EP4180299B1 - Kupplungskopf für eine kupplung eines schienenfahrzeugs - Google Patents
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- EP4180299B1 EP4180299B1 EP22206043.6A EP22206043A EP4180299B1 EP 4180299 B1 EP4180299 B1 EP 4180299B1 EP 22206043 A EP22206043 A EP 22206043A EP 4180299 B1 EP4180299 B1 EP 4180299B1
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- B61—RAILWAYS
- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
- B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
- B61G5/08—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for fluid conduits
Definitions
- the invention relates to a coupling head for a coupling of a rail vehicle according to the features of the preamble of claim 1.
- EP-A-1 800 987 discloses a coupling head provided with a pneumatic brake line and/or a supply line, which is provided with a closure member for closing or opening the respective line.
- This line is in the area of Coupling level provided with a sealing body with a front sealing surface.
- This sealing body has a passage opening in which a sealing element is arranged. In the active position, a closure part of the closure element is placed sealingly against this sealing element and the line is closed.
- This closure element is acted upon by a spring acting on the closure part and is held by a mechanical actuating element in which it closes the line, while after coupling it is released by this so that it can be moved into the open position by the pressure prevailing in the line and the spring force.
- An automatic air coupling for a rail vehicle is disclosed with a mouthpiece for coupling the air coupling to a counter-identical air coupling, which is provided with a compressed air nozzle for connecting the air coupling to a rail vehicle compressed air system.
- the air coupling has a flow channel, a valve arranged in this with a valve body and a valve seat.
- the valve body is movable between an open position and a closed position.
- a free flow cross-section for the compressed air through the mouthpiece, the flow channel, the valve in the open position of the valve body and the compressed air nozzle has a minimum width of 20 millimeters, wherein the free flow cross-section is at least substantially circular.
- the present invention is based on this generic central buffer coupling and is based on the task of improving a coupling head or the air coupling in such a way that it can achieve an optimal flow rate with a simple, robust construction. Flow of compressed air is achieved when the clutch is coupled, thus enabling rapid switching, for example, from released to applied brakes or from other consumers.
- an inlet opening which opens transversely into the flow opening, and the tappet are positioned relative to one another in such a way that the front side of the tappet is almost flush with the rear outside when the air line is in the open position, but almost flush with the front outside of the inlet opening of the air line when it is in the closed position.
- the stop is accordingly placed on this front outside. This makes it possible to close the valve element quickly from full flow to zero.
- the adjustment means for the tappet of the valve body are advantageously implemented by a cam disk or a crank drive which interact with it.
- Fig. 1 and Fig. 2 show a coupling head 10 of a coupling for a rail vehicle, which can be a freight or passenger car, a locomotive or other cars. Not all details of the coupling head 10 are explained below, but primarily only those in connection with the invention.
- This coupling head 10 comprises a one- or multi-part housing 11 with a front wall 14 forming an abutment surface 15 for a flat support of an identical abutment surface of a coupling head of another rail vehicle to be coupled.
- a coupling head is designed identically to the coupling head 10 shown, but is attached to a coupling device of the vehicle to be coupled, pivoted horizontally by 180°.
- a connecting flange 12 is arranged on the rear of the housing 11, which can be fixed to a drawbar or similar of a coupling device, which is preferably articulated to a vehicle body.
- a guide element 13 can be arranged for pre-centering with the coupling head to be connected.
- a connecting flange 12 a screw thread or a permanent fixed connection to a coupling element on the freight car could also be provided.
- a locking and unlocking mechanism 35 is integrated in the housing 11, which comprises a lever system with adjustable and pivotable levers that interact with one another, which are not explained in more detail below.
- a protruding adjustable latch 36 for locking and unlocking is illustrated, which protrudes through a flange 37 at the impact surface 15 and on which a projection 37' is provided on the side. of the flange 37 as a centering aid.
- a round recess 28 is cut out next to this flange, which is intended for receiving a flange of the coupling head to be coupled, from which such a latch can be inserted into this recess 28 for locking.
- a main air line 16, 16' and a main container air line 17, 17' are illustrated, which run from the rail vehicle to the housing 11 and to the impact surface 15 and can be connected to lines of the coupled coupling head.
- the brakes of the rail vehicles are actuated with this main air line 16 with an operating pressure, whereby this is set for safety reasons so that they are released when an operating pressure is present, but if there is a pressure drop in the event of a fault, the brakes are applied.
- An air coupling 20 with a valve element 25 that opens or closes the main air line 16 is mounted above the housing 11.
