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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kuppel- und Entkuppelvorrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für eine Scharfenbergkupplung, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine gattungsgemäße Kuppel- und Entkuppelvorrichtung ist in der 1 gezeigt. Diese weist einen Entkuppelhebel 1 auf, der über einer Drehachse 2 verdrehbar ist. Die Verdrehung ist dabei möglich über einen Verdrehwinkel 3 zwischen einer Entkuppelposition 4 auf der einen Seite und einer Kuppelposition 5 auf der anderen Seite. Die einzelnen Winkelpositionen beziehen sich auf die Mittellinie 7 des Entkuppelhebels 1.
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Zwischen der Entkuppelposition 4 und der Kuppelposition 5 liegt ferner nahe der Entkuppelposition 4 eine Kuppelbereitschaftsposition 6. Diese bezeichnet einen Zustand der Kuppel- und Entkuppelvorrichtung, in welcher durch Zusammenfahren von zwei Kupplungsteilen (nicht gezeigt) die Kuppel- und Entkuppelvorrichtung gekuppelt werden kann, sodass bei diesem Kuppelvorgang der Entkuppelhebel 1 aus der Kuppelbereitschaftsposition 6 in die Kuppelposition 5 bewegt wird. Zum folgenden Entkuppeln hingegen muss dann der Entkuppelhebel 1 aus der Kuppelposition 5 wieder in die Entkuppelposition 4 bewegt werden, damit die beiden Kupplungsteile voneinander gelöst beziehungsweise auseinander gefahren werden können. Das Bewegen des Entkuppelhebels 1 aus der Kuppelposition 5 in die Entkuppelposition 4 ist durch einen automatischen Antrieb vom Führerstand eines Schienenfahrzeugs aus oder auch manuell durch manuelles Betätigen des Entkuppelhebels 1 möglich.
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Um zu erfassen, ob sich der Entkuppelhebel 1 in der Kuppelposition 5 befindet, ist ein Endschalter 8, auch Positionsschalter genannt, vorgesehen, der einen Schalthebel 9 aufweist. Zur Betätigung des Endschalters 8 muss der Schalthebel 9 verlagert werden, wobei diese Verlagerung durch eine geeignete Elektronik des Endschalters 8 erfasst wird, sodass der Endschalter 8 ein entsprechendes Signal an eine Steuervorrichtung abgeben kann.
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Der Schalthebel 9 weist eine Rolle 10 auf, die am Ende eines Hebelarms 11, der über der Schalthebeldrehachse 12 drehbar gelagert ist, getragen wird. Die Rolle 10 wiederum ist über der Rollendrehachse 13 verdrehbar. Die Rolle 10 bildet eine Kraftaufnahmefläche 14 des Schalthebels 9, nämlich an ihrem äußeren Umfang. Der Entkuppelhebel 1 schlägt beim Verdrehen in seine Kuppelposition 5 mit einer entsprechenden Anschlagfläche 15 an der Kraftaufnahmefläche 14 an und drückt durch seine weitere Verdrehung die Rolle 10 derart weg, dass sich der Hebelarm 11 mit der Rolle 10 über der Schalthebeldrehachse 12 verdreht, wobei diese Verdrehung durch den Endschalter 8 erfasst wird. In der 1 ist dabei der Verdrehzustand des Entkuppelhebels 1 gezeigt, in welcher die Anschlagfläche 15 gerade an der Kraftaufnahmefläche 14 anschlägt. Ausgehend von der Kuppelbereitschaftsposition 6 ist der entsprechende Verdrehwinkel eingetragen und mit 16 bezeichnet.
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Unmittelbar nach dem Anschlagen des Entkuppelhebels 1 am Schalthebel 9 des Endschalters 8, also nach dem Anschlagen der Anschlagfläche 15 an der Kraftaufnahmefläche 14, wird eine Betätigungskraft vom Entkuppelhebel 1 auf den Schalthebel 9 ausgeübt. Der entsprechende eingezeichnete Kraftvektor ist mit 17 bezeichnet und steht senkrecht auf der Anschlagfläche 15 und der Kraftaufnahmefläche 14. Die Betätigungskraft weist bezüglich der Schalthebeldrehachse 12 einen Hebelarm auf, der mit 18 bezeichnet ist und sich durch den Abstand des Vektors der Betätigungskraft 17 von einer parallel hierzu durch die Schalthebeldrehachse 12 verlaufenden Linie ergibt.
