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Title:
AUTOMATIC TRAIN COUPLING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/061686
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an automatic train coupling with a coupling head which comprises a coupling lock with a latch, wherein the coupling lock is configured as a rotary lock with a coupling eye and a central piece, and the central piece can be rotated about a main axis between a coupled position and a decoupled position. The coupling eye has a first end, which is connected to the central piece in a rotatable manner about a coupling eye axis, and a second free end, and the central piece has jaws which are designed to receive the second end of a coupling eye of a mating coupling head. The automatic train coupling comprises a decoupling device which comprises a motor that is connected to the central piece via a drive connection in order to rotate the central piece out of the coupled position and into the decoupled position. The latch of the coupling lock is designed to be released by moving the mating coupling head against the coupling head in order to rotate the central piece about the main axis out of the decoupled position or a coupling-ready position, which is offset relative to the decoupled position in the direction of the coupled position, and into the coupled position. The automatic train coupling according to the invention is characterized by a locking mechanism which can be actuated in a selective manner, said locking mechanism being activatable in the decoupled or coupled position of the central piece in order to block a rotation of the central piece out of the decoupled position or the coupling-ready position and into the coupled position when the latch of the coupling lock is released. Figure 1a

Inventors:
KOLSHORN DR KAY UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/074963
Publication Date:
March 28, 2024
Filing Date:
September 12, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
B61G3/18
Foreign References:
DE102021132991A12022-06-15
DE102021132991A12022-06-15
DE102019102455A12020-08-06
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH - PATENTABTEILUNG (DE)
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Claims:
Patentansprüche Automatische Zugkupplung mit einem Kupplungskopf (1 ), der einen Kuppelverschluss (2) mit Arretierung umfasst, wobei der Kuppelverschluss (2) als Drehverschluss mit einer Kuppelöse (3) und einem Herzstück (4) ausgeführt ist, wobei das Herzstück (4) um eine Hauptachse (5) verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung, die Kuppelöse (3) mit einem ersten Ende (3.1) verdrehbar um eine Kuppelösenachse (6) am Herzstück (4) angeschlossen ist und ein zweites freies Ende (3.2) aufweist, und das Herzstück (4) ein Maul (7) aufweist, das zur Aufnahme eines zweiten Endes (3.2) einer Kuppelöse (3) eines gegengleichen Kupplungskopfes (1 ) angeordnet ist; mit einer Entkuppeleinrichtung (8), die einen Motor (9) umfasst, der über eine Triebverbindung am Herzstück (4) angeschlossen ist, um das Herzstück (4) aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen; wobei die Arretierung des Kuppelverschlusses (2) ausgeführt ist, um durch Anfahren des gegengleichen Kupplungskopfes (1) an den Kupplungskopf (1) gelöst zu werden, um das Herzstück (4) aus der entkuppelten Stellung oder einer gegenüber der entkuppelten Stellung in Richtung der gekuppelten Stellung versetzten kuppelbereiten Stellung um die Hauptachse (5) in die gekuppelte Stellung zu verdrehen; gekennzeichnet durch einen wahlweisen betätigbaren Verriegelungsmechanismus (10), der in der entkuppelten Stellung oder der kuppelbereiten Stellung des Herzstücks (4) aktivierbar ist, um eine Drehung des Herzstücks (4) bei gelöster Arretierung des Kupplungsverschlusses (1 ) aus der entkuppelten Stellung oder kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung zu blockieren.

2. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierung des Kuppelverschlusses (1 ) einen Stempel (11) und eine Klinkenstange (12) umfasst, wobei die Klinkenstange (12) zumindest mittelbar am Herzstück (4) angeschlossen ist und eine durch Betätigen des Stempels (11 ) lösbare Raststellung aufweist, in der sie das Herzstück (4) gegen Verdrehen aus der entkuppelten Stellung oder kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung blockiert, wobei der Stempel (11 ) durch Anfahren des gegengleichen Kupplungskopfes (1 ) an den Kupplungskopf (1 ) betätigbar ist.

3. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (10) einen Aktuator (13) und einen Sperrriegel (14) umfasst und der Sperrriegel (14) durch den Aktuator (13), insbesondere entgegen der Kraft eines Federelementes (21 ), zwischen einer Sperrstellung, in der er eine Drehung des Herzstücks (4) bei gelöster Arretierung des Kuppelverschlusses (1 ) blockiert, und einer Freigabestellung, in der er eine Drehung des Herzstücks (4) bei gelöster Arretierung des Kuppelverschlusses (1 ) freigibt, verlagerbar ist.

4. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) einen elektromagnetischen Antrieb aufweist.

5. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb aufweist.

6. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuator (13) durch den Motor (9) der Entkuppeleinrichtung (8) antreibbar ist. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkuppeleinrichtung (8) ein mit dem Motor (9) um eine Drehachse (5) verdrehbares Drehglied, insbesondere in Form eines Drehhebels (16), umfasst, der am Herzstück (4) zu dessen Verdrehung aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zumindest mittelbar angeschlossen ist. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrriegel (14) an der Entkuppeleinrichtung (8), insbesondere an dem Drehglied, angreift. Automatische Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrriegel (14) an dem Herzstück (4) oder einem in Drehrichtung um die Hauptachse (5) starr an dem Herzstück (4) angeschlossenen Arm (18) angreift. Automatische Zugkupplung gemäß den Ansprüchen 6 und 7 und insbesondere einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkuppeleinrichtung (8) einen vom Motor (9) angetriebenen Mitnehmer (19) umfasst, der vom Motor (9) angetrieben das Drehglied verdreht, und dass zwischen Mitnehmer (19) und Drehglied ein Drehspiel vorgesehen ist, sodass in der entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung des Herzstücks (4) der Mitnehmer (19) relativ zum Drehglied bewegbar ist, insbesondere um die Drehachse (15) verdrehbar ist, und dass der Mitnehmer (19) in Triebverbindung mit dem Aktuator (13) steht, um diesen innerhalb des Drehspiels zum Verlagern des Sperrriegels (14) in die Sperrstellung zu betätigen. Automatische Zugkupplung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (19) als Drehelement ausgeführt ist, an welchem der Aktuator (13) in Form eines Betätigungsarms (20) angeschlossen ist und/oder durch welches der Aktuator (13) in Form eines Betätigungsarms (20) verdreht wird. Schienenfahrzeug mit einer automatischen Zugkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 .

Description:
Automatische Zugkupplung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Zugkupplung, insbesondere für einen Güterwagen eines Schienenfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Eine gattungsgemäße Zugkupplung wird in DE 10 2021 132 991 A1 offenbart. Eine solche automatische Zugkupplung weist einen Kupplungskopf auf, der einen Kuppelverschluss mit Arretierung umfasst, wobei der Kuppelverschluss als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt ist und das Herzstück um eine Hauptachse verdrehbar ist zwischen einer gekuppelten Stellung und einer entkuppelten Stellung. Die Kuppelöse ist mit einem ersten Ende verdrehbar am Herzstück angeschlossen und weist ein zweites freies Ende auf, das dazu bestimmt ist, beim Zusammenfahren des Kupplungskopfes und eines gegengleichen Kupplungskopfes in ein Maul des Herzstücks des gegengleichen Kupplungskopfes einzutauchen und dadurch das Herzstück aus der entkuppelten Stellung oder einer etwas gegenüber der entkuppelten Stellung in Richtung der gekuppelten Stellung versetzten kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung um die Hauptachse zu verdrehen. Entsprechend taucht auch das freie Ende der Kuppelöse des gegengleichen Kupplungskopfes in ein Maul des Herzstücks des gattungsgemäßen Kupplungskopfes ein, um das Herzstück um die Hauptachse aus der entkuppelten Stellung oder der kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung zu verdrehen.

In der gekuppelten Stellung werden die Herzstücke durch einen Federspeicher und durch das wechselseitige Verhaken der Herzstücke und der Kuppelösen, sowie die Druckanlage zwischen den Stirnplatten der Zugkupplungen gehalten. Der Ablauf beim Kuppeln und Entkuppeln wird beispielsweise in DE 10 2019 102 455 A1 beschrieben. Zum Verbringen eines Herzstücks in die entkuppelte Stellung ist, wie in DE 10 2021 132 991 A1 beschrieben wird, eine Entkuppeleinrichtung mit einem Motor vorgesehen, der über eine Triebverbindung am Herzstück angeschlossen ist, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung zu verdrehen. In der entkuppelten Stellung beziehungsweise nach einem geringfügigen Zurückdrehen des Herzstücks in die kuppelbereite Stellung kann das Herzstück durch eine an diesem angeschlossene Klinkenstange, die beim Verbringen des Herzstücks in die entkuppelte Stellung beziehungsweise die kuppelbereite Stellung in einer Raststellung einrastet, gehalten werden. Ferner ist ein Stempel vorgesehen, mit dem die Arretierung der Klinkenstange gelöst werden kann, wenn der gegengleiche Kupplungskopf beim Zusammenfahren der Kupplungsköpfe auf den Stempel drückt, sodass das Herzstück insbesondere durch den Federspeicher und die Druckkraft der in das Maul des Herzstücks eintauchenden Kuppelöse in die gekuppelte Stellung verdreht wird und dort gehalten wird.

