DE1882040U

DE1882040U - Aus zwei gleichen kupplungsteilen bestehende elektrische kupplung.

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Publication number: DE1882040U
Application number: DEB54020U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1963-07-20
Filing date: 1963-07-20
Publication date: 1963-11-07

Description

" Aus zwei gleichen Kupplungsteilen bestehende elektrische Kupplung "

Die Anmeldung betrifft eine aus zwei gleichen Kupplungsteilen bestehende elektrische Kupplung, insbesondere für den Einbau in oder den Anbau an Mittelpufferkupplungen von Eisenbahnfahrzeugen, bei der in nicht gekuppeltem Zustand die spannungsführenden Teile durch schwenkbare Deckel abgedeckt sindo Elektrische Kupplungen, die im Freien oder in feuchtigkeits- oder in staubhaltigen Räumen zur Verwendung kommen sollen, benötigen im getrennten Zustand eine Abdeckung der Kontakte, um Überschläge, die durch eine Verschmutzung der Kriechwege zwischen den spannungsführenden Teilen bzw. Masse auftreten könnten, zu verhindern. Eine solche Abdeckung mit Dichtung ist bei manuell bedienten Kupplungen, die also von Hand zusammengesteckt werden, mit einem relativ geringen Aufwand realisierbar, wie z.B. durch Klappdeckel oder durch Schraubdeckel, die vor dem Zusammenstecken aufgeklappt bzw. abgeschraubt werden müssen.

Bei von Hand betätigten Kupplungen mit solchen Klappdeckeln, insbesondere bei Kupplungen für den Eisenbahnbetrieb, ist es auch bereits bekannt, dafür Sorge zu tragen, daß die Innenseite des Deckels, der in geschlossenem Zustand dem Inneren des Kontaktraumes zugewandt ist, in gekuppeltem Zustand, also bei offenem Deckel so zu schützen, daß dieser nicht durch Fremdkörper, wie Schnee, Wasser oder Staub verschmutzt wird, da die Fremdkörper nach dem Entkuppeln in das Innere des Kontaktraumes gelangen könnten, was zu Überschlägen zwischen den spannungsführenden Teilen im Kontaktraum führen könnte. Bei einer solchen bekannten Einrichtung wird ·■■ die Innenseite des Sehwenkdeekels an eine Blinddose des beweglichen Steckers der elektrischen Kupplung angedrückt, wobei beide Teile noch eine besondere Dichtung aufweisen. Das System wäre

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nicht vollkommen, wenn die Blinddose am beweglichen Stecker nicht ihrerseits im entkuppelten Zustand frei von Fremdkörpern gehalten würde. Dies wird wiederum durch eine entsprechende geschützte G-egenfläehe an der Haltevorrichtung des nicht benutzten beweglichen Steckers erreicht. Die Verriegelung des Steckers und der Kupplung sind so gestaltet, daß der Schutz der Innenseite des Verschiußdeckels jeweils zwangsläufig erfolgt.

Bei Fahrzeugen, die eine selbsttätige Mittelpufferkupplung aufweisen, bedeutet eine besondere» von Hand betätigte Kupplung, für die zu kuppelnden elektrischen Leitungen, z.B. für Steuerströme oder die Zugheizung eine Entwertung des selbsttätigen Kupplungssystems.