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Ferner ist der Betätigungswinkel 19 eingezeichnet, der definiert ist als der Winkel zwischen der Betätigungskraft 17 beziehungsweise des entsprechenden Vektors und dem Vektor der Drehbewegung des Entkuppelhebels 1 in der Umfangsrichtung über der Drehachse 2 zu Beginn der Betätigung des Schalthebels 9. In der 1 ist zur besseren Verdeutlichung der Betätigungswinkel 19 größer dargestellt, als er in der Praxis tatsächlich ist.
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Aufgrund dessen, dass bei der Betätigung des Endschalters 8 unmittelbar durch den Entkuppelhebel 1, das heißt beim Aufprallen der Anschlagfläche 15 als Bestandteil der führenden Oberfläche des Entkuppelhebels 1 an der Kraftaufnahmefläche 14, sich ein äußerst kleiner Hebelarm 18 und ein sehr kleiner Betätigungswinkel 19 ergibt, wirken sehr hohe Querkräfte auf den Hebelarm 18, die in der Praxis zum Bruch desselben führen können.
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Zum weiteren Stand der Technik wird auf
DE 40 13 521 A1 verwiesen.
DE 29 23 195 A1 offenbart eine Entkuppeleinrichtung, bei welcher der Scheibenhacken mittels eines Elektromotors über ein Schneckenrad angetrieben wird. Dazu ist der Scheibenhacken mit einem gabelförmigen Steg verbunden. Das Schneckenrad trägt eine Nabe und eine mit dieser verbundene Kurvenscheibe, wobei die Nabe über den Steg ist dem Scheibenhacken in funktioneller Verbindung steht und über die Kurvenscheibe den Endschalter betätigt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom dargestellten Stand der Technik eine Kuppel- und Entkuppelvorrichtung für Schienenfahrzeuge anzugeben, bei welcher die ungünstige Krafteinwirkung und ein möglicher Bruch des Hebelarms vermieden wird. Ferner soll die Kuppel- und Entkuppelvorrichtung und die Betätigung des Endschalters durch einen kompakten Aufbau sowie vorallem eine schonende Betätigung des Endschalters charakterisiert sein, indem ein Aufprallen des Betätigungsarms auf den Endschalter nach Möglichkeit vermieden werden soll .
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Kuppel- und Entkuppelvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, sowie durch eine Kupplung mit den Merkmalen von Anspruch 8. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Kuppel- und Entkuppelvorrichtung für Schienenfahrzeuge weist einen manuell und/oder über einen automatischen Antrieb, insbesondere Drehantrieb wie Elektromotor und/oder auch pneumatischer oder hydraulischer Schalthebel, antreibbaren Entkuppelhebel auf, wobei der Entkuppelhebel über einer Drehachse und über einem Verdrehwinkel zwischen einer Entkuppelposition und einer Kuppelposition verdrehbar ist. In der Entkuppelposition nimmt die Kuppel- und Entkuppelvorrichtung einen entkuppelten Zustand ein. In der Kuppelposition nimmt die Kuppel- und Entkuppelvorrichtung einen gekuppelten Zustand ein. Im entkuppelten Zustand können zwei Kupplungshälften auseinander bewegt werden. Im gekuppelten Zustand sind die Kupplungshälften mechanisch gegeneinander verriegelt, so dass eine Zugkraft von einer Kupplungshälfte auf die andere Kupplungshälfte übertragen werden kann.
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Ferner ist ein Endschalter vorgesehen, der einen Schalthebel zu seiner Betätigung aufweist, wobei der Schalthebel dem Entkuppelhebel derart gegenüberstehend angeordnet ist, dass er beim Verdrehen des Entkuppelhebels aus der Entkuppelposition in die Kuppelposition zumindest in einem Endbereich des Verdrehwinkels durch Verlagerung betätigt wird.
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Der Schalthebel ist zu seiner Befestigung drehbar über einer Schalthebeldrehachse gelagert, und zwar drehbar zwischen einer unausgelenkten Anfangsposition und einer ausgelenkten Position. Letztere kann auch als Endposition bezeichnet werden. Das Auslenken erfolgt durch wenigstens mittelbares Anschlagen des Entkuppelhebels an dem Schalthebel.
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Insoweit entspricht die erfindungsgemäße Gestaltung der eingangs ausführlich dargelegten gattungsgemäßen Gestaltung.
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Erfindungsgemäß ist nun der Schalthebel in der unausgelenkten Position, also wenn er noch nicht durch den Entkuppelhebel betätigt wurde, gegenüber einer beim Verdrehen des Entkuppelhebels in Richtung des Schalthebels führenden, dem Entkuppelhebel zugeordneten Anschlagfläche in der Drehrichtung des Entkuppelhebels vorangestellt.
