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文档序号:36393817发布日期:2023-12-15 14:35阅读:25来源:国知局
自动列车耦连装置和用于使自动列车耦连装置脱耦的方法与流程
自动列车耦连装置和用于使自动列车耦连装置脱耦的方法
1.本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的自动列车耦连装置

尤其是用于轨道车辆的货运车厢的自动列车耦连装置

2.按本发明所述类型的自动列车耦连装置在实践中已知,其具有带有耦连头部壳体的耦连头部和带有锁定装置的耦连锁

该耦连锁设计为具有耦连和中心件的旋转闭锁装置,其中,中心件能围绕主轴在耦连位置和脱耦位置之间转动,并且耦连扣圈通过第一端部能围绕耦连扣圈轴线转动地连接在中心件上并且具有第二自由端部

中心件具有开口,该开口用于容纳对向相同的耦连头部的耦连扣圈的相应的第二端部

3.为中心件配设有弹簧储能器

中心件能够克服弹簧储能器的力从耦连位置转动到脱耦位置中,并且能够通过弹簧储能器的力从脱耦位置转动到耦连位置中

4.脱耦位置也被称为耦连就绪位置,因为在该位置中,两个车厢的列车耦连装置可以相对于彼此移动并且耦连

耦连锁或者其中心件必要时也可以打开至相对于耦连就绪位置过度牵拉的位置中

即打开至超过需要的程度

在该过度牵拉的位置中,弹簧储能器最大程度地张紧

在本发明的范畴中,该过度牵拉的位置也是耦连就绪位置或者脱耦位置

此外,这种耦连就绪位置或者脱耦位置也被称为等待位置

5.锁定装置将耦连锁固持在相应的适宜的位置中或者相应地释放该耦连锁,以通过转动中心件过渡到另一位置中,该锁定装置例如具有能够克服弹簧力沿着列车耦连装置的耦连方向移动的推杆,以及横向于或者倾斜于耦连方向移动的爪杆

爪杆铰接地连接在中心件上,并且在中心件从耦连位置转动到脱耦位置中时,爪杆可以通过中心件移动到卡锁位置中,在该卡锁位置中,爪杆锁止中心件往回转动

即锁止中心件沿着从脱耦位置到耦连位置的方向转动

推杆又可在第一位置和第二位置之间移动

在推杆克服弹簧力移动的第一位置中,推杆将爪杆锁止在卡锁位置中,并且在推杆克服弹簧力从第一位置移出的第二位置中,推杆将爪杆从卡锁位置中松脱

6.按本发明所述类型的自动列车耦连装置的功能如下:两个待相互耦连的车辆上的两个对应的耦连头部由此相互锁定,使得相应的耦连扣圈的第二端部分别进入另一个耦连头部的中心件的开口中并且通过转动那里的中心件形状配合地被固持