Es ist bereits bekannt, die elektrischen Kupplungen so mit den Fahrzeugmittelpufferkupplungen zusammenzubauen, daß beim Zusammenkuppeln der Fahrzeuge auch die elektrische Kupplung selbsttätig erfolgt· TJm die Kontakte und ihre Isolation dieser elektrischen Kupplung/Hjfbr Verschmutzung zu schützen, sind diese in ungekuppeltem Zustand meist durch schwenkbare Deckel oder Kappen abgedeckt· Diese Deckel bzw. Kappen müssen durch besondere Einrichtungen vor dem Zusammenkuppeln abgehoben werden» Dies erfolgt durch besondere kinematische Einrichtungen, die sich z.B. der Hilfe von Gelenkketten bedienen können« Solehe Einrichtungen sind material- und kostenmäßig aufwendig und bedürfen bei häufigen Kuppelvorgängen erheblicher Wartungsarbeiten, da ein Verschleiß der erforderlichen zahlreichen Gelenke nicht zu vermeiden ist. Solche Deckel bzw. Kappen bekannter Ausführung sind wohl in der Lage, grobe Fremdkörper von den Kontakten fernzuhalten. Es ist aber unvermeidbar, daß in gekuppeltem Zustand die Innenseiten der Kappen bzw. Deekel, wenn diese also abgehoben sind, mit Schmutz oder Schnee bedeckt werden, der dann beim Entkuppeln und Schließen der Kappe bzw. des Deckels in das Innere des Kontaktraumes gelangen kann, was, wie gesagt, zu elektrischen Überschlägen führen kann.

Neuerung

Es ist die Aufgabe der 35IiOMESSX eine aus gleichen Kupplungsteilen bestehende elektrische Kupplung, insbes. für den Anbau an Mittelpufferkupplungen von Eisenbahnfahrzeugen» zu schaffen» bei

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der nach. Beendigung des mechanischen Vorganges zuerst der Ab ~
sehlußdeckel des in allen Betriebszuständen sorgfältig gegen Verschmutzung geschützten elektrischen Kontaktraumes weggeschwenkt
und dann ein beweglicher Teil der elektrischen Kupplung zur Kupplung mit dem Gegenstand der Kupplung des anderen fahrzeuges vorgeschoben wird.

Die Neuerung besteht darin, daß der Abschlußdeckel an Tragstangen befestigt ist, die in einem um einen festen Punkt drehbaren Hebel längsverschiebbar geführt sind und daß die über den Drehpunkt des drehbaren Hebels hinausragenden Enden, der Tragstangen an auf einer drehbaren Welle befestigten Antriebskurbeln angelenkt sind, wobei die Abmessungen so gewählt sind, daß der Abschlußdeckel bei der
einen Endstellung der Antriebskurbeln, die Oeffnung des Kontaktraumes der Kupplung abdeckt und bei der zweiten Endstellung der
Antriebskurbeln sich an eine Ablagefläche anlegt·

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der naeh Beendigung des mechanischen Torganges zuerst der Abschlußdeckel des in allen Betriebszuständen sorgfältig gegen Verschmutzung geschützten elektrischen Kontaktraumes weggeschwenkt und dann ein beweglicher Seil der elektrischen Kupplung zur Kupplung mit dem Gegenstück der Kupplung des anderen Fahrzeuges vorgeschoben wird«.

Unter der Frontseite soll dabei die der Stirnseite des Fahrzeuges parallele Fläche der Kupplung verstanden werden und unter Längsseite die Ober- bzw. Unterseite die in Richtung der Fahrzeuglängs achse verlaufenden Flächen der Kupplung. Beim Kuppelvorgang wird der Kurbelantrieb bewegt, hebt den Versehlußdeekel ab und dreht ihn um 90°, wobei gleichzeitig der die Ablageflache abdeckende Faltdeekel durch den gleichen Kurbelantrieb zur Seite gerückt und zusammengefaltet wird, so daß sich der Abschlußdeckel auf die Ablagefläche, diese gegen Verschmutzung schützend, auflegen kann.

Ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungshälfte der Kupplung ist in der Zeichnung in den Fig. 1-4 dargestellt. Die Fig. 1 zeigt eine seitliehe Ansicht auf die teilweise aufgeschnittene Kupplung im entkuppelten Zustand. In der Fig_e 2 ist der äußere Teil dieser Kupplungshälfte beim Kuppelvorgang mit ausgeschwenktem Abschlußdeckel und in der Fig. 3 in gekuppeltem Zustand mit an die Ablagefläche anliegendem Abschlußdeekel dargestellt. In Fig. 4 ist eine Draufsicht der Kupplung dargestellt.