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Die Voranstellung des Schalthebels in seiner unausgelenkten Position in der Drehrichtung des Entkuppelhebels bewirkt eine weitaus günstigere Krafteinleitung in den Schalthebel bei seiner Betätigung, sodass der eingangs dargestellte ungünstige Hebelarm und der kleine Betätigungswinkel vorteilhaft vermieden werden können. Die Voreinstellung des Schalthebels kann auch dadurch beschrieben werden, dass zum Zeitpunkt des Beginns der Betätigung des Schalthebels ein Hebelarm desselben, der an seinem der Schalthebeldrehachse abgewandten Ende die Anschlagfläche trägt, gegenüber einer zu Beginn der Betätigung des Schalthebels senkrecht auf der Anschlagfläche stehenden Geraden, das heißt gegenüber dem Vektor der Betätigungskraft, in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit des Entkuppelhebels beziehungsweise in Richtung der Drehachse des Entkuppelhebels oder darüber hinaus verdreht ist. Der Hebelarm schließt vorteilhaft mit dem Vektor der Betätigungskraft einen Winkel von weniger als 90° ein.
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Besonders günstig beträgt der Betätigungswinkel des Schalthebels mindestens 10° oder 15°, insbesondere wenigstens 30° oder 40°, wobei der Betätigungswinkel definiert ist als Winkel zwischen einem in Umfangsrichtung über der Drehachse des Entkuppelhebels ausgerichteten Vektor der Drehbewegung des Entkuppelhebels zu Beginn der Betätigung des Schalthebels und einem Vektor in Richtung der Krafteinleitung in den Schalthebel, der senkrecht auf der Anschlagfläche steht, zu Beginn der Betätigung des Schalthebels.
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Erfindungsgemäß trägt der Entkuppelhebel ein Distanzstück, welches in Richtung des Schalthebels über eine beim Verdrehen des Entkuppelhebels in Richtung des Schalthebels führende äußere Oberfläche des Entkuppelhebels herausragt und die Anschlagfläche bildet. Dadurch ist es möglich, bestehende Kuppel- und Entkuppelvorrichtungen, wie sie beispielsweise anhand der 1 gezeigt sind, leicht nachzurüsten, um die erfindungsgemäß günstigere Krafteinleitung in den Schalthebel zu erreichen. Hierzu braucht das Distanzstück nur auf den bestehenden Entkuppelhebel aufgeschraubt oder anders an diesem befestigt zu werden. Dies kann lösbar oder unlösbar erfolgen. Des Weitern braucht der Hebelarm des Schalthebels entsprechend neu stärker in Richtung der Umfangsrichtung der Verdrehbewegung des Entkuppelhebels ausgerichtet werden.
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Der Schalthebel weist, wie dargestellt, vorteilhaft einen sich von der Schalthebeldrehachse aus erstreckenden Hebelarm auf, der im Bereich seines der Schalthebeldrehachse abgewandten Endes eine Kraftaufnahmefläche für die dem Entkuppelhebel zugeordnete Anschlagfläche, insbesondere die Anschlagfläche des Distanzstücks, aufweist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist am Hebelarm an seinem der Schalthebeldrehachse abgewandten Ende eine drehbare Rolle vorgesehen, welche die Kraftaufnahmefläche bildet. Die Rolle ist, wie eingangs dargestellt, über einer Rollendrehachse drehbar, sodass sie beim weiteren Verdrehen des Entkuppelhebels auf einer führenden Oberfläche des Entkuppelhebels beziehungsweise des Distanzstückes, wenn ein solches vorgesehen ist, abrollen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Entkuppelhebel einen Zugdraht zu seiner Verdrehung auf, der im Bereich eines von der Drehachse entfernten Endes am Entkuppelhebel angeschlossen ist. Der Zugdraht kann vorteilhaft an seinem dem Entkuppelhebel abgewandten Ende eine Schlaufe oder einen angeschlossenen Griff zur Aufbringung der notwendigen Zugkraft, um den Entkuppelhebel zu verdrehen, aufweisen.