Wenn nun der Kupplungskopf beziehungsweise das Herzstück der gattungsgemäßen automatischen Zugkupplung in der entkuppelten Stellung oder auch der gegebenenfalls zusätzlich hierzu vorgesehenen kuppelbereiten Stellung, das heißt wieder kuppelbereit, gehalten wird, um beim erneuten Kontakt zweier Zugkupplungen beziehungsweise zweier Kupplungsköpfe automatisch wieder zu kuppeln, so kann dieses automatische erneute Kuppeln beim Schiebebetrieb von Schienenfahrzeugen, zum Beispiel am Ablaufberg, unerwünscht sein. Bei einem solchen Schiebebetrieb werden die Wagen eines Zugs, wobei vorliegend jeder Wagen als Schienenfahrzeug bezeichnet wird, vor oder am Berg entkuppelt und sollen anschließend zielgerichtet in das vorgesehene Richtungsgleis abrollen. Hierfür ist es erforderlich, dass die Zugkupplungen sicher getrennt bleiben, bis sie auf den nächsten Wagen, d.h. das nächste Schienenfahrzeug im Richtungsgleis hinter dem Ablaufberg auftreffen. Ein erneutes ungewolltes Kuppeln vor dem Abrollen soll sicher verhindert werden. Hierfür kann das jeweilige Herzstück mit der Entkuppeleinrichtung in der entkuppelten Stellung oder der kuppelbereiten Stellung gehalten werden, wobei die Entkuppeleinrichtung sozusagen fortdauernd betätigt wird, um eine sogenannte Pufferstellung beizubehalten. Ein erneutes Verbringen des Herzstücks in die gekuppelte Stellung ist somit so lange nicht möglich, wie die genannte Pufferstellung, in der die Entkuppeleinrichtung aktiv betätigt wird, nicht aufgehoben wird. Auch mit der genannten Klinkenstange in ihrer Raststellung kann das Herzstück in der gewünschten entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung gehalten werden.

Problematisch ist jedoch, dass im Richtungsgleis eine Zugkupplung, die in der Pufferstellung gehalten wird, auf eine Zugkupplung treffen kann, die sich in der gekuppelten Stellung befindet. Demnach kann, wenn eine solche automatische Zugkupplung ein Herzstück umfasst, dieses in die gekuppelte Stellung verdreht sein und die Kuppelöse ragt entsprechend weit aus dem Kupplungskopf, beispielsweise vor die Stirnplatte, hervor. Wenn nun die Zugkupplung in der Pufferstellung mit der Zugkupplung, die sich in der gekuppelten Stellung befindet, kontaktiert wird, stößt das freie Ende der Kuppelöse der Zugkupplung in der gekuppelten Stellung in das Maul des Herzstücks der Zugkupplung in der entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung und übt eine entsprechend verdrehende Kraft oder Stoß auf das Herzstück in der entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung im Sinne eines Verdrehens aus der entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung aus. Wenn dabei gleichzeitig durch die Zugkupplung in der gekuppelten Stellung bei der Kupplung in der entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung der Stempel, der die Klinkenstange aus ihrer Raststellung löst, betätigt wird, kann auch die Klinkenstange das Herzstück nicht mehr gegen Verdrehen aus der entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung sichern. Somit wird eine vergleichsweise große Stoßkraft auf die Entkuppeleinrichtung übertragen, die in Triebverbindung mit dem Herzstück steht und, wodurch die Entkuppeleinrichtung beschädigt werden kann oder zumindest einem übermäßigen Verschleiß unterliegt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Zugkupplung der dargestellten Bauweise derart zu verbessern, dass die Übertragung einer solchen Stoßkraft auf die Entkuppeleinrichtung auch dann vermieden wird, wenn die automatische Zugkupplung, die sich in der entkuppelten oder kuppelbereiten Stellung befindet, auf eine gegengleiche Zugkupplung, die sich in der gekuppelten Stellung befindet, auftrifft.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine automatische Zugkupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung, sowie ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung an.

Eine erfindungsgemäße automatische Zugkupplung weist einen Kupplungskopf auf, der einen Kuppelverschluss mit Arretierung umfasst. Der Kuppelverschluss ist als Drehverschluss mit einer Kuppelöse und einem Herzstück ausgeführt. Das Herzstück ist um eine Hauptachse verdrehbar 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 zweite freie Ende weist beispielsweise einen Riegel auf, um mit dem Herzstück eines gegengleichen Kupplungskopfes verriegelt zu werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die entkuppelte Stellung zugleich eine sogenannte kuppelbereite Stellung. Das heißt, dass der Kuppelverschluss beziehungsweise dessen Herzstück zum Entkuppeln in die entkuppelte Stellung verbracht wird und anschließend in dieser Stellung gehalten wird, bis wieder ein gegengleicher Kupplungskopf angefahren wird um mit dem Kupplungskopf gekuppelt, das heißt mechanisch verriegelt zu werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform, wie sie die vorliegende Erfindung insbesondere betrifft, ist zusätzlich zu der gekuppelten Stellung und der entkuppelten Stellung eine kuppelbereite Stellung des Kupplungskopfes beziehungsweise des Herzstückes vorgesehen. Das Herzstück kann demnach um die Hauptachse wahlweise in die gekuppelte, die entkuppelte und die kuppelbereite Stellung verdreht werden. In der Regel ist die kuppelbereite Stellung eine Drehposition des Herzstücks zwischen der gekuppelten Stellung und der entkuppelten Stellung und liegt insbesondere dichter, meist deutlich dichter an der entkuppelten Stellung als an der gekuppelten Stellung. Insbesondere wird das Herzstück aus der entkuppelten Stellung um einige Grad zurück in Richtung der gekuppelten Stellung um die Hauptachse verdreht, um die kuppelbereite Stellung zu erreichen und dort in der kuppelbereiten Stellung, wie nachfolgend noch erläutert wird, arretiert, beispielsweise mit einer Klinkenstange.