Die in der Fig. 1 dargestellte Kupplungshälfte kann über oder unter der Mittelpufferkupplung angebracht sein«, Die mechanische Fahrzeugkupplung ist in der Zeichnung nicht dargestellt» Als erstes soll anhand der Zeichnung die grundsätzliche Funktionsweise erläutert werden.

Es ist dabei vorausgesetzt, daß beim Kuppelvorgang zuerst die mechanische Fahrzeugkupplung und erst nach Beendigung des mechanischen Kuppelvorganges die Kupplung der elektrischen Leitungen erfolgt. Die elektrische Kupplung ist daher aus einem, mit der .-!»zeugkupplung fest verbundenem Teil 1, der als Druck-

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zylinder ausgebildet ist, und einem zu diesem in Richtung der Fahrzeuglängsaehse verschiebbaren Seil 2 aufgebaut, in dem die elektrischen Kontakte untergebracht sind_e

•An dem verschiebbaren Teil 2 ist der schwenkbare Verschiußdeckel 3 u.nd der Faltdeekel 5 angebracht. Beim Kupjjse Ivor gang wird zuerst der Abschlußdeckel 3 in Richtung der Fahrzeuglängsachse vorgeschoben und dann im Uhrzeigersinne um 90° versehwenkt und in radialer Richtung zum Drehpunkt hin zurückgeschoben und an die Ablagefläche 4 angelegt, nachdem gleichzeitig durch den gleichen Antriebshebel der Faltdeekel 5 abgehoben und zur Seite geschwenkt wurde, so daß die im verschiebbaren feil 2 angeordneten, nicht eingezeichneten elektrischen Eontakte zur Kupplung mit der Gegenkupplung bereit frei liegen. Erst dann wird das verschiebbare Kupplungsteil 2 in Richtung der Pahrzeuglängsachse vom Fahrzeug weg vorgeschoben und mit der Kupplungshälfte des mechanisch bereits angekuppelten zweiten Fahrzeuges verbunden.

Die Ausführung und Funktionsweise der Einzelteile sollen im fol- · genden geschildert werden. Der bereits erwähnte, als Druckzylinder ausgebildete Seil 1 enthält einen Kolben 6 mit einer Kolbenstange 7·

Auf der Kolbenstange 7 ist eine Hülse 9 mit einem ^edertelier 31» auf den sich eine Feder 25 abstützt, konzentrisch und verschiebbar angeordnet. Der äußere Teil der Kolbenstange 7 besitzt einen kleineren Durehmesser als der mit dem Kolben verbundene Teil und ist mit 8 bezeichnet· Über den Teil 8 der Kolbenstange ist eine weitere Hülse 10 geschoben, an der eine Zahnstange 11 mit parallel zur Kupplungslängsachse angeordneten Zähnen angebracht ist. Zwischen der Hülse 10 und dem Bund der Kolbenstange 7 ist eine Schraubenfeder 23 konzentrisch zum Teil 8 der Kolbenstange angeordnet. Mit der Zahnstange 11 kämmt das Zahnrad 12, das auf einer Welle 13 verkeilt ist_e Die Welle 13 ist im beweglichen feil 2 der Kupplungshälfte drehbar gelagert und durchdringt beidseitig die Gehäusewand · Außerhalb der Gehäusewand sind auf jeder Seite des Gehäuses zwei Antriebskurbeln 14 auf die Welle 13 aufgekeilt. Die Antriebskurbeln 14 weisen an ihrem äußeren Ende/eine Bohrung

/jeweils - 5 -

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15 auf, in der mittels Bolzen 16 jeweils eine Tragstange 17 um diesen schwenkbar gelagert ist. An den anderen Enden der !Tragstangen 17 ist der Abschlußdeokel 3 befestigt. Die !Tragstangen 17 sind in je einer Längsbohrung von drehbaren Hebeln 18 längsversehiebbar angeordnet. Die drehbaren Hebeln 18 siLnd um im Gehäuse 2 angeordnete Lager 19 schwenkbar. Die Kurbelantriebe 14 sind durch besondere Deekel 20 abgedeckt.