- This air coupling 20 with an actuating element is designed as a structural unit within the scope of the invention, which could also be mounted below or to the side of the housing 11.
- This valve member 25 consists of a tappet 26 which is axially adjustable in a flow opening 21, an adjusting means 27 which is movable in said tappet, a holder 29, a pivoting lever 28 pivotably mounted in said holder, and a spiral spring 31 which is operatively connected to the latter.
- the pivot lever 28 which is designed as a manual actuating element and is located at the rear above the housing 11, is easily accessible for an operator.
- a cable pull, a controllable electric or pneumatic rotary or piston drive or similar could be used as an actuating element instead of the pivot lever 28 or in addition to it.
- a cylinder sleeve 22 forming the flow opening 21 can be inserted into the housing 11 from the front at the abutting surface 15 and can be mounted therein.
- the tappet 26 is guided axially in this cylinder sleeve 22, a transverse inlet opening 32 of the air line 16 is present and a sealing ring 23 extending to the abutting surface 15 is mounted on the front side in a limited axially adjustable manner.
- this sealing ring 23 is advantageously pressed forwards towards the abutment surface 15 by a spring element 24 in the uncoupled state and is held there by a sealing element 19 as a stop, the spring element 24 being supported, for example, as a compression spring at a shoulder 22' in the cylinder sleeve 22.
- the tappet 26 can be pressed against a stop 30 by the adjusting means 27 when closing, while when opening it is pushed back by the air pressure and thus the air flowing transversely into the flow opening 21', the inlet opening 32 of the air line 16 is fully opened in fractions of a second.
- the stop 30 is formed by an annular shoulder with a passage bore 30' projecting into the flow opening 21'.
- This inlet opening 32 is advantageously positioned such that the tappet 26 with its front side 26' is approximately flush with the rear outer side 32" in the open position of the air line 16, but in the closed position it is approximately flush with the front outer side 32' of the inlet opening 32 of the air line 16.
- the stop 30 is accordingly placed on this front outer side 32'. This enables this rapid closing of the valve member 25 from full passage to zero and there is practically no dead movement of the tappet 26.
- the plunger 26 can be moved by a cam disk 27 acting on its rear side 26" as an adjustment means and it is constantly pressed against the cam disk 27 in the holder 29 on its front side 26' by the prevailing air pressure in the air line 16. This means that a spring element or the like acting on the plunger 26 can be dispensed with.
- the front side 26' of the plunger 26 is expediently provided with a mushroom-shaped or similarly shaped front part 33, which is dimensioned with a smaller external diameter than that of the plunger guided in the cylinder sleeve 22.
- the flow opening 21 slightly expanded in diameter before the stop 30. This generates a sufficient pressure force of the air pressure against the tappet 26 in the direction of the cam disc 27 even in the closed position, so that the pressing of the tappet against the cam disc is ensured even when opening is initiated.
- the plunger 26 is dome-shaped on its rear side 26" and the cam disk 27 is designed with a curved shape 27' such that the plunger 26 is pushed back by the compressed air when the cam disk 27 is rotated by means of the pivot lever 28 against the stop 30 or in the position shown.
- the pivot lever 28, which is pivotably mounted in the holder 29, is automatically rotated by the spiral spring 31 operatively connected to it so that the plunger 26 is moved into the closed position when the pressure in the air line 16 drops.
- Fig. 3 The valve member 25 is separated from the air coupling 20 in contrast to Fig. 2 in the closed position without housing 11, in which the plunger 26 is pressed against the stop 30 with its front side 26' formed by the mushroom-shaped front part 33.
- a cavity 34 is formed in the flow opening 21 between the front part 33 of the plunger 26 and the cylinder sleeve 22, which cavity is connected to the air line 16 and in which the air pressure is present.
- the plunger 26 is pushed into this position by the cam disk 27, whereby the curve shape 27' in contact with its rear side 26" runs obliquely outwards from the center and is closed off by a radius 27".
- a flange 39 is also provided on the front of the cylinder sleeve 22 for fastening it in the housing 11.
- sealing ring 23, in the closed position of the valve member 25, in which it is not in contact with a sealing ring of a coupled coupling head, projects slightly forwards from the spring member 24 supported at the shoulder 22' in the cylinder sleeve 22 relative to the abutment surface 15 and is held by the sealing member 19 as a stop.
- Fig. 4 and Fig. 5 show a variant of a valve member 45 of an air coupling 40, which is in itself the same as that according to Fig. 1 is designed and therefore the same reference numerals are used for the same components. Only the differences are shown below.
