DE1197146B - Aus zwei Kupplungsteilen bestehende elektrische Kupplung - Google Patents

Description

• Aus zwei Kupplungsteilen bestehende elektrische Kupplung Elektrische Kupplungen, die auch in ungekuppeltem Zustand im Freien oder in feuchtigkeits- oder staubhaltigen Räumen zur Verwendung kommen sollen, benötigen in getrenntem 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. Solche Kupplungen kommen z. B. auch für die Heizleitungen von Eisenbahnfahrzeugen mit elektrischer Heizung, die bei Vollbahnen meist mit Spannungen zwischen 1000 und 3000 Volt betrieben wird, zur Verwendung.
• Bei Triebwagen, die häufig mit selbsttätigen Mittelpufferkupplungen versehen sind, ist meist auch die Kupplung einer größeren Anzahl von Steuerleitungen erforderlich. Es ist bekannt, diese elektrischen Kupplungen so mit den Fahrzeugkupplungen zusammenzubauen, daß beim Zusammenkuppeln der Fahrzeuge die elektrische Kupplung selbsttätig erfolgt. Um die Kontakte und ihre Isolation dieser elektrischen Kupplungen vor Verschmutzung zu schützen, sind diese in ungekuppeltem Zustand meist durch schwenkbare Deckel oder Kappen abgedeckt. Diese Kappen müssen durch besondere Einrichtungen vor dem Zusammenkuppeln abgehoben werden. Dies erfolgt durch besondere kinematische Einrichtungen, die sich meist der Hilfe von Gelenkketten bedienen. Solche 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 sind wohl in der Lage, grobe Fremdkörper und auch Schnee von den Kontakten fernzuhalten. Ein einwandfreier Schutz gegen Staub und Feuchtigkeit ist bei diesen bekannten Anordnungen nicht erreichbar, so daß solche Kupplungen nur für das Kuppeln von Niederspannungsstromkreisen angewandt werden können. Für mit einer Spannung von 1000 bis 3000 Volt betriebene Heizstromkreise sind besonders manuell zu betätigende Steckkupplungen erforderlich.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Kupplung zu schaffen, die insbesondere ein selbsttätiges Kuppeln von Strompfaden mit Spannungen von 3000 Volt ermöglichen soll; aber auch an anderen Stellen, bei denen ähnliche Probleme auftreten, anwendbar ist.
• Die Erfindung betrifft eine aus zwei Kupplungsteilen bestehende elektrische Kupplung, insbesondere für den Einbau in oder den Anbau an Mittelpufferkupplungen von Eisenbahnfahrzeugen, bei denen im nichtgekuppelten Zustand die spannungsführenden Kontakte abgedeckt sind.
• Die Erfindung ist gekennzeichnet durch den Aufbau aus je einem rechteckigen Gehäuse mit einem vorzugsweise rechteckigen nach der Stirnseite hin offenen Hohlraum, in dem ein durch eine Feder nach der offenen Stirnseite bewegbares Verschlußstück angeordnet ist, das beim Auseinanderziehen der Kupplungsteile den an der einen Seite des rechteckigen Hohlraumes befindlichen Kontaktraum, in dem die Kontakte angeordnet sind, dicht verschließt.
• Ein besonderer Vorzug der Kupplungen gemäß der Erfindung besteht darin, daß beide Kupplungshälften vollkommen gleich sind. Dies bedeutet durch Vergrößerung der von gleichen Werkstücken herzustellenden Stückzahlen nicht nur eine Verringerung der . Kosten für die Fertigung selbst, sondern auch praktisch eine Halbierung der Kosten für die Ersatzteillagerhaltung.
• Kupplungen gemäß der Erfindung sind nicht nur als Fahrzeugkupplungen verwendbar, sondern auch bei Maschinen der verschiedensten Art, bei der mit elektrischen Antrieben versehene Maschinenteile von einer Maschine schnell ohne manuelle Eingriffe abgetrennt werden sollen, z. B. in Kraftwerken, insbesondere in Kernenergiekraftwerken. Verschiedene Kupplungsanordnungen gemäß der Erfindung sollen nun an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In F i g. 1 ist ein Kupplungsteil im Längsschnitt, in F i g. 2 ein gleicher Kupplungsteil ebenfalls im Längsschnitt, jedoch um die Längsachse um 1$0° gedreht, dargestellt; kn F i g. 3 ist das in F i g. 1 dargestellte Kupplungsteil in einer Ansicht auf die Stirnseite gesehen, dargestellt; F i g. 4 ist eine Ansicht auf das eine Kupplungsteil auf die Breitseite gesehen, und F i g. 5 ist ein Längsschnitt parallel zur Breitseite, und F i g. 6 ist ein Längsschnitt durch die beiden miteinander gekuppelten Kupplungshälften.
