EP-4737261-A1 - COUPLING ASSEMBLY

Abstract

Die Erfindung betrifft Kupplungsanordnung (1) zum Herstellen einer mechanischen und einer Fluidverbindung zwischen schienengebunden Fahrzeugen durch Zusammenwirken mit einer Gegen-Kupplungsanordnung (1') umfassend: einer Zugkupplung (2) zum mechanischen Verbinden mit einer Gegen-Zugkupplung (2') der Gegen-Kupplungsanordnung (1'), umfassend einen um eine Hauptachse (HA) zwischen einer gekuppelten Stellung (II) und einer entkuppelten Stellung (I) verdrehbaren Kuppelverschluss (9); mit einer Luftkupplung (3) mit einem schaltbarem Hauptluftventil (18), mit dem der Strömungsquerschnitt einer Hauptluftleitung wahlweise in einer geschlossenen Stellung versperrbar und in einer geöffneten Stellung freigebbar ist, wobei eine Schaltung des Hauptluftventils aus der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung bei Verdrehung des Kuppelverschlusses (9) zwischen der entkuppelten in die gekuppelte Stellung mechanisch mit der Verdrehung des Kuppelverschlusses gekoppelt ist; eine Schaltung des Hauptluftventils aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung in der gekuppelten Stellung des Kuppelverschlusses mechanisch blockiert ist; eine Schaltung des Hauptluftventils aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung in der entkuppelten Stellung des Kuppelverschlusses mechanisch freigegeben ist und ein Schließen wahlweise bei separater Ansteuerung /Betätigung des Hauptluftventiles erfolgt.

Inventors

• SCHWAB, THOMAS

Assignees

• Voith Patent GmbH

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20251031

Claims (10)