- This valve member 45 has an axially adjustable tappet 46, an adjusting means that can move around it, the holder 29, the pivoting lever 28 pivotably mounted in it and the spiral spring 31 operatively connected to the latter.
- the tappet 46 can be pressed against a stop 50 by a crank drive 47 as an adjustment means in the axial direction of the flow opening 21, but can be retracted by the crank drive 47 when opening and thus the air line (not shown in detail) leading transversely into the flow opening 21 can be connected to the inlet opening 43 in the cylinder sleeve 42 is opened.
- the stop 50 is formed by an annular shoulder with a passage bore 50' projecting into the flow opening 21.
- the tappet 46 is very advantageously set to the inlet opening 43 in such a way that its front side 46' in the open position is almost flush with the rear outside 43", whereas in the closed position it is almost flush with the front outside 43' of the inlet opening 43 of the air line 16.
- the stop 50 is accordingly placed on this front outside 43'.
- This tappet 46 is piston-shaped, but it could also be provided with a front part like the one according to Fig. 3 be provided.
- This crank drive 47 consists of a connecting rod 44, a pivot bearing 48 and a turntable 49 which can be rotated by the pivot lever 28.
- the connecting rod 44 is connected at one end to the pivot bearing 48 which is held eccentrically in the turntable 49 and at the other end to the tappet 46 via a ball joint 41.
- Fig. 5 the valve member 45 is shown in the closed position, in which the tappet 46 is pressed against the stop 50 by the connecting rod 44 with a certain contact force.
- the rotary disk 49 is rotated in an anti-clockwise direction, in which the pivot bearing 48 is movable approximately from a lateral to a rear pivot position 48' (figure) and the connecting rod 44 is moved from the oblique position shown to a position running in the axial direction of the flow opening 21.
- a conical recess is provided on the back of the tappet 46.
- 51 is provided for the deflection of the connecting rod 44.
- the degree of eccentricity of the pivot bearing 48 at the turntable 49 is selected such that the connecting rod 44 in the closed position shown is aligned approximately parallel with a minimal distance to the wall at the recess 51.
- this sealing ring 23 with the spring element 24 supported on the stop 50 is arranged in the cylinder sleeve 42 protruding from the impact surface 15, as described above. Fig. 3 is explained.
- the respective air coupling 20 and 40 forms with the cylinder sleeve 22, 42 with the flow opening 21, the plunger 26, 46 guided therein, its adjustment means, the holder 29 with the actuating element and the connection of the air line 16 a structural unit which can be mounted on or in the housing 11 and which can be mounted independently of the other components of the coupling head 10.
- Fig. 6 and Fig. 7 show a coupling head 60 which is designed similarly to that according to Fig. 1 , and therefore only the differences are shown below.
- a housing 61 is provided with a front wall 64 forming an abutment surface 65, a flange 67 in it and next to this a round recess 68.
- a leading connecting element 62 is indicated for fastening it to the rail vehicle.
- the main difference between this coupling head 60 and the one according to Fig. 1 consists in the fact that according to the invention an electric coupling 63 with an electric connection line 69 and not an air coupling is mounted on the top of the housing 61, and an air coupling 70 with a valve element 75 that opens or closes the main air line 66 is arranged on the underside of the housing 61.
- an electric coupling 63 with an electric connection line 69 and not an air coupling is mounted on the top of the housing 61
- an air coupling 70 with a valve element 75 that opens or closes the main air line 66 is arranged on the underside of the housing 61.
- only a main air or a main container air line 66 is advantageously provided in the lower area between the flange 67 and the recess 68 and such a line is not also provided at the top.
- the air coupling 70 is mounted on the underside of the housing 61, as shown in Fig. 7 This allows the total height of the coupling, which should not exceed
- the electric coupling 63 with the connecting line 69 is designed in a conventional manner and is therefore not explained in more detail. It has a plug arrangement 58 on the front with a hinged cover 59 that is almost flush or even protrudes from the abutment surface 65. This cover 59, shown in the closed state, is opened when coupling so that a plug connection can be made with the plug arrangement of the coupling head to be coupled.
- the valve member 75 of the air coupling 70 which opens or closes the main air line 66 corresponds to that according to Fig. 1 or Fig. 2 . Please refer to the detailed explanation above.
- the transverse Inlet opening 72 of the air line leads from below into the flow opening 66 of the cylinder sleeve 73 and forwards to the abutment surface 65.