• Die beiden Kopplungshälften sind z. B. an Teilen 1 und 2 der mwhämsehen Kupplung von zwei verschiedenen Eisenbahnwagen angebracht. Dabei sind die Kupplungshälften so angebracht, daß ihre schmale Seite nach oben zeigt. Jede Kupplungshälfte ist aus einem rechteckigen Gehäuse 3 aufgebaut, das einen ebenfalls rechteckigen, unsymmetrisch zum Gehäuse angeordneten, nach der Außenseite hin offenen Hohlraum 4 aufweist.
• Die rwbteclige öffnung 4 des Gehäuses 3 ist durch ein ebenfalls rechteckiges Verschlußstüek 9, das im Ausführungsbeispiel hohl und nach der Innenseite zu offen ausgebildet ist, verschlossen. Durch das Verschlußstück 9 ist auch der mit dem Hohlraum 4 in Verbindung stehende Hohlraum 5 für die Aufnahme der Kontakte, der im. folgenden mit Kontaktraum bezeichnet werden soll, verschlossen. Das Verschlußsiück 9 kann aus einem isolierenden Werkstoff hergestellt sein. Das Verschlußstück wird durch eine Feder 10 so weit nach außen gedrückt, daß die rechteckige Öffnung 4 verschlossen und der Kontaktraum 5 abgedichtet ist. Die Feder 10 ist über einen im Gehäuse 3 angebrachten Bolzen 11 gesteckt, um zu verhindern, doß diese seitlich ausknicken kann, wenn das Verschlußstück 9 beim Kuppeln durch den Gehäuseteil 19 nach innen geschoben wird. Der Hub der Verschlußstückea 9 wird durch einen an diesem befestigten Bolzen 12, der in einem in das Gehäuse 3 eingearbeiteten Schlitz 13 geführt ist, begrenzt. Für die Hubbegrenzung können aber auch ebensogut andere bekannte Elemente zur Verwendung kommen.
• Anschließend an den Hohlraum 4 erstreckt sich auf der anderen Seite der Mittellinie des Gehäuses 3 nach außen ein mit dein Hohlraum 4 in Verbindung stehender Kontaktraum 5. im Ausführungsbeispiel sind im Kontaktraum nebeneinander vier Gleitkontakte 6 isoliert vom Gehäuse angeordnet. Die Kontakte 6, die im Ausführungsbeispiel als Doppelgleitkontakte ausgebildet sind, können ebensogut als Einfachgleitkantakte ausgeführt sein oder eine andere Ausführungsform aufweisen. Die Gleitkontakte 6 stehen mit ebenfalls von dem Gehäuse 3 isolierten Klemmar 7 in Verbindung, an die die Stromzuleitungen 8 angeklemmt sind. Die Klemmen 7 sind nach Entfernung des sie abdeckenden Deckels 15 zugänglich. Die Anzahl der Kontakte bzw. deren räumliche Anordnung kann natürlich ebensogut anders wie im Ausführungsbeispiel dargestellt sein. So können z. B. mehrere Gruppen von nebeneinander angeordneten Kontakten, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, in Bewegungsrichtung des Verschlußstückes hintereinander angeordnet sein. Dies setzt aber voraus, daß die Zuleitungen zu den Kontakten während des Kupplungsvorganges abgeschaltet sind, um Fehlschaltungen oder Kurzschlüsse zu vermeiden.
• Der Kontaktraum 5 kann durch eine Bohrung 16 aus einer nicht dargestellten, an einen Drucklufterzeuger angeschlossenen Rohrleitung unter überdruck gesetzt werden. Auf diese Weise kann das Eindringen von Fremdkörpern in den Kontaktraum 5 praktisch mit Sicherheit unterbunden werden. In das Gehäuse 3 kann weiterhin eine Bohrung 17 eingearbeitet sein. Wird diese an eine nicht eingezeichnete, von einem Drucklufterzeuger gespeiste Rohrleitung angeschlossen, ist es möglich, auf die Feder 10 und den Bolzen 11 zu verzichten und das Verschlußstück 9 mittels Luftdruck in die Verschlußstellung zu drücken.