Das Herzstück weist ein Maul auf, das zur Aufnahme des zweiten Endes einer Kuppelöse des gegengleichen Kupplungskopfes angeordnet ist. Der gegengleiche Kupplungskopf kann baugleich zum erfindungsgemäßen Kupplungskopf ausgeführt sein. Es kommen jedoch auch andere Ausführungsformen in Betracht, die mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Kupplungskopf kompatibel sind, somit in der Lage sind, mit einer Kuppelöse in das Maul des Herzstücks einzugreifen und die Kuppelöse des erfindungsgemäßen Kupplungskopfes verriegelnd aufzunehmen.

Die erfindungsgemäße automatische Zugkupplung weist eine Entkuppeleinrichtung auf, die einen Motor umfasst, der über eine Triebverbindung am Herzstück angeschlossen ist, um das Herzstück aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung und gegebenenfalls, insbesondere zurück, in die kuppelbereite Stellung zu verdrehen. Die Entkuppeleinrichtung kann insbesondere so ausgeführt sein, wie in DE 10 2021 132 991 A1 beschrieben wird. Die Arretierung des Kuppelverschlusses des Kupplungskopfes der erfindungsgemäßen automatischen Zugkupplung ist ausgeführt, um durch Anfahren des gegengleichen Kupplungskopfes an den Kupplungskopf gelöst zu werden, um das Herzstück aus der entkuppelten Stellung und/oder der kuppelbereiten Stellung um die Hauptachse in die gekuppelte Stellung zu verdrehen. Beispielsweise umfasst die Arretierung des Kuppelverschlusses einen Stempel und eine Klinkenstange, wobei die Klinkenstange zumindest mittelbar am Herzstück angeschlossen ist und eine durch Betätigen des Stempels lösbare Raststellung aufweist, in der die Klinkenstange das Herzstück gegen Verdrehen aus der entkuppelten Stellung und/oder der kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung blockiert, wobei der Stempel durch Anfahren des gegengleichen Kupplungskopfes an den Kupplungskopf betätigbar ist, um die Raststellung der Klinkenstange zu lösen.

Erfindungsgemäß umfasst die automatische Zugkupplung beziehungsweise deren Kupplungskopf einen wahlweise betätigbaren Verriegelungsmechanismus, der in der entkuppelten Stellung und/oder der kuppelbereiten Stellung des Herzstücks aktivierbar ist, somit wahlweise betätigbar ist, um eine Drehung des Herzstücks bei gelöster Arretierung des Kuppelverschlusses aus der entkuppelten Stellung und/oder der kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung zu blockieren. Ein solcher Verriegelungsmechanismus ist somit zusätzlich zu der Arretierung des Kuppelverschlusses, beispielsweise mit der Klinkenstange, vorgesehen.

Durch die Erfindung ist es möglich, dass automatische Wiedereinkuppeln der Zugkupplung in der entkuppelten Stellung beziehungsweise der sogenannten kuppelbereiten Stellung aktiv zu blockieren, indem die sonst erfolgende Verdrehung des Herzstücks, nachdem diese beispielsweise durch Lösen der Klinkenstange aus ihrer Raststellung freigegeben wurde, mechanisch blockiert wird, indem der Verriegelungsmechanismus gezielt betätigt wird. Dadurch, dass die Verdrehung des Herzstücks mechanisch blockiert wird, wird eine Stoßbelastung der Entkuppeleinrichtung, insbesondere von deren Motor, verhindert, selbst dann, wenn die Klinkenstange aus ihrer Raststellung gelöst wurde.

Bevorzugt weist der Verriegelungsmechanismus einen Aktuator und einen Sperrriegel auf, wobei der Sperrriegel durch den Aktuator, insbesondere entgegen der Kraft eines Federelementes, beispielsweise einer Zugfeder oder Druckfeder, zwischen einer Sperrstellung, in der der Aktuator eine Drehung des Herzstücks bei gelöster Arretierung des Kuppelverschlusses blockiert, und einer Freigabestellung, in der der Aktuator eine Drehung des Herzstücks bei gelöster Arretierung des Kuppelverschlusses freigibt, verlagerbar ist. Somit kann der Aktuator unmittelbar mechanisch beziehungsweise anliegend an dem Herzstück oder an einem in der Drehrichtung drehstarr an diesem angeschlossenen Bauteil oder auch an der Entkuppeleinrichtung angreifen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Aktuator einen elektromagnetischen Antrieb auf. Ein solcher Verriegelungsmechanismus ist dann besonders leicht auch nachträglich an dem Kupplungskopf montierbar und es sind nur geringe Modifikationen an bestehenden Kupplungsköpfen notwendig. Ein solcher elektromagnetisch angetriebener Aktuator kann gemäß einer Ausführungsform auch ohne ein Federelement auskommen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Aktuator einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb auf. Solche Antriebe bieten eine zuverlässige Betätigung und der Aktuator ist wiederum leicht in den Kupplungskopf integrierbar.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Aktuator durch den Motor der Entkuppeleinrichtung angetrieben. Damit kann auf einen zusätzlichen Antrieb für den Aktuator verzichtet werden. Die Entkuppeleinrichtung weist insbesondere ein mit dem Motor um eine Drehachse verdrehbares Drehglied, insbesondere in Form eines Drehhebel auf, das/der am Herzstück zur Verdrehung des Herzstücks aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung und gegebenenfalls auch die abweichende kuppelbereite Stellung angeschlossen ist.