由此使两个车辆机械地相互耦连

两个耦连锁仅被拉力加载,所述拉力在由耦连扣圈和中心件构成的平行四边形内均匀地分布在两个扣圈上

而压力则通过耦连头部壳体前侧的特殊的成型轮廓传递,其中,该成型轮廓正如本发明中有利的那样通常包括被宽的

尤其是平坦的端面包围的锥体和漏斗部

该成型轮廓可以由连接在耦连头部壳体前面的单独的端板构成

该成型轮廓可以与锥体和漏斗部形成滑动和定心面并且尤其是在侧向偏移

高度偏移和角度偏移方面确定抓握区域

在耦连头部相遇时,所述耦连头部彼此对中心并且滑动至彼此中

7.在两个辆轨道车辆相向地移动时,所述轨道车辆的耦连器锁或者中心件处于耦连就绪位置或者脱耦位置中,在该位置中,中心件尤其由处于卡锁位置中的爪杆固定

在耦连时,锥体伸入耦连头部壳体成型轮廓的漏斗部中

锥体在此压在推杆上并且将该推杆往回推,从而使推杆将爪杆从其卡锁位置中松脱

由此释放耦连锁,并且通过相应的弹簧储能器的力使耦连锁转动,直到中心件止挡在通常位于耦连头部壳体上的预设的止挡部上

在漏
斗部中导引的耦连扣圈在此卡锁至中心件开口中,两个耦连锁卡入彼此中并且达到耦连位置

耦连锁的不期望的分离是不可能的

正常的磨损不影响耦连锁的安全性

8.为了使耦连头部脱耦,脱耦装置克服弹簧储能器的力使两个耦连锁

即两个中心件转动,直到耦连扣圈从中心件的开口中滑动出来

转动的中心件在此应当使爪杆移位到这样的程度,使得在车辆分离时通过使爪杆进入其卡锁位置中防止中心件从过度牵拉的位置往回转动至超过耦连就绪位置

9.脱耦装置在不同的设计方案中已知

能手动操作的机械的脱耦装置例如具有杠杆

线缆和
/
或链式滑车,其作用于不同类型的锁止装置并且在操作时解除卡锁位置

自动化的脱耦装置包括气动缸或者电动机

尤其是使列车耦连装置脱耦的线性执行器作为驱动装置
。de 29 23 195 c2
例如公开了一种用于轨道车辆的中间缓冲器耦连装置的可远程操作的脱耦装置,在该脱耦装置中,电动机通过凸轮盘操作抗扭地连接在主销栓上的杠杆,以便将中心件从耦连位置转动到脱耦位置中
。ep 3 470 295 a1
公开了一种电的线性执行器,其通过杠杆作用在主销栓上

10.已知的自动化的脱耦装置需要相对较大的构造空间,并且在耦连头部壳体之外布置在自动列车耦连装置的外部

为了保护脱耦装置不受环境影响,可以设置用于相对于周围环境遮蔽脱耦装置的封闭罩

已知的实施方式的缺点在于与这些封闭罩相关的设计方面的耗费和由此需要的相对较大的构造空间

11.已知的自动列车耦连装置的另一个缺点是,在通过脱耦装置进行脱耦之后
,
当具有自动列车耦连装置的相应的轨道车辆在调车作业中移动时
,
中心件可能不期望地转动到其耦连位置中

例如,在将轨道车推过起伏山坡
(abrollberg)
时存在的风险是,刚刚脱耦的自动列车耦连装置有可能在轨道车辆驶靠上设置在定向轨道中的车厢之前重新耦连

意外的耦连需要重新将耦连部进行脱耦,这需要额外的时间耗费,而且会影响调度

12.本发明所要解决的技术问题是改进例如前述实施方式所述的自动列车耦连装置

尤其是用于轨道车辆的货运车厢的自动列车耦连装置,使得设计上的耗费和制造成本降低,并且同时使所需的构造空间最小化,可靠地保护脱耦装置免受环境影响

此外,要提供一种用于使自动列车耦连装置脱耦的方法,在该方法中避免了上述缺点

13.按照本发明的技术问题通过具有权利要求1的技术特征的自动列车耦连装置解决

在从属权利要求中给出了本发明的有利的和特别适宜的设计方式以及具有按照本发明的自动列车耦连装置的轨道车辆

14.按照本发明的自动列车耦连装置

尤其是设计为轨道车辆的货运车厢的自动列车耦连装置具有耦连头部,该耦连头部包括耦连头部壳体和具有锁定装置的耦连锁

锁定装置意味着耦连锁可以至少在一个位置中被抗扭地锁定,这由下文得出

15.该耦连锁设计为具有耦连扣圈和中心件的旋转闭锁装置,其中,中心件可以在耦连位置和脱耦位置之间围绕主转动轴转动

耦连扣圈通过第一端部能围绕耦连扣圈轴线转动地连接在中心件上,并且具有第二自由端部

16.中心件具有开口,该开口布置用于容纳对向相同的耦连头部的耦连扣圈的第二端部

17.此外设置有用于至少间接地作用于中心件的脱耦装置,以便将中心件从耦连位置转动到脱耦位置中

18.通过锁定装置尤其能够使中心件抗扭地固持在脱耦位置

即所谓的耦连就绪位置中

19.按照本发明,脱耦装置设计为电动液力的脱耦装置并且要么完全地布置在耦连头部壳体内,要么脱耦装置完全地布置在耦连头部壳体和与耦连头部壳体连接的耦连杆内,即布置在下述空间中,该空间要么单独地被耦连头部壳体包围,要么被耦连头部壳体与耦连杆的相应区域共同包围