• Das Kuppeln der beiden Kupplungshälften spielt sich folgendermaßen ab. Es ruß dabei vorausgesetzt werden, daß durch besondere Führungen an den Fahrzeugkupplungen dafür Sorge getragen ist, daß die Mittellinien beider Kupplungshälften miteinander fluchten. Wenn die Kupplungen mit ihren Schmalseiten auf horizontalen Flächen der mechanischen Kupplungen um jeweils 1$0° um ihre Längsachse verdreht, wie bereits erwähnt, angeordnet sind, liegen auch die dem Kontaktraum zugekehrten Flächen der Verschlußstücke 9 in einer Ebene. Diese Ebene steht senkrecht zur Fahrbahnebene. Wenn die Anzahl der zu kuppelnden Strompfade nicht zu groß ist, braucht an jeder Fahrzeugkupplung jeweils nur eine einzige Kupplungshälfte vorhanden zu sein. Die beiden Kupplungshälften nähern sich einander also, wobei deren Mittellinien auf einer Geraden liegen. Das abgeschrägte Vorderteil 19 des Gehäuses 3 trifft dann auf das Verschlußstück 9 der anderen Kupplungshälfte auf. Kleinere Abweichungen können durch eine Nase 18 am vorderen Teil des Gehäuses 3 bzw. die erwähnten Abschrägungen ausgeglichen werden. Beide Verschlußstücke 9 werden beim Ineinanderschieben der Kupplungshälften gegen die Kraft der Federn 10 in den Hohlraum 4 hineingeschoben, bis sich die beiden Kontakträume 5 gegenüberstehen, die Kontakte ö zur Berührung kommen und ein einziger Kontaktraum entsteht, der gegebenenfalls zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern unter Überdruck gesetzt ist. Die Verschiebung des Verschlußstückes nach innen wird durch den bereits erwähnten, in der Nut 13 geführten Bolzen 12 begrenzt. Die überlappung der Gehäuseteile und der Verschlußstücke ist so groß, daß auch während des Kupplungsvorganges keinerlei Fremdkörper in den Kontaktraum 5 eindringen können.
• Beim Entkuppeln werden in gleichem Maße, wie sich die Gehäuse 3 der beiden Kupplungshälften voneinander entfernen, durch die Kraft der Federn 10 die Verschlußstücke im verschließenden Sinne des Hohlraumes 4 verschoben, bis diese in die Endlage gelangt sind.
• Die Kupplung gemäß der Erfindung ermöglicht das Kuppeln von Strompfaden auch für hohe Spannungen, bei denen große Kriechwege von Kontakt zu Kontakt erforderlich sind, ohne daß Fremdkörper im gekuppelten oder angekuppelten Zustand bzw. während des Kuppelvorganges in den Kontaktrautn eintreten können.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Aus zwei Kupplungsteilen bestehende elektrische Kupplung, insbesondere für den Einbau in oder den Anbau an Mittelpufferkupplungen von Eisenbahnfahrzeugen, bei denen im nichtgekuppelten Zustand die spannungsführenden Kontakte abgedeckt sind, gekennzeichnet durch den Aufbau aus je einem rechteckigen Gehäuse mit einem vorzugsweise rechteckigen, nach der Stirnseite hin offenen Hohlraum, in dem ein durch eine Feder nach der offenen Stirnseite bewegbares Verschlußstück angeordnet ist, das beim Auseinanderziehen der Kupplungsteile den an der einen Seite des rechteckigen Hohlraumes befindlichen Kontaktraum, in dem die Gleitkontakte angeordnet sind, dicht verschließt.
2. 2. Elektrische Kupplung nach Anspruch 1, dadadurch gekennzeichnet, daß beide Kupplungshälften vollständig gleich sind.
3. 3. Elektrische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei auseinandergezogenen Kupplungsteilen die Kontakte abschließenden Flächen der Verschlußstücke senkrecht zur Fahrbahnebene stehen.
4. 4. Elektrische Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktraum zwecks Erzeugung eines überdruckes durch Kanäle (16) mit einer Druckluftleitung in Verbindung steht.
5. 5. Elektrische Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegung die rechteckige Öffnung des Gehäuses verschließenden Verschlußstückes an Stelle einer Feder Druckluft dient, die durch eine Öffnung (17) in den Raum (4) einströmen kann.