1. Kupplungsanordnung (1) zum Herstellen einer mechanischen und einer Fluidverbindung zwischen schienengebunden Fahrzeugen durch Zusammenwirken mit einer Gegen-Kupplungsanordnung (1'), umfassend: eine Zugkupplung (2) zum mechanischen Verbinden mit einer Gegen-Zugkupplung (2') der Gegen-Kupplungsanordnung (1'), umfassend einen um eine Hauptachse (HA) zwischen einer gekuppelten Stellung (II) und einer entkuppelten Stellung (I) verdrehbaren Kuppelverschluss (9); mit einer Luftkupplung (3) mit einer schaltbaren Ventilanordnung (18), insbesondere einem schaltbarem Hauptluftventil, mit dem der Strömungsquerschnitt einer Hauptluftleitung wahlweise in einer geschlossenen Stellung versperrbar und in einer geöffneten Stellung freigebbar ist, wobei eine Schaltung des Hauptluftventils aus der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung bei Verdrehung des Kuppelverschlusses (9) zwischen der entkuppelten in die gekuppelte Stellung (I, II) mechanisch mit der Verdrehung des Kuppelverschlusses (9) gekoppelt ist; eine Schaltung des Hauptluftventils aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung in der gekuppelten Stellung (II) des Kuppelverschlusses (9) mechanisch blockiert ist; eine Schaltung des Hauptluftventils aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung in der entkuppelten Stellung (I) des Kuppelverschlusses (9) mechanisch freigegeben ist und ein Schließen wahlweise bei separater Ansteuerung /Betätigung des Hauptluftventiles erfolgt.
2. Kupplungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung des Hauptluftventils aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung beim Übergang des Kuppelverschlusses (9) von der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung (II, I) mechanisch blockiert ist.
3. Kupplungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptluftventil einen Ventilkörper (19) aufweist, der zum Versperren und Freigeben des Strömungsquerschnitts der Hauptluftleitung bewegbar, insbesondere wechselseitig translatorisch verschiebbar ist, wobei das Hauptluftventil über einen manuell betätigbaren oder automatisch ansteuerbarer Aktuator schaltbar ist, um das Hauptluftventil von der geöffneten in die geschlossene Stellung zu verbringen.
4. Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptluftventil einen Federspeicher (30) umfasst, der eine Federkraft zum Schalten des Hauptluftventils aus der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung aufbringt, wobei das Hauptluftventil nur entgegen der Federkraft in die geschlossene Stellung schaltbar ist.
5. Kupplungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass diese umfasst: einen um die Hauptachse verdrehbaren Mitnehmer (20) zur Schaltung des Hauptluftventils aus der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung bei Verdrehung des Kuppelverschlusses (9) zwischen der entkuppelten in die gekuppelte Stellung (I, II), der in einer mechanischen Wirkverbindung zumindest mittelbar am Hauptluftventil, insbesondere dessen Ventilkörper (19), angreift, um dieses aus der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung zu verbringen: eine Sperreinrichtung (21) zum mechanischen Blockieren einer Schaltung des Hauptluftventiles aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung, in der gekuppelten Stellung (II) und ggf. im Übergangsbereich von gekuppelter zur entkuppelter Stellung (II, I) des Kuppelverschlusses (9), die in einer mechanischen Wirkverbindung zumindest mittelbar am Hauptluftventil, insbesondere dessen Ventilkörper (19), angreift, um ein Verstellen mechanisch zu blockieren.
6. Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (21) und der Mitnehmer (20) in einer Baueinheit zusammengefasst sind, insbesondere an einem integralen Bauteil ausgebildet sind.
7. Kupplungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein um die Hauptachse (HA) verdrehbares, wenigstens mittelbar mit dem Kuppelverschluss (9), insbesondere einem die Hauptachse (HA) beschreibbaren Hauptbolzen (12) mitnahmefest verbundenes und Führungsflächen ausbildendes Kurvenscheibensegment (24c), vorzugsweise Kurvenscheibe (24) oder Kulissenführung zum Zusammenwirken mit dem Ventilkörper (19) oder eine mit diesem verbundenen oder an dieser wirksamen Übertragungseinrichtung (27), insbesondere Stößel bei Verdrehung des Kuppelverschlusses (9) umfasst, wobei erste Führungsflächen (22) die Sperreinrichtung (21) ausbilden und zweite Führungsflächen (23) die Funktion des Mitnehmers (20) übernehmen, wobei die ersten Führungsflächen (22) das Schalten der Ventilanordnung (18) aus der geöffneten in die geschlossenen Stellung mechanisch blockiert:
8. Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 7, erste Führungsflächen (22) durch einen Radius bezogen auf die Hauptachse (HA) beschreibbar, zweite Führungsflächen (23) in Winkel gegenüber erster Führungsfläche (23) ausgerichtet, insbesondere Ausnehmung (25) in Kurvenscheibensegment oder Kurvenscheibe (24) derart, dass beim zumindest mittelbarem Zusammenwirken mit dem Ventilkörper (19) der Ventilanordnung (18) , insbesondere dem Stößel der Ventilkörper (19) in die geöffnete Stellung bewegt wird.
9. Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dass zwischen zweiter und erster Führungsfläche (23, 22) in Verdrehrichtung von gekuppelter in die entkuppelte Stellung (II, I) betrachtet ein Freiraum (25) zum Freigeben eines Weges für den Ventilkörper (19) bzw. eine mit dieser gekoppelten oder an dieser wirksamen Übertragungseinrichtung (27) gebildet ist.
10. Kupplungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kuppelverschluss (9) ein um die Hauptachse (HA) verdrehbares Herzstück (10) mit einer angelenkten Kuppelöse (11) und einem Maul (13) zur Aufnahme einer Kuppelöse (11) eines gegengleichen oder kompatiblen Kupplungskopfes aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung zum mechanischen Verbinden und Herstellen einer Fluidverbindung zweier schienengebundener Fahrzeuge, umfassend eine mechanische Zugkupplung und eine Luftkupplung. Die mechanische Zugkupplung ist vorzugsweise als Mittelpufferkupplung, d.h. mit integriertem Energieverzehr, insbesondere Zug- und Stoßeinrichtung ausgebildet. Die Erfindung betrifft ferner eine Luftkupplung zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen schienengebundenen Fahrzeugen. Mechanische Zugkupplungen sind beispielsweise aus GB 419 590 A und US 2013/0146558 A1 bekannt. Ausführungen mit Kegel-Trichter-Profil und um eine Hauptachse verdrehbaren Kuppelverschluss sind ferner offenbart in Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Scharfenbergkupplung. Die einzelnen Funktionsstellungen der mechanischen Kupplung - entkuppelt, insbesondere entkuppelt überzogene Stellung oder kuppelbereit und gekuppelt - wird durch die Stellung des Kuppelverschlusses charakterisiert. Luftkupplungen finden in Kombination mit mechanischen Zugkupplungen zum Herstellen einer mechanischen Verbindung zwischen schienengebundenen Fahrzeugen in Kupplungsanordnungen Anwendung, um zusätzlich auch eine Fluidverbindung zwischen den Fahrzeugen herstellen zu können. Eine Luftkupplung ist dabei einem schienengebundenen Fahrzeug zugeordnet und dient beim Zusammenwirken mit einer Gegen-Luftkupplung insbesondere dem Verbinden Fluid- bzw. Druckmittel führender Leitungen. DE 10 2020 121 079 A1 und DE 10 2019 121 649 A1 offenbaren automatische Luftkupplungen für ein Schienenfahrzeug. Die Luftkupplung umfasst dazu ein Mundstück zum Ankoppeln der Luftkupplung an eine Gegen-Luftkupplung, einen Druckluftstutzen zum Anschluss der Luftkupplung an ein Schienenfahrzeugdruckluftsystem und einen Mundstück und Druckluftstutzen verbindenden Strömungskanal. Dem Strömungskanal ist eine Ventilanordnung mit einem Ventilantrieb zum Verbringen der Ventilanordnung in eine den Strömungskanal zumindest teilweise freigebende Öffnungsposition und eine den Strömungskanal druckdicht verschließende Schließposition zugeordnet. Zum funktionssicheren Herstellen und Lösen der Verbindung zwischen zwei schienengebundenen Fahrzeugen werden die mechanische Verbindung und die Fluidverbindung hinsichtlich der Herstellung und Aufhebung aufeinander abgestimmt. Bei Vorsehen einer Luftkupplung zur Kopplung der Hauptluftversorgungsleitungen zweier schienengebundener Fahrzeuge ist die Herstellung der Verbindung mit der Herstellung der mechanischen Verbindung gekoppelt werden. Die Stellung der Ventileinrichtung bezogen auf die einzelnen Stellungen der mechanischen Zugkupplung ist dabei maßgeblich für die Realisierung der Bremsfunktion. Im Einzelnen ist dazu der Kuppelverschluss wenigstens mittelbar mit der Betätigung der Luftkupplung, insbesondere der einer Hauptluftleitung für die Versorgung eines Bremssystems zugeordneten und insbesondere eine Ventilanordnung umfassenden Stelleinrichtung in Wirkverbindung verbringbar. Bei Ausführungen mit direkter mechanischer Kopplung weist der Ventilantrieb dazu eine Schnittstelle zum zumindest mittelbaren mitnahmefesten Verbinden mit einem Kuppelverschluss einer mechanischen Zugkupplung auf. Damit ist die Betätigung des Hauptluftventils starr an die Verdrehung des Kupplungsverschlusses, der als Drehverschluss ausgeführt ist, gekoppelt. Bei Kopplung mit dem Ventilantrieb ist in der kuppelbereiten Stellung des Kuppelverschlusses der Strömungskanal der Luftkupplung verschlossen, in der gekuppelten Stellung geöffnet. Bei direkter Kopplung des Aktuators bzw. Ventilantriebes der Ventilanordnung mit einem Bauteil des Kuppelverschlusses, insbesondere dem Hauptbolzen des Kuppelverschlusses und bei mitnahmefester Anbindung des Herzstückes an diesen dreht der Hauptbolzen beim Kuppeln in die gekuppelte Stellung und öffnet die Ventilanordnung. Beim Entkuppeln dreht dieser wieder in die andere Richtung, schließt über den mit diesem gekoppelten Aktuator die Ventilanordnung und verhindert somit einen Druckabfall. Die mechanisch Zwangskopplung zwischen Verdrehung des Kuppelverschlusses und der Betätigung der Ventilanordnung, insbesondere Hauptluftventil wird inzwischen als nachteilig angesehen. So ist eine größere Flexibilität beim Ansteuern des Hauptluftventils und des Kuppelverschlusses wünschenswert, um in verschiedenen Situationen, beispielsweise beim Rangieren in der Ebene, bei dem der abgetrennte Zugteil angebremst werden soll und der verbleibende Zugteil ohne erforderliche neue Druckerhöhung in der Hauptluftleitung weiterfahren soll, beim Rangieren am Ablaufberg, bei dem der abgetrennte Zugteil nicht gebremst werden soll, bei der Fahrt oder bei einem Kupplungsriss, wo Hauptluftleitung und Hauptluftventil in jeder Situation durchgängig geöffnet bleiben müssen, das Hauptluftventil individuell und optimal anzusteuern. Eine einfache Entkopplung durch Vorsehen von zwei völlig unabhängig voneinander agierenden bzw. angesteuerten und betätigten Einrichtungen - K