20.通过按照本发明的设计方案,可以省去用于脱耦装置的附加的封闭罩,并且同时能够确保良好保护脱耦装置以免受环境影响

在耦连头部壳体之外,并且必要时在耦连杆的相应部件之外无需为脱耦装置预留构造空间

21.为此,电动液力的脱耦装置包括至少一个电动机

能够由电动机驱动的液压泵

尤其是静液压泵,和至少一个能够由泵加载的缸
/
活塞单元,其中,该缸
/
活塞单元的活塞布置和设计为优选直接地作用于中心件,以便将中心件从耦连位置转动到脱耦位置中


/
活塞单元在此这样相对于中心件定位,使得活塞在移动至与中心件的转动轴或者主轴间隔距离时作用在中心件上并且将力矩作用在该中心件上

该设计方案的特点在于功能部件的数量少并且构造特别简单和紧凑

22.在一个特别有利的扩展设计中,电动机和液压泵结合成电动液力的驱动设备,该驱动设备与缸
/
活塞单元液力地耦连

这一方面提供的优点为,不必为每个部件提供单独的悬挂装置和支承装置,此外,电动液力的驱动设备可以作为紧凑的并且预装配的单元进行制造

储存

提供和装配

液力的耦连部通过一个或多个管路连接实现

23.在第一设计方案中,电动液力的驱动设备可以具有至少一个用于与布置在外部的运行介质源建立液力连接的接口

优点在于,电动液力的驱动设备能够与运行介质源的布置结构无关地进行布置,其中,可以利用中央的或分散的运行介质源

24.中央的运行介质源在此例如可以理解为多个这种耦连装置共同对应配属的运行介质源,该中央的运行介质源能够与各个单独的脱耦装置耦连

分散的运行介质源可以理解为单独地配给各个耦连装置的运行介质源

这例如可以是封闭的贮罐

筒等

25.在这两种情况下,运行介质源布置在电动液力的设备之外

26.在第二设计方案中,电动液力的驱动设备包括内部的运行介质源

在这种情况下,可以完全分散地提供运行介质,无需运行介质源与泵之间的位于外部的管路连接

在这种情况下,电动液力的驱动设备至少具有用于与缸
/
活塞单元进行液力耦连的接口

27.在这种情况下优选形成封闭的液力系统,在该液力系统中仅需补偿泄漏损耗

28.针对电动液力的驱动设备的布置结构,原则上存在多种可行性

然而优选选择在靠近缸
/
活塞单元的区域中进行布置,以便使所需的管路连接保持得尽可能短

在第一设计方案中,电动液力的驱动设备在此可以至少部分地布置在耦连杆中,而在第二设计方案中,电动液力的驱动设备直接集成在耦连头部上

第一种可行性的优点是使耦连头部相对紧凑地设计,并且利用与耦连头部连接的耦连杆中原本存在的自由空间进行布置,其中,可以考虑用于各个单独的部件或者紧凑的电动液力的驱动设备在耦连杆中的摩擦配合的或者形状配合的固定可行性