Der erste Teil des Kuppelvorganges der elektrischen Kupplung verläuft, nachdem die mechanische Kupplung des Fahrzeuges gekuppelt hat, dann wie folgt: Bei Beendigung des mechanischen Kuppelvorganges wird z.B. selbsttätig ein nicht eingezeichnetes Druekluftventil geöffnet, so daß Druckluft durch eine nicht darge stellte Rohrleitung in eine Oeffnung 21 und durch Bohrungen 22 in den Druckzylinder 1 und hinter den Kolben 6 gelangen kann. Der Kolben 6 und damit auch die Kolbenstange 7, 8 wird nach aussen geschoben. Die vorgespannte Schraubenfeder 23 schiebt die Hülse

10 nach aussen. Diese Bewegung geschieht gegen die Kraft einer weiteren Feder 24. Die ebenfalls verschiebbar angeordnete Hülse ■ 9 kann durch die Reibungskraft zwischen ihr und der Kolbenstange 7 nicht mit verschoben werden, da sie durch Kugeln 28, die einerseits in Bohrungen 27 der Hülse 9 und andererseits in einer Ausdrehung 26 der mit dem Druckzylinder 1 fest verbundenen Hülse fest gehalten wird.

Die mit der Hülse 10 durch eine Brücke fest verbundene Zahnstange

11 wird damit nach aussen bewegt, so daß sich das auf die Welle 13 aufgekeilte Zahnrad 12 dreht. Damit werden auch die beiden Antriebskurbeln 14 gedreht, die sich im Ruhezustand in der Lage I (siehe Fig. 2) befindet· Die mit den Antriebskurbeln 14 schwenkbar verbundenen Tragstangen I7 werden als erstes nach aussen geschoben, wobei sie auch eine Schubbewegung relativ zu den drehbaren Hebeln 18 ausführen, so daß sich der mit ihnen verbundene Verschlußdeckel 3 vom beweglichen Kupplungsteil 2 abhebt.Gleichzeitig erfolgt aber auch eine Drehbewegung um die Drehpunkte 19 der drehbaren Hebel 18 für diese und für die in diesen geführten Tragstangen 17, so daß nach einer Schwenkung der Kurbeln 14 von etwa 30° die in Fig. 2 dargestellte Lage erreicht ist. Dabei ist

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der Faltdeekel 5» dessen eines Ende gelenkig mit Ansätzen 18a der drehbaren Hebel 18 verbunden sindf 'm aaifⁿ<iie Auflagefläche 4 für den Absohlußdeekel 3 frei wird. In der Mg. 3 sind die Antriebskurbeln 14 in die Bndlage gedreht. Die Tragstangen 17 sind wieder nach innen gezogen und der Abschlußdeekel 3 liegt an der Fläche 4 des beweglichen feiles 2 der Kupplung an, so daß weder die Innenseite des Abschlußdeekels 2 noch die Fläche 4 einer Verschmutzung ausgesetzt sein können. Der drehbare Hebel 18 ist um etwa 90° geschwenkt und der Faltdeckel 5 ist so zusammengefaltet, daß auch seine Innenseite einer Verschmutzung nicht ausgesetzt ist. Eine am Versehlußdeekel 3 angebrachte läse 33 stützt den FaItdeekel 5 in seiner Endlage ab»

