prinzipiell wäre jedoch auch der Anschluss dieses Hebels 33 oder eines anderen Hebels, der vom Mitnehmer 32 mitgenommen wird, am Herzstück e möglich.
Da der Mitnehmer 32 einseitig wirkt, ist ohne weiteres ein Rückdrehen des Winkelgetriebes 15 möglich, ohne dass gleichzeitig das Herzstück 6 in seine gekuppelte Stellung bewegt wird. Somit verbleibt das Herzstück in der entkuppelten Stellung bis der Kuppelverschluss 3 durch Anfahren einer gegengleichen Zugkupplung beziehungsweise eines gegengleichen Kuppelverschlusses in die gekuppelte Stellung verbracht wird.
Im Übrigen wird bezüglich der Funktionsweise der automatischen Zugkupplung beziehungsweise der elektrisch betätigten Entkuppeleinrichtung 11 auf die Beschreibung der Figuren 1 bis 9 verwiesen.
Obwohl die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in vorteilhafter Weise mit Elektromotor dargestellt wurde, kommt anstelle des Elektromotors auch ein anderer Motor in Betracht, beispielsweise Hydraulikmotor oder pneumatischer Motor. Bezugszeichenliste
1 Kupplungskopf
2 Kupplungskopfgehäuse
3 Kuppelverschluss
4 Federspeicher
5 Kuppelöse
5.1 erstes Ende
5.2 zweites Ende
6 Herzstück
7 Hauptachse
8 Kuppelösenachse
9 Maul
10 Kupplungsstange
11 elektrisch betätigte Entkuppeleinrichtung
12 Elektromotor
12.1 Abtriebsdrehachse
13 Antriebsritzel
14 Kronenrad
14.1 Drehachse
15 Winkelgetriebe
15.1 Winkelgetriebeabtrieb
15.2 Winkelgetriebeabtriebsdrehachse
16 Gelenkhebel
16.1 erstes Hebelteil
16.2 zweites Hebelteil
17 Drehhebel
18 Sensor
19 Hauptbolzen
20 Handbetätigungsvorrichtung
21 Kegel
22 Trichter 23 Stirnfläche
24 Stirnplatte
25 Wellgetriebe
26 Stempel 27 Klinkenstange
28 Steuervorrichtung
29 erstes Stirnrad
30 Stirnradsegment
31 Einhausung 32 Mitnehmer
33 Hebel
34 Mitnehmer

Claims

23
Patentansprüche
1. Automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kupplungskopf (1 ), der ein Kupplungskopfgehäuse (2) und einen Kuppelverschluss (3) mit Arretierung umfasst, wobei der Kuppelverschluss (3) als Drehverschluss mit einer Kuppelöse (5) und einem Herzstück (6) ausgeführt ist, wobei das Herzstück (6) um eine Hauptachse (7) verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung, die Kuppelöse (5) mit einem ersten Ende (5.1 ) verdrehbar um eine Kuppelösenachse (8) am Herzstück (6) angeschlossen ist und ein zweites freies Ende (5.2) aufweist; und das Herzstück (6) ein Maul (9) aufweist, das zur Aufnahme eines zweiten Endes (5.2) einer Kuppelöse (5) eines gegengleichen Kupplungskopfes (1 ) angeordnet ist; mit einer elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Entkuppeleinrichtung (11), die einen Elektromotor (12) oder Hydraulikmotor oder pneumatischen Motor umfasst, der über eine Triebverbindung zumindest mittelbar am Herzstück (6) angeschlossen ist, um das Herzstück (6) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen; dadurch gekennzeichnet, dass die Entkuppeleinrichtung (11 ) eine Sperrstellung aufweist, in der sie ein Verdrehen des Herzstücks (6) aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung über die Triebverbindung blockiert, wobei eine Steuervorrichtung (28) vorgesehen ist, mit welcher die Entkuppeleinrichtung (11 ) ansteuerbar ist, um diese über eine Zeitspanne dauerhaft in der Sperrstellung zu halten.
2. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Motor, insbesondere Elektromotor (12), eine Abtriebsdrehachse (12.1 ) aufweist, die zumindest im Wesentlichen radial zur Hauptachse (7) angeordnet ist. 3. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Triebverbindung zwischen dem Motor, insbesondere Elektromotor (12), und dem Herzstück (6) ein Winkelgetriebe (15) vorgesehen ist.
4. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsdrehachse (12.1) ein Antriebsritzel (13) aufweist oder koaxial zu diesem und dieses antreibend angeordnet ist, welches in einem verzahnten Eingriff mit einem Kronenrad (14) oder Kegelrad steht, dessen Drehachse (14.1 ) parallel zur Hauptachse (7) ist, um das Winkelgetriebe (15) auszubilden.
5. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Motor, insbesondere Elektromotor (12), und dem Winkelgetriebe (15) ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere in Form eines koaxial zur Abtriebsdrehachse (12.1) angeordneten Exzentergetriebes, insbesondere Wellgetriebes (25), angeordnet ist.
6. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (15) über einen Gelenkhebel (16) am Herzstück (6) angeschlossen ist, wobei der Gelenkhebel (16) wenigstens zweiteilig ist, umfassend ein erstes Hebelteil (16.1 ), das gelenkig am Herzstück (6) angeschlossen ist, und ein zweites Hebelteil (16.2), das gelenkig am ersten Hebelteil (16.1 ) und gelenkig an einem Winkelgetriebeabtrieb (15.1 ) angeschlossen ist, wobei die Drehachsen der gelenkigen Anschlüsse parallel zur Hauptachse (7) sind.
7. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelgetriebeabtrieb (15.1) durch einen Drehhebel (17) gebildet wird, der sich radial zu einer Winkelgetriebeabtriebsdrehachse (15.2) erstreckt. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (15) über einen Gelenkhebel (16) am Herzstück (6) angeschlossen ist, wobei der Gelenkhebel (16) einteilig oder mehrteilig ist und der Winkelgetriebeabtrieb (15) einen Mitnehmer (34) und einen Drehhebel (17) umfasst, der Drehhebel (17) gelenkig am Gelenkhebel (16) angeschlossen ist und mit dem Mitnehmer (34) in Wirkverbindung steht, um den Drehhebel (17) zur Verdrehung des Herzstücks (6) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung mitzunehmen und ein Verdrehen des Winkelgetriebeabtriebs (15.1 ) in die hierzu entgegengesetzte Richtung den Drehhebel (17) freizugeben. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelgetriebeabtrieb (15.1) um eine Winkelgetriebeabtriebsdrehachse (15.2) verdrehbar ist zwischen einer Nullstellung und einer Auslösestellung, und die Länge des Gelenkhebels (16), insbesondere die Längen des ersten Hebelteils (16.1 ) und des zweiten Hebelteils (16.2), derart gewählt sind, dass das Herzstück (6) aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung verdrehbar ist und dabei der Winkelgetriebeabtrieb (15.1 ) in der Nullstellung verbleibt. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (15) über einen Rädertrieb zumindest mittelbar an einem Hauptbolzen (19) angeschlossen ist, der in einer Triebverbindung am Herzstück (6) angeschlossen ist. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (15) einen um eine Winkelgetriebeabtriebsdrehachse (15.2) verdrehbaren
Winkelgetriebeabtrieb (15.1 ) aufweist, der parallel zur Hauptachse (7) ist und auf dem ein erstes Stirnrad (29) angeordnet ist, das mit einem zweiten Stirnrad oder einem Stirnradsegment (30) kämmt, das in einem Drehantrieb mit dem Hauptbolzen (19) steht, wobei der Winkelgetriebeabtrieb (15.1) zwischen einer Nullstellung und einer Auslösestellung verdrehbar ist. 26
12. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Handbetätigungsvorrichtung (20) vorgesehen ist, mit welcher das Herzstück (6) manuell in die entkuppelte Stellung und/oder der Winkelgetriebeabtrieb (15.1 ) in die Nullstellung verbringbar ist.
13. Automatische Zugkupplung gemäß den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stirnrad oder Stirnradsegment (30) einen Mitnehmer (32) aufweist, der einen Hebel (33) der Handbetätigungsvorrichtung (20), die am Hauptbolzen (19) angreift, einseitig im Sinne eines Verdrehens des Herzstücks (6) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung beaufschlagt.
14. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (18) vorgesehen ist, der eine Stellung der Entkuppeleinrichtung (11 ), insbesondere des Winkelgetriebeabtriebs (15.1 ) und/oder des Gelenkhebels (16) und/oder des zweiten Stirnrads oder Stirnradsegments (30), erfasst.
15. Schienenfahrzeug mit einer automatischen Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Verfahren zum Entkuppeln einer automatischen Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Herzstück (6) über die Triebverbindung durch Antreiben des Motors, insbesondere Elektromotors (12), mit der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Entkuppeleinrichtung (11 ) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung verdreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorwählbaren Betriebsmodus die Entkuppeleinrichtung (11 ) in der Sperrstellung gehalten wird und mit der Entkuppeleinrichtung (11) ein Verdrehen des Herzstücks (6) aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung blockiert wird. 27 Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Betriebsmodus mit der Steuervorrichtung (28) einstellbar ist, in welchem die Entkuppeleinrichtung (11 ) unmittelbar nach dem Verdrehen des Herzstücks (6) mit der Entkuppeleinrichtung (11 ) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung ein Verdrehen des Herzstücks (6) aus der entkuppelten Stellung in die gekuppelte Stellung wieder freigibt, insbesondere durch Verdrehen des Winkelgetriebeabtriebs (15.1 ) aus der Auslösestellung in die Nullstellung, und ein zweiter Betriebsmodus mit der Steuervorrichtung (28) einstellbar ist, in welchem die Entkuppeleinrichtung (11 ) in der Sperrstellung gehalten wird.
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