29.按照第二设计方案的在耦连头部中的集成的优点还在于,该集成可以与与之连接的耦连杆的设计无关地实现,这不需要在可能的固定可行性方面对耦连杆进行特殊的适


30.如果马达具有输出转动轴,该输出转动轴相对于主轴至少基本上径向地布置,则脱耦装置可以设计得特别紧凑

因此,输出转动轴有利地指向主轴的方向或者与主轴相交或者至少是能围绕主轴转动的主销栓,该主销栓抗扭地连接在中心件上

相较于与这种主销栓或者主轴偏斜地或者相切地布置的马达输出转动轴,脱耦装置所需要的构造空间明显更狭窄,该构造空间以其纵向延伸尺寸沿着耦连杆纵轴或者耦连头部壳体纵轴的方向延伸,并且因此可以容易地安设在耦连头部壳体内并且在必要时在耦连杆的邻接的区域内

31.为了使缸
/
活塞单元的活塞直接地作用,中心件具有至少一个用于供缸
/
活塞单元的活塞面贴靠的贴靠面,该贴靠面在主轴外布置在中心件上


/
活塞单元在此相对于中心件这样定位,使得活塞的最大行程对应于中心件从耦连位置到脱耦位置的角度行程
(
转动角度
)。
活塞的移动路径优选能够通过理论上的轴线描述,该轴线与主轴间隔距离,并且相对于主轴倾斜地或者相切地布置,以便在作用于中心件上时产生围绕主轴的力矩

32.脱耦装置优选能够与中心件的位置无关地进行操作

脱耦装置的位置优选能够通过传感器检测,以便能够监测和
/
或能够更有针对性地控制脱耦装置的确定的位置

为此给脱耦装置配设控制装置,该控制装置相应地控制电动机

33.在一个特别有利的扩展设计中,脱耦装置具有锁定位置,在该锁定位置中,脱耦装置锁止中心件从脱耦位置到耦连位置的转动,其中,设置有控制装置,通过控制装置能够对脱耦装置进行控制,以使其在时间段内持续地保持在锁定位置中

时间段的持续时间例如可以通过尤其借助开关主动操作来确定,方式例如为在通过车辆驾驶员进行解锁时随即终止在锁定位置中的保持

原则上也可以选择随即自动终止的预定时间段

34.因此,按照本发明的脱耦装置通过包含在其中的马达进行作用,并且应当与上述锁定装置区分,该锁定装置通过两个自动列车耦连装置的相互接近而纯机械地作用

更确切地说,除机械的锁定装置外,还设置有脱耦装置

35.优选设置有手动操作装置,通过该手动操作装置能够手动地将中心件移至脱耦位置中

通过将中心件转到脱耦位置能够使得自动列车耦连装置脱耦

36.自动列车耦连装置可以如开篇所述地配设锁定装置,该锁定装置尤其包括所示的爪杆和推杆并且如开篇所述地工作

37.按照本发明的轨道车辆具有相应的所示类型的自动列车耦连装置

38.以下根据实施例和附图示例性地描述本发明

39.在附图中:
40.图
1a
示出了按照本发明的自动列车耦连装置的剖面图;
41.图
1b

1c
在示意性的简化视图中示出了脱耦装置的构造;
42.图2在从斜上方观察的俯视图中示出了按照本发明的自动列车耦连装置的局部剖切的视图;
43.图3在细节视图中示出了活塞直接作用在中心件上的作用区域;
44.图
4a

4b
在从斜上方观察的俯视图中示出了按照本发明的自动列车耦连装置在脱耦位置和耦连位置中的局部剖切的视图

45.图
1a
示意性地示出了按照本发明的自动列车耦连装置在耦连装置锁3或者其中心件6处于脱耦位置中的实施例

此外还示意性示出了配属的脱耦装置
11。
具体地,自动列车
耦连装置具有耦连头部1,其包括耦连头部壳体2以及耦连锁
3。
耦连锁3设计为具有中心件6的旋转闭锁装置,耦连扣圈5能围绕耦连扣圈轴线8转动地连接在所述中心件上