Nachdem die Welle 13 und damit die Antriebskurbel 14 die oben geschilderte Schwenkung vollzogen haben, ist der Kolben 6 soweit nach aussen geschoben, daß er den Federteller 31 berührt und unter Spannang der Feder 25 die Hülse 9 und den mit dieser fest verbundenen bewegliehen Kupplungsteil 2 nach aussen verschiebt. Damit dies möglieh ist, weichen die Kugeln 28 in die Aussparung 7a der Kolbenstange 7 aus. Ein Faltenbalg 34 schützt die aufeinandergleitenden Teile dabei gegen Verschmutzung. Der bewegliehe Kupplungsteil 2 wird solange nach aussen geschoben, bis die elektrische Kupplung der beiden Kupplungshälften vollzogen ist.

Die Endlage des beweglichen Teiles 2 ist an und für sieh durch das Ansehlagen des Federtellers 31 an die mit dem Druckzylinder 1 verbundene Hülse 29 gegeben. Der Hub des beweglichen Teiles 2 ist aber nicht voll ausnutzbar, da für die mechanischen Kupplungen der Fahrzeuge ausreichend große Toleranzen zugelassen werden sollen. Der bewegliche Teil 2 der Kupplung muß daher in verschiedenen lagen festgehalten werden können. Dies erfolgt durch eine konische Freilaufkupplung 37 bekannter Bauart, die in einer mit dem bewegliehen Teil 2 verbundenen zylindrischen Bohrung 36 angeordnet ist. Diese Freilaufkupplung 37 verhindert das Zurüekgleiten des beweglichen Teiles 2 der Kupplung, wenn im Druckluftzylinder 1 keine Druckluft vorhanden ist in jeder lage.

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Beim Entkupplungsvorgang erfolgen die geschilderten Bewegungsabläufe in der umgekehrten Reihenfolge. Zur Einleitung des Entkupplung s vor gang es wird '¹Ur ch einen Bowdenzug 38, der die Freilaufkupplung gegen die Kraft einer, sieh auf einem mit dem Druckzylinder 1 in Verbindung stehenden durchbohrten Bolzen 35 abstützende Feder nach innen bewegt. Der Bowdenzug 38 kann durch einen nicht dargestellten Hebel von Hand bedient werden. Er kann ebensogut auch durch einen fernbedienten Servomechanismus, wie z.B. einen Druckluftzylinder, betätigt werden. Unter dem Druck der Feder 25 wird als erstes die Hülse 9 mit dem beweglichen Teil 2 der Kupplung zurückgezogen und zwar solange bis der bewegliehe Teil an den Druckzylinder 1 anschlägt und die Kugeln 28 aus der Aussparung 7a der Kolbenstange 7 in die Eindrehung 26 der Hülse 29 ausweichen. Anschließend wird durch den Druck der Feder 24 die Hülse 10 zurückgeschoben, wobei die Antriebskurbeln 14 den Faltdeekel 5 und den Abschlußdeckel 3 in ihre Ruhelage zurückführen.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Kupplung ist für den Anbau unterhalb einer Mittelpufferkupplung vorgesehen. Für den Anbau an die mechanische Kupplung dient ein Befestigungsteil 39» das über gummielastische Verbindungselemente 40 und 41 mit dem Zylinder 1 in Verbindung steht.

Zur Führung während des Kuppelvorganges und zum Ausgleich von Abweichungen der beiden Kupplungshalften von der Fahrleuglängsachse ist jeweils auf der einen Seite der Kupplung ein Führungsbolzen 42 und auf der anderen Seite eine entsprechende Bohrung 43 am beweglichen Teil der Kupplung vorgesehen. Der Führungsbolzen 42 ist an seiner Vorderseite konisch abgeschrägt, so daß beim Zusammenführen der beiden Kupplungshälften zweier Fahrzeuge eine Ausrichtung so erfolgt, daß die Kontakte der beiden Kupplungen aufeinander zu liegen kommen.