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Die die Anschlagfläche auf dem Distanzstück oder auf dem Entkuppelhebel ausbildende, bei der Drehbewegung des Entkuppelhebels in die gekuppelte Position führende Oberfläche ist vorteilhaft gekrümmt ausgeführt, und zwar mit der Drehrichtung des Entkuppelhebels zunehmend radial nach innen, um ein besonders günstiges Betätigen, insbesondere ein besonders günstiges Abrollen der Rolle des Schalthebels zu erreichen. In anderen Worten, kann die führende Oberfläche in dem Abschnitt, mit welchem sie den Schalthebel berührt beziehungsweise, wenn eine Rolle vorgesehen ist, auf welchem die Rolle abrollt, sich ausgehend von einer Mittellinie des Entkuppelhebels zunächst stärker in Umfangsrichtung der Drehbewegung des Entkuppelhebels und anschließend stärker radial nach innen erstrecken.
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Gemäß einer besonders zweckdienlichen Ausführungsform ist die Kuppel- und Entkuppelvorrichtung zur Verwendung in einer Scharfenbergkupplung ausgeführt.
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Vorteilhaft weist die Kuppel- und Entkuppelvorrichtung beziehungsweise eine Kupplung, insbesondere Scharfenbergkupplung mit einer erfindungsgemäßen Kuppel- und Entkuppelvorrichtung wenigstens eine mechanische Mittelpufferkupplung und wenigstens eine elektrische Kabelkupplung auf, die durch Verdrehen des Entkuppelhebels zumindest mittelbar kuppelbar und/oder entkuppelbar sind.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik;
- 2 eine Ausgestaltung ausgehend von der 1 jedoch mit der erfindungsgemäßen Voranstellung des Schalthebels in der Drehrichtung des Entkuppelhebels;
- 3 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kuppel- und Entkuppelvorrichtung;
- 4 und 5 eine mögliche Gestaltung mit einem Entkuppelhebel, der ein Distanzstück trägt in jeweils einer Explosionsansicht.
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In der 2 sind anhand einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Kuppel- und Entkuppelvorrichtung die sich einstellenden Kräfteverhältnisse entsprechend der 1 dargestellt. Sich entsprechende Bezugszeichen bezeichnen sich entsprechende Bauteile. Auch hier ist der Entkuppelhebel 1 über der Drehachse 2 im Bereich eines Verdrehwinkels 3 zwischen einer Entkuppelposition 4 und einer Kuppelposition 5 verdrehbar. Eine Kuppelbereitschaftsposition 6, die im Winkelbereich zwischen der Entkuppelposition 4 und der Kuppelposition 5 liegt, jedoch dichter an der Entkuppelposition 4 als an der Kuppelposition 5 positioniert ist, ist mit 6 bezeichnet. In diesem Zustand können zwei Kupplungshälften 20, 21, wie sie schematisch in der Ansicht a gezeigt sind, durch Aufeinanderzubewegen, miteinander gekuppelt werden, wobei sich dabei der Entkuppelhebel 1 in die Kuppelposition 5 verdreht. In der Kuppelposition 5 des Entkuppelhebels 1 sind die Kupplungshälften 20, 21 zur Übertragung einer Zugkraft mechanisch verriegelt und in der Entkuppelposition 4 des Entkuppelhebels 1 können sie auseinander gefahren und voneinander gelöst werden.
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Die eingezeichneten Winkel beziehen sich jeweils wiederum auf die Mittellinie 7 des Entkuppelhebels 1.
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Zur Erfassung, ob der Entkuppelhebel 1 seine Kuppelposition 5 einnimmt oder nicht, ist wiederum ein Endschalter 8 vorgesehen, umfassend einen über eine Schalthebeldrehachse 12 verdrehbaren Schalthebel 9, dessen Hebelarm 11 an dem von der Schalthebeldrehachse 12 entfernt gelegenen Ende eine Rolle 10 trägt, die die Kraftaufnahmefläche 14 bildet, an welcher die Anschlagfläche 15 beim Verdrehen des Entkuppelhebels 1 anschlägt.
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Im Unterschied zu der Ausgestaltung gemäß der 1 ist jedoch der Hebelarm 11 hier ausgehend von der Längsachse 22 des Endschalters 8 in Richtung der Umfangsrichtung 23 der Drehbewegung des Entkuppelhebels 1 zu Beginn der Betätigung des Schalthebels 9 abgewinkelt. Hierdurch wird eine Voranstellung des Schalthebels 9 in der unausgelenkten Position gegenüber der Anschlagfläche 15 in der Drehrichtung des Entkuppelhebels 1 erzielt, das heißt der Hebelarm 11 schließt mit dem Vektor der Betätigungskraft 17 einen Winkel von kleiner als 90° ein. Dieser Winkel ist in der 2 mit 24 bezeichnet.
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Es ergibt sich bei der Ausgestaltung gemäß der 2 ein Betätigungswinkel 19 von mehr als 10°, insbesondere von mehr als 20, 30 oder 40°.