中心件6又可以围绕主轴7转动

中心件6为此支承在主销栓
19
上并且抗扭地连接在该主销栓上

46.一方面,手动操作装置
20
可以如图
1a
所示地作用在主销栓
19
上,以便手动地使耦连锁3脱耦

另一方面,可以通过主销栓
19
控制压缩空气管路

尤其是制动空气管管路的在此未详细示出的阀的执行器,从而在耦连锁3转动至耦连位置中时使阀打开,并且在耦连锁3转动至脱耦位置中时使阀关闭

47.耦连扣圈5具有第一端部
5.1
以及相对立的第二端部
5.2
,耦连扣圈在所述第一端部上能转动地连接在中心件6上,所述第二端部在对应的耦连头部1的中心件6的开口9中夹紧,以便将两个耦连头部1机械地相互锁定

耦连扣圈5相应地在其第二端部
5.2
上具有在此未详细示出的横向锁定装置

48.每个耦连头部1的中心件6能够克服例如由一个或者多个拉力弹簧构成的弹簧储能器4的力从脱耦位置转动到耦连位置

49.图
1a
示出了耦连头部1或者耦连锁3的脱耦位置

这种也被称为耦连就绪位置的脱耦位置也可以是上述过度牵拉的位置

50.当两个耦连头部1在耦连锁或者中心件6的图
1a
所示的脱耦位置中朝彼此移动时,锥体
21
伸入漏斗部
22
中并且使耦连锁3的锁定装置解锁,方式例如是使锥体
21
压到锁定装置的推杆
26
上,在此例如使爪杆
27
的卡锁连接松脱,从而中心件6不再被阻止转动至耦连位置中,并且例如通过弹簧储能器4的力转动至耦连位置中

在漏斗
22
中导引的耦连扣圈5在此啮合到中心件开口9中并且两个耦连锁3相互钩住

51.耦连锁3仅被拉力加载,而压力则通过端板
24
的端面
23
传递

52.脱耦装置
11
包括至少一个电动机
12、
能够通过电动机
12
驱动的液压泵

尤其是静液压泵
30
,和能够液力地与泵
30
连接的缸
/
活塞单元
32
,其活塞
36
作用在中心件6上


30
和缸
/
活塞单元
32
之间的液力耦连标注为
33。
通过运行介质源
34
向缸
/
活塞单元
32
加载运行介质,该运行介质源通过液力连接与泵
30
连接

液力系统可以设计为开放式或封闭式系统

封闭式系统尤其被用于分散式的运行介质供给

53.电动机
12
和泵
30
优选结合成电动液力的驱动设备
31。
为此,电动机和泵可以安设在共同的壳体中,或者相互法兰连接


1b
在示意性的高度简化的示意图中示出了脱耦装置
11
的这种设计

在这种情况下,运行介质源
34
也可以集成在驱动设备
31
中,或者如图
1b
中虚线所示的那样布置在驱动设备
31
之外

将运行介质源
34
集成到驱动装置中在此提供的优点为实现了封闭式系统

54.也可以考虑的是例如图
1c
所示的分散式的结构类型,即电动机
12
和泵
30
在空间上相互分离地布置,并且在电动机
12
的驱动轴和泵
30
的输入轴之间仅具有一个传动连接装置

55.在按照图
1a
的设计方案中,电动机
12、

30
以及优选运行介质源
34
至少部分地布置在耦连杆
10


也可以考虑的是完全集成在耦连杆
10


56.缸
/
活塞单元
32
布置在耦连头部壳体2中


/
活塞单元
32
在此与电动液力的驱动设备
31
相间隔地布置,然而优选在空间上靠近,并且通过连接部
34
与驱动设备液力地连接

57.这样相对于中心件6进行所述布置,使得活塞
36
能够相对于中心件移动,以便在中
心件6上产生绕主轴7的力矩

活塞
36
为此在前部的端部区域中具有作用面,该作用面在中心件6上的贴靠区域
14
上起作用


/
活塞单元
32
的活塞
36
在此与主轴7相间隔,并且相对于主轴倾斜地或者成角度地

优选相切地布置

这也适用于能够描述移动路径的理论上的轴线
25。
58.在图2中在从上方观察的局部剖切的视图中可以看到,耦连锁3的所有部件均容纳在耦连头部壳体2内,并且耦连杆
10
沿着列车耦连装置的纵向连接在耦连头部壳体2上,除了耦连头部壳体2之外,所述耦连杆容纳电气的脱耦装置
11
的一部分