Die nicht dargestellten elektrischen Kontakte können sowohl für die Führung von Steuerströmen niedriger Spannung als auch zum Führen größerer Ströme hoher Spannung ausgeführt sein. ( Z.B.

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für die Zugheizung bis Maximal - 3000 YoIt - Gleichstrom)·

Grundsätzlich kann die Kolbenstange 7, 8 auch anstelle von einem pneumatisch oder hydraulisch bewegten Kolben auch von einem Elektromotor oder einer anderen rotierenden Maschine z.B. über ein Ritzel und eine Zahnstange verschoben werden.

Claims

1. Aus zwei gleichen-Seilen bestehende elektrische Kupplung

insbes. für den Einbau in oder den Anbau an Mittelpufferkupplungen von Eisenbahnfahrzeugen, bei der in nicht gekuppeltem Zustand die spannungsführenden Seile durch schwenk·* bare Deckel abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab schluß de ekel (3) an !Dragstangen (17) befestigt ist, die in einem um einen festen Punkt (19) drehbaren Hebel (18) längsverschiebb&r geführt sind und daß die über den Drehpunkt (19) des drehbaren Hebels (18) hinausragenden Enden der !Bragstangen (17) an auf einer drehbaren Welle (13) befestigten An triebskurbeln (14) angelenkt sind, wo'bei die Abmessungen so gewählt sind, daß der Abschlußdeckel (3) bei der einen Endstellung der Antriebskurbeln (14) die Oeffnung des Kontaktraumes der Kupplung abdeckt und bei der zweiten Endstellung der Antriebskurbeln sich an eine Ablagefläche (4) anlegt.

2. Elektrische Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Faltdeekel (5)» der einerseits am einen Ende der Ablagefläche (4) und andererseits an einem Ansatz (18a) des drehbaren Hebels (18) so angelenkt ist, daß er die Auflagefläche (4) abdeckt, wenn die Antriebskurbeln (14) sich in der einen Endstellung befinden und daß die Innenseiten der zusammenfaltbaren !Deile des Faltdeckels (5) in der zweiten Endlage der Antriebskurbeln (14) so zusammengefaltet sind, daß sie aufeinander aufliegen und somit gegen Verschmutzung geschützt sind«

3. Elektrische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen pneumatisch oder hydraulisch betätigten Antrieb, dessen Kolbenstange (7) über eine I*eder (23)? eine Hülse (10) und eine Zahnstange (11) auf die Antriebswelle (13) der Antriebskurbel (14) einwirkt, so daß zuerst der Abschlußdeckel (3) weggeschwenkt wird und daß der Antrieb eine Mitnehmer-Yorrichtung aufweist, durch welche die Kolbenstange (7) nach

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Zurücklegung eines der Schwenkung der Antriebskurbel (14) von der einen in die zweite Endlage entsprechenden Weges bei ihrer weiteren Bewegung den beweglichen Teil (2) der Kupplung vorschiebt.

4. Elektrische Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (7) eine lindrehung (7a) und die Hülse (9) Bohrungen (27) aufweist, in die Kugeln (28) eingelegt sind und mit einem Teil ihres Durchmessers in eine Ausdrehung (26) der festen Hülse (29) herausragen und so eine Bewegung der Hülse (29) bei einer Verschiebung der Kolbenstange (7) so lange sperren bis die Kugeln (28) sich in die Eindrehung (7a) der Kolbenstange (7) einlegen können und die Sperrung der Bewegung der Hülse (29) freigeben.

5. Elektrische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in einer Bohrung (36) des bewegliehen Teiles (2) der Kupplung eingesetzte freilaufkupplung (37), die bei Ausbleiben der auf den Kolben (6) wirkenden Druckluft eine durch die Kraft der gespannten leder (25) mögliche Rückführung des beweglichen Teiles (2) der Kupplung verhindert.

6. Elektrische Kupplung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine freilaufkupplung (37), die mittels eines Bowdenzuges (38) lösbar ist.