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Um trotz des vorangestellten Schalthebels 9 in der Drehrichtung des Entkuppelhebels 1 die Endposition beziehungsweise die erfasste Endposition des Entkuppelhebels 1 mittels des Endschalters 8 im Vergleich zur Ausgestaltung gemäß der 1 beizubehalten, ist die Anschlagfläche 15 im Vergleich zur Ausgestaltung gemäß der 1 in der Drehrichtung des Entkuppelhebels 1 nach vorne versetzt. Hierzu weist der Entkuppelhebel 1 ein Distanzstück 25 auf, das gegenüber der führenden Oberfläche 26, bezogen auf die Drehbewegung des Entkuppelhebels 1, aus der Entkuppelposition 4 in die Kuppelposition 5 beziehungsweise die Kuppelbereitschaftsposition 6 in die Kuppelposition 5, vorsteht.
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Das Distanzstück 25 kann integral mit dem Entkuppelhebel 1 ausgeführt sein. Vorteilhaft ist es jedoch als separates Bauteil lösbar oder unlösbar und insbesondere nachträglich am Entkuppelhebel 1 angeschlossen. Eine solche Ausführungsform ist in der 3 gezeigt, in welcher im Übrigen wieder sich entsprechende Bauteile mit sich entsprechenden Bezugszeichen beziffert sind. Da die Darstellung weitgehend jener der schematischen Darstellung der 2 entspricht, wurde auf die Einzeichnung der Winkel und Kräfte verzichtet.
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Die vorteilhafte Ausführungsform des Distanzstücks 25 aus der 3 ist auch nochmals in den 4 und 5 gezeigt. Wie man sieht, ist das Distanzstück 25 am Entkuppelhebel 1 angeschraubt. Somit ist ein leichtes Nachrüsten einer bestehenden Kuppel- und Entkuppelvorrichtung möglich.
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Das Distanzstück 25 weist eine bogenförmige führende Oberfläche 27 auf, welche die Anschlagfläche 15 ausbildet.
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Ferner ist am freien Ende des Entkuppelhebels 1 ein Zugdraht 28, beispielsweise über eine Aufnahmerolle 29, angeschlossen, wie schematisch in der 3 dargestellt ist, um den Entkuppelhebel 1 durch Ziehen am Zugdraht 28 betätigen zu können. Zum leichteren Ziehen kann, wie schematisch angedeutet ist, ein Zuggriff 30 am freien Ende des Zugdrahtes 28 vorgesehen sein. Selbstverständlich sind andere Betätigungsmöglichkeiten des Entkuppelhebels 1 möglich.
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In der 5 ist ergänzend eine am Entkuppelhebel 1 angeschlossene Welle 31 gezeigt, die entlang der Drehachse 2 verläuft. Über diese Welle 31 wird durch Verdrehen des Entkuppelhebels 1 die Kuppel- und Entkuppelvorrichtung beziehungsweise deren Kupplungen, beispielsweise mechanische Kupplung und elektrische Kabelkupplung, betätigt.
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Schematisch ist ein Drehantrieb 32 in der 5 gezeigt, mittels welchem der Entkuppelhebel 1 automatisch betätigbar ist. Der Drehantrieb 32 kann beispielsweise in Form eines Elektromotors vorgesehen sein, jedoch auch in Form eines linearen Schalthebels, beispielsweise durch Druckluft oder Hydraulik betätigt. Andere Ausgestaltungen des Drehantriebs 32 sind jedoch möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Entkuppelhebel
- 2
- Drehachse
- 3
- Verdrehwinkel
- 4
- Entkuppelposition
- 5
- Kuppelposition
- 6
- Kuppelbereitschaftsposition
- 7
- Mittellinie
- 8
- Endschalter
- 9
- Schalthebel
- 10
- Rolle
- 11
- Hebelarm
- 12
- Schalthebeldrehachse
- 13
- Rollendrehachse
- 14
- Kraftaufnahmefläche
- 15
- Anschlagfläche
- 16
- Verdrehwinkel
- 17
- Betätigungskraft
- 18
- Hebelarm
- 19
- Betätigungswinkel
- 20
- Kupplungshälfte
- 21
- Kupplungshälfte
- 22
- Längsachse
- 23
- Umfangsrichtung
- 24
- Winkel
- 25
- Distanzstück
- 26
- führende Oberfläche
- 27
- führende Oberfläche
- 28
- Zugdraht
- 29
- Aufnahmerolle
- 30
- Zuggriff
- 31
- Welle
- 32
- Antrieb