- the sealing ring 74 is mounted in the cylinder sleeve 73 in a limited axially adjustable manner, which is pressed by the spring element 77 in the uncoupled state to protrude towards the abutment surface 65.
- This transverse inlet opening can just as easily be led from the side into the flow opening 66.
- the plunger 76 which can be moved back and forth in the cylinder sleeve 73, is pressed against the stop 80 by the adjusting means 78 as shown when closing, but is pushed back by the air pressure when opening.
- the plunger 26 is adjustable by the rotating cam disk 78' of the adjusting means 78, which engages on its rear side, the latter being mounted, for example, in the holder (not shown in detail) and being operable by a pivoting lever or the like pivotably mounted in this.
- valve member 75 instead of the valve member 75, one according to Fig. 4 and Fig. 5 be installed on the bottom of the housing, which is not explained in detail.
- an air coupling with a valve member 75 opening or closing the main or main container air line could also be arranged in the upper region of the housing 61 on the upper side 61' of the housing 61, as in Fig. 1
- the electric coupling would therefore be placed on the underside 61" of the housing 61 and preferably no main air line would be provided in the lower area, but rather in the upper area of the housing.
- the air coupling could be structurally equipped with other means and, as mentioned, be arranged on the underside or on the side of the housing 11.
- the sealing ring 23 with the spring element could also be designed differently, for example by a sealing ring that is designed to be springy and thus a compression spring would not be required.
- the flow opening and the stop could also be designed directly in the housing, so that the cylinder sleeve would be omitted.
- valve element could also be equipped with a control system that would automatically open or close the tappet when coupling or uncoupling. It would then be advantageous to provide an electric or hydraulic drive for the actuating element of the adjustment device, which would activate the drive through an automatic switching process. This could also be done using a manually operated lever.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Kupplungskopf für eine Kupplung eines Schienenfahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
- Bei einer bekannten Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge gemäss der Druckschrift
EP-A-1 800 987 ist ein mit einer pneumatischen Bremsleitung und/oder einer Versorgungsleitung versehener Kupplungskopf offenbart, der mit einem Verschlussorgan zum Verschliessen bzw. Öffnen der jeweiligen Leitung versehen ist. Diese Leitung ist im Bereich der Kupplungsebene mit einem eine stirnseitige Dichtfläche aufweisenden Dichtkörper versehen. Dieser Dichtkörper weist eine Durchlassöffnung auf, in der ein Dichtelement angeordnet ist. In der Wirkstellung ist ein Verschlussteil des Verschlussorgans dichtend an diesem Dichtelement angelegt und die Leitung verschlossen. Dieses Verschlussorgan ist von einer auf den Verschlussteil wirkende Feder beaufschlagt und wird von einem mechanischen Betätigungselement gehalten, in der es die Leitung verschliesst, während es nach dem Kuppeln von diesem freigegeben wird, so dass es durch den in der Leitung vorherrschenden Druck und die Federkraft in die Offenstellung bewegbar ist. Bei dieser Anordnung des Verschlussorgans in der Durchlassöffnung ist aber der Strömungsquerschnitt für die durchfliessende Druckluft in der Offenstellung begrenzt, weil sich der Verschlussteil und die diesen umgebende Feder in der Durchlassöffnung befinden. - In der Druckschrift
WO 2021/028417 ist eine automatische Luftkupplung für ein Schienenfahrzeug mit einem Mundstück zum Ankuppeln der Luftkupplung an eine gegengleiche Luftkupplung offenbart, welche mit einem Druckluftstutzen zum Anschliessen der Luftkupplung an ein Schienenfahrzeugdruckluftsystem versehen ist. Die Luftkupplung weist einen Strömungskanal, ein in diesem angeordnetes Ventil mit einem Ventilkörper und einem Ventilsitz auf. Der Ventilkörper ist zwischen einer Offnungsposition und einer Schliessposition bewegbar. Ein freier Strömungsquerschnitt für die Druckluft durch das Mundstück, den Strömungskanal, das Ventil in der Öffnungsposition des Ventilkörpers und den Druckluftstutzen weist eine Mindestweite von 20 Millimetern auf, wobei der freie Strömungsquerschnitt zumindest im Wesentlichen kreisflächenförmig ist. - Der vorliegenden Erfindung ist ausgehend von dieser gattungsmässigen Mittelpufferkupplung die Aufgabe zugrundegelegt worden, einen Kupplungskopf bzw. die Luftkupplung derart zu