Der Sperrriegel kann an der Entkuppeleinrichtung, insbesondere an dem Drehglied oder dem Drehhebel, angreifen, um dadurch mittelbar die Drehung des Herzstücks, wie gewünscht, aus der entkuppelten Stellung und/oder der kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung und eine Kraftübertragung von ungünstigen Stoßkräften auf empfindliche Bauteile der Entkuppeleinrichtung, beispielsweise den Motor, zu vermeiden. Solche Druckstöße können dann vielmehr durch den Sperrriegel aufgenommen werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform greift der Sperrriegel an dem Herzstück oder einem in Drehrichtung um die Hauptachse starr am Herzstück angeschlossenen Arm an. Damit kann ebenfalls die unerwünschte Stoßkraftübertragung auf empfindliche Bauteile der Entkuppeleinrichtung verhindert werden, weil der Sperrriegel entsprechend eine solche Stoßkraft ableitet.

Bevorzugt weist die Entkuppeleinrichtung einen vom Motor angetriebenen Mitnehmer auf, der vom Motor angetrieben das Drehglied verdreht. Zwischen dem Mitnehmer und dem Drehglied kann dann ein Drehspiel vorgesehen sein, sodass in der entkuppelten Stellung des Herzstücks der Mitnehmer relativ zum Drehglied bewegbar ist, insbesondere um die Drehachse, um die das verdrehbare Drehglied verdrehbar ist, verdrehbar ist. Der Mitnehmer kann dann in Triebverbindung mit dem Aktuator stehen, um diesen innerhalb des genannten Drehspiels zum Verlagern des Sperrriegels in die Sperrstellung zu betätigen, ohne dass dabei das Drehglied verdreht wird. Bevorzugt ist der Mitnehmer als Drehelement ausgeführt, an welchem der Aktuator in Form eines Betätigungsarms angeschlossen ist und/oder durch welches der Aktuator in Form eines Betätigungsarms verdreht wird. Ein solcher Betätigungsarm kann dann beispielsweise durch seine Verdrehung am Sperrriegel angreifen und diesen aus der Freigabestellung in die Sperrstellung verschieben, verkippen oder verdrehen. Der Betätigungsarm kann eine Stößelform, eine Hakenform oder auch eine andere Form, beispielsweise Drehhebelform aufweisen.

Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug weist eine erfindungsgemäße automatische Zugkupplung der hier dargestellten Gestaltung auf.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.

Es zeigen:

Figur 1a eine automatische Zugkupplung in der gekuppelten Stellung;

Figur 1 b die automatische Zugkupplung aus der Figur 1 a in der entkuppelten Stellung;

Figur 1c die automatische Zugkupplung aus den Figuren 1a, 1 b in der kuppelbereiten Stellung;

Figur 2 die automatische Zugkupplung mit einer ersten Ausführungsform eines Verriegelungsmechanismus in der Sperrstellung;

Figur 3a die automatische Zugkupplung mit einer zweiten Ausführungsform des Verriegelungsmechanismus in der Sperrstellung;

Figur 3b die automatische Zugkupplung aus der Figur 3a mit dem Verriegelungsmechanismus in der Freigabestellung;

Figur 4a die automatische Zugkupplung mit einer dritten Ausführungsform des Verriegelungsmechanismus in der Sperrstellung; Figur 4b die automatische Zugkupplung aus der Figur 4a mit dem Verriegelungsmechanismus in der Freigabestellung;

Figur 5a die automatische Zugkupplung mit einer vierten Ausführungsform eines Verriegelungsmechanismus in der Freigabestellung;

Figur 5b die automatische Zugkupplung aus der Figur 5a mit dem Verriegelungsmechanismus in der Sperrstellung;

Figur 6a die automatische Zugkupplung mit einer fünften Ausführungsform eines Verriegelungsmechanismus in der Freigabestellung;

Figur 6b die automatische Zugkupplung aus der Figur 6a mit dem Verriegelungsmechanismus in der Sperrstellung;

Figur 7a die automatische Zugkupplung mit einer sechsten Ausführungsform eines Verriegelungsmechanismus in der Freigabestellung;

Figur 7b die automatische Zugkupplung aus der Figur 7a mit dem Verriegelungsmechanismus in der Sperrstellung.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele von automatischen Zugkupplungen gezeigt, deren Kupplungskopf 1 jeweils einen arretierbaren Kuppelverschluss 2 und eine Entkuppeleinrichtung 8 umfasst, sowie jeweils ein mögliches Ausführungsbeispiel eines wahlweise betätigbaren Verriegelungsmechanismus 10, der hier am Kuppelverschluss 2 oder an der Entkuppeleinrichtung 8 angreift, um die Übertragung von Stoßkräften im kuppelbereiten Zustand auf empfindliche Bauteile der Entkuppeleinrichtung 8 zu verhindern. Die sich entsprechenden Bauteile sind jeweils mit den sich entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.

In der Figur 1 ist der Kupplungskopf 1 der automatischen Zugkupplung mit dem Herzstück 4, das um die Hauptachse 5 verdrehbar ist, in drei verschiedenen Stellungen gezeigt, wobei sich diese Stellungen durch die Verdrehposition des Herzstücks 4 um die Hauptachse 5 voneinander unterscheiden. In der Figur 1 a nimmt das Herzstück 4 die gekuppelte Stellung ein, in der Figur 1 b die entkuppelte Stellung und in der Figur 1 c eine kuppelbereite Stellung, die hier gegenüber der entkuppelten Stellung um einen vergleichsweise kleinen Winkel in Richtung der gekuppelten Stellung verdreht ist. Dies ist, wie eingangs dargelegt wurde, jedoch nicht zwingend.

Im Einzelnen umfasst der Kuppelverschluss 2 neben dem Herzstück 4 eine Kuppelöse 3, die mit einem ersten Ende 3.1 verdrehbar um eine Kuppelösenachse 6 am Herzstück 4 angeschlossen ist und ein zweites freies Ende 3.2 aufweist, das dazu bestimmt ist, in das Maul 7 des Herzstücks 4 eines gegengleichen Kupplungskopfes 1 einzutauchen. Auch das Herzstück 4 des gezeigten Kupplungskopfes 1 weist entsprechend ein Maul 7 auf, das zur Aufnahme eines zweiten Endes 3.2 einer Kuppelöse 3 eines gegengleichen Kupplungskopfes 1 angeordnet ist.

Bei der gekuppelten Stellung gemäß der Figur 1a, bei welcher sich das Herzstück

4 in der gezeigten Draufsicht in der maximal gegen den Uhrzeigersinn verdrehten Position befindet und die gekuppelte Stellung einnimmt, ist das Maul 7 vergleichsweise weit innen im Kupplungskopf 1 , das heißt hinter der Stirnplatte 22, angeordnet. In das Maul 7 ist der nicht dargestellte Riegel am zweiten Ende 3.2 einer nicht dargestellten Kuppelöse 3 eines gegengleichen Kupplungskopfes 1 eingehakt. Um nun die Zugkupplung zu entkuppeln, das heißt in die in der Figur 2 entkuppelte Stellung zu bewegen, wird das Herzstück 4 soweit um die Hauptachse

5 verdreht, dass sich das Maul 7 in seiner vordersten Position befindet, die nur vergleichsweise geringfügig hinter der Stirnplatte 22 angeordnet ist. Die Verdrehung des Herzstücks 4 wird mit der Entkuppeleinrichtung 8 bewirkt, die einen Motor 9 umfasst, der über eine Triebverbindung, beispielsweise ein Winkelgetriebe, am Herzstück 4 angeschlossen ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Entkuppeleinrichtung 8 ein mit dem Motor 9 um eine Drehachse 15 verdrehbares Drehglied in Form eines Drehhebels 16, der am Herzstück 4 angeschlossen ist, um dieses zu verdrehen. Der Drehhebel 16 kann direkt am Herzstück 4 angeschlossen sein, oder, wie hier exemplarisch dargestellt, über wenigstens ein Zwischenstück 17, das gelenkig am Drehhebel 16 und am Herzstück 4 angeschlossen ist.

Um den Drehhebel 16 um die Drehachse 15 zu verdrehen, ist ein Mitnehmer 19 vorgesehen, der vom Motor 9 um die Drehachse 15 verdreht wird. Der Mitnehmer 19 greift mit wenigstens einer Anschlagfläche am Drehhebel 16 an, um mit diesem am Herzstück 4, hier beispielhaft über das Zwischenstück 17, in Tangentialrichtung zur Hauptachse 5 zu ziehen, sodass das Herzstück 4 in die entkuppelte Stellung, die in der Figur 1 b gezeigt ist, verdreht wird. Anschließend kann der Motor 9 den Mitnehmer 19 wieder, im Wesentlichen kraftfrei, in die Ausgangsstellung zurückfahren, damit der Mitnehmer 19 eine spätere Verdrehung des Herzstücks 4 in die Kuppelstellung nicht behindert, wenn der gegengleiche Kupplungskopf 1 an die Stirnplatte 22 angefahren wird. Bei dieser Rückfahrbewegung des Mitnehmers 19 dreht sich auch das Drehglied, hier der Drehhebel 16, solange zurück, gemeinsam mit dem Herzstück 4, bis sich das Herzstück 4 in der kuppelbereiten Stellung befindet, in welcher die am Herzstück 4 angeschlossene Klinkenstange 12 in ihrer Raststellung einrastet. Das Zurückdrehen des Herzstücks 4 wird durch den Federspeicher 23, der am Herzstück 4 angeschlossen ist, bewirkt. Beim Verdrehen des Herzstücks 4 aus der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung wird dieser Federspeicher 23 gespannt.

In ihrer Raststellung verhindert die Klinkenstange 12, dass sich das Herzstück 4 weiter in Richtung der gekuppelten Stellung bewegt und damit die kuppelbereite Stellung verlässt. Diese Situation in der kuppelbereiten Stellung ist in der Figur 1c gezeigt.

Beim erneuten Kuppeln wird die Raststellung der Klinkenstange 12 durch Betätigen des Stempels 11 gelöst, wobei der Stempel 11 durch einen Kupplungskegel 24 des gegengleichen Kupplungskopfes 1 betätigt wird. Der Kupplungskegel 24 taucht entsprechend in einen sogenannten Kupplungstrichter durch die Stirnplatte 22 ein.

Bei der in der Figur 1c gezeigten kuppelbereiten Stellung kann der Mitnehmer 19 weiter rückwärts gedreht werden, das heißt in die Richtung, in die er beim Verbringen des Herzstücks 4 aus der entkuppelten Stellung in die kuppelbereite Stellung verdreht wird, ohne dass er hierbei das Drehglied, hier den Drehhebel 16, mitnimmt. Entsprechend ist zwischen dem Mitnehmer 19 und dem Drehglied ein Drehspiel vorgesehen, das ausgenutzt werden kann, um mit dem Mitnehmer 19 einen wahlweise betätigbaren Verriegelungsmechanismus 10 zu aktivieren. Dies wird nachfolgend noch anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 5 bis 7 gezeigt. Somit kann der Motor 9 auch zur Betätigung des Verriegelungsmechanismus 10 verwendet werden.

In der Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Verriegelungsmechanismus 10 einen eigenen elektromagnetischen Antrieb aufweist. Der Verriegelungsmechanismus 10 umfasst einen Aktuator 13, hier elektromagnetischen Aktuator 13, und einen Sperrriegel 14, der durch den Aktuator 13 zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verlagert wird. In der in der Figur 2 gezeigten Sperrstellung hintergreift der Sperrriegel 14 das Drehglied, hier in Form des Drehhebels 16, derart, dass dessen Verdrehung um die Drehachse 15 blockiert ist, wenn ihn das Herzstück 4 im Sinne einer Verdrehung um die Hauptachse 5 aus der kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung zieht, hier über das Zwischenstück 17. Wenn also eine Kuppelöse 3 eines gegengleichen Kupplungskopfes 1 in das Maul 7 des Herzstücks 4 einstößt, so kann in der gezeigten Pufferstellung der Zugkupplung diese Stoßkraft nicht über den Drehhebel 16 auf die Triebverbindung zwischen dem Drehhebel 16 und dem Motor 9 übertragen werden. Dort in der Regel angeordnete stoßempfindliche Bauteile, beispielsweise der Motor 9 und/oder ein Getriebe, wie Winkelgetriebe, werden geschützt. Der Verriegelungsmechanismus 10 kann insbesondere ohne Federspeicher auskommen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 weist der Verriegelungsmechanismus 10 einen federvorgespannten Sperrriegel 14 auf. Damit kann in der Pufferstellung eine Dämpfung der auf den Verriegelungsmechanismus 10 wirkenden Druckstöße erreicht werden. Hierfür ist der Sperrriegel 14 entgegen der Kraft eines Federelementes 21 abgestützt. Der Sperrriegel 14 stützt sich am Drehglied der Entkuppeleinrichtung 8 ab, hier an einer über die Drehachse 15 hinaus geführten Verlängerung des Drehhebels 16. Selbstverständlich könnte auch eine andere Abstützung, beispielsweise separat zu dem Drehhebel 16, vorgesehen sein.

Wenn sich der Sperrriegel 14 in seiner Sperrstellung befindet, die in der Figur 3a gezeigt ist, kann das Drehglied, insbesondere der Drehhebel 16, wie bei der Figur 2, keinen Druckstoß auf die verbleibende Triebverbindung der Entkuppeleinrichtung 8 übertragen. Zusätzlich wird, wie dargelegt, der Druckstoß mit dem Federelement 21 gedämpft.

Das Verschwenken des Sperrriegels 14 zwischen der Sperrstellung und der Freigabestellung wird mit einem Aktuator 13 bewirkt, der wiederum als elektromagnetischer Aktuator oder auch als anders betätigter Aktuator ausgeführt sein kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel schwenkt der Aktuator 13 den Sperrriegel 14 seitlich in den Drehbereich des Drehhebels 16 ein, um den Drehhebel 16 beziehungsweise dessen Verlängerung gegen Verdrehung zu blockieren.

Im Übrigen ist die Funktionsweise der in der Figur 3 gezeigten Zugkupplung identisch zu jener der Ausführungsformen in den Figuren 1 und 2. Bei dem in der Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel greift der Sperrriegel 14 des Verriegelungsmechanismus 10 an einem in Drehrichtung um die Hauptachse 5 drehfest am Herzstück 4 angeschlossenen Arm 18 an, um in der Pufferstellung der Zugkupplung die unerwünschte Verdrehung des Herzstücks 4 aus der kuppelbereiten Stellung in die gekuppelte Stellung beziehungsweise die Übertragung eines entsprechenden Druckstoßes auf die Entkuppeleinrichtung 8 gezielt mechanisch zu blockieren. Auch hier ist ein Federelement 21 vorgesehen, welches ein Drehen des Arms 18 und damit ein Einfedern des Sperrriegels 14 dämpft. Das Einschwenken des Sperrriegels 14 in den Drehbereich des Arms 18 erfolgt wiederum mit einem Aktuator 13, der beispielsweise elektromagnetisch oder auch anders betätigt wird.

In der Sperrstellung blockiert der Sperrriegel 14 eine Verdrehung des Herzstücks 4 in Richtung der gekuppelten Stellung und vermeidet somit die Übertragung des Druckstoßes auf die Entkuppeleinrichtung 8.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 5 wird der Motor 9 verwendet, um den Sperrriegel 14 entgegen der Kraft des Federelements 21 aus der Freigabestellung in die Sperrstellung zu verlagern. Hierfür greift der Mitnehmer 19, wenn er innerhalb des dargestellten Drehspiels ohne Mitnahme des Drehhebels 16 verdreht wird, an einem Betätigungsarm 20 an, der den Sperrriegel 14 aus seiner Freigabestellung in seine Sperrstellung bewegt, wobei der Sperrriegel 14 wiederum, wie bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2, den Drehhebel 16 blockiert, sodass dieser nicht vom Herzstück 4 über das Zwischenstück 17 oder eine andere Verbindung gezogen werden kann und dadurch in der Pufferstellung einen Druckstoß auf die Entkuppeleinrichtung 8 überträgt.

In der Figur 5a ist die Freigabestellung des Sperrriegels 14 gezeigt, in welche der Sperrriegel 14 durch die Kraft des Federelementes 21 gezogen wird, das auch den Betätigungsarm 20 in eine entsprechende Freigabestellung bewegt, wenn der Betätigungsarm 20 nicht vom Mitnehmer kraftbeaufschlagt wird. In der Figur 5b ist entsprechend die kraftbeaufschlagte Stellung des Betätigungsarms 20 durch den Mitnehmer 19 gezeigt, in welcher in der Pufferstellung der Betätigungsarm 20 den Sperrriegel in die Sperrstellung verschoben hat.

Entsprechend kann der Betätigungsarm 20 als Aktuator 13 des Verriegelungsmechanismus 10 angesehen werden.

Auch bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 6 greift der Aktuator 19 entsprechend der Gestaltung bei der Figur 5 über einen Betätigungsarm 20 zumindest mittelbar am Sperrriegel 14 an, um diesen entgegen der Kraft des Federelementes 21 aus seiner Freigabestellung (Figur 6a) in seine Sperrstellung (Figur 6b) zu verbringen. Der Betätigungsarm 20 ist somit der Aktuator 13. Zusätzlich weist der Verriegelungsmechanismus 10 ein Dämpfungselement 25, hier in Form einer Druckfeder, auf, die wie bei der Ausgestaltung gemäß den Figuren 3 und 4 das Federelement 21 Druckstöße und hier durch die Druckstöße bewirkte Drehbewegungen des Betätigungsarms 20 dämpft, weil sich der Sperrriegel 14 federnd an dem Dämpfungselement 25 abstützt.

Der Sperrriegel 14 greift wiederum am Drehglied, vorteilhaft an einer Verlängerung des Drehhebels 16 an.

Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 7 wird entsprechend den Ausführungsformen der Figuren 5 und 6 mit dem Mitnehmer 19 im Bereich des Drehspiels der Entkuppeleinrichtung 8 ein Betätigungsarm 20 zum Bewegen des Sperrriegels 14 in seine Sperrstellung verwendet. Hier blockiert der Sperrriegel 14 jedoch wiederum einen drehstarr am Herzstück 4 angeschlossenen Arm 18. Vorteilhaft ist dem Sperrriegel 14 wiederum ein Dämpfungselement 25 zugeordnet, um Druckstöße, die über das Maul 7 auf das Herzstück 4 wirken, zu dämpfen. Zugleich wird vorteilhaft der Sperrriegel 14 mit dem Betätigungsarm 20, der den Aktuator 13 darstellt, entgegen der Kraft des Federelementes 21 aus seiner Sperrstellung in seine Freigabestellung bewegt. Im Übrigen kann auf die sich entsprechenden Bauteile der anderen

Ausführungsbeispiele verwiesen werden, deren Funktion identisch ist.

Bezugszeichenliste

1 Kupplungskopf

2 Kuppelverschluss

3 Kuppelöse

3.1 erstes Ende

3.2 zweites Ende

4 Herzstück

5 Hauptachse

6 Kuppelösenachse

7 Maul

8 Entkuppeleinrichtung

9 Motor

10 Verriegelungsmechanismus

11 Stempel

12 Klinkenstange

13 Aktuator

14 Sperrriegel

15 Drehachse

16 Drehhebel

17 Zwischenstück

18 Arm

19 Mitnehmer

20 Betätigungsarm

21 Federelement

22 Stirnplatte

23 Federspeicher

24 Kupplungskegel

25 Dämpfungselement