在此即电动机
12。
59.图3在细节视图中示明了活塞
36
在中心件6的贴靠区域
14
上的作用

在这种情况下,中心件6具有相对于活塞
36
上的作用面定向的面,活塞
36
在对应于行程路径
25
进行往复运动时与该面贴靠,并且在进一步运动时对中心件6产生绕主轴7的力矩

60.此外,设置有控制装置
13
,通过该控制装置能够控制脱耦装置
11
,以使其在时间段中持续地保持在锁定位置中

时间段的持续时间例如可以通过尤其借助开关主动的操作来确定,方式例如为在通过车辆驾驶员进行解锁时,随即终止在锁定位置中的保持

原则上也可以选择随即自动终止的预定的时间段

61.同样可行的是备选地完全地将电气操作的整个脱耦装置
11
容纳在耦连头部壳体2内,然而在此未示出

62.图
4a

4b
示出了剖切的耦连头部壳体1,其中,图
4a
示出了处于脱耦位置的耦连部,并且图
4b
示出了耦连位置的耦连部

在此可以根据这些图阐述电气地操作的脱耦装置
11
的功能


4a
示出了处于脱耦位置中的中心件
6。
为了使中心件从脱耦位置到达耦连位置中,使缸
36
移回

63.如图
4a
所示,通过触发脱耦信号实现向未耦连或耦连就绪的状态的转变,其中,例如通过控制装置
13
对电动机
12
进行相应的控制

由此通过电动液力的驱动设备
31
向缸
/
活塞单元
32
的缸
36
加载压力,并且使活塞
36
伸出

由此使中心件6移动至脱耦位置中

活塞杆
36
的运动在设计为耦连锁的中心件6的所谓的超拉伸
(
ü
berrissen)
位置中结束

接着驱动装置
31
再次切换,并且使活塞
36
又回到基础位置

即缩入位置中

此时,中心件
(

)6
略微回移至卡锁位置
(
锁的预紧
/
耦连就绪位置
)
中,其中,活塞
36
已重新移回到基础位置中并且因此对中心件6没有影响

64.在脱耦过程中,活塞杆
36
在此抵靠着中心件6的定义的轮廓移动,并且使中心件在确定的角度路径上顺时针地移动,直到最大行程耗尽

该行程与中心件的必要的角度路径对应并且使锁或者耦连部脱耦

65.图
4b
示出了处于耦连位置中的中心件
6。
为了切换至耦连位置中,相应地控制驱动设备
32
,并且缸
/
活塞单元
32
处于具有缩入
(
收缩
)
的活塞
36
的基础位置中

中心件6可以没有力作用地突变式地从“耦连就绪”变为“耦连”,而不受脱耦装置
11
对中心件运动的任何影响

66.附图标记列表
[0067]1耦连头部
[0068]2耦连头部壳体
[0069]3耦连锁
[0070]4弹簧储能器
[0071]5耦连扣圈
[0072]
5.1 第一端部
[0073]
5.2 第二端部
[0074]6中心件
[0075]7主轴
[0076]8耦连扣圈轴线
[0077]9开口
[0078]
10
耦连杆
[0079]
11
脱耦装置
[0080]
12
电动机
[0081]
12.1
输出转动轴
[0082]
13
控制装置
[0083]
14
贴靠区域
[0084]
18
传感器
[0085]
19
主销栓
[0086]
20
手动操作装置
[0087]
21
锥体
[0088]
22
漏斗部
[0089]
23
端面
[0090]
24
端板
[0091]
25
移动路径
[0092]
30
液压泵
[0093]
31
电动液力的驱动设备
[0094]
32

/
活塞单元
[0095]
33
液力的耦连部
[0096]
34
运行介质源
[0097]
35
连接装置
[0098]
36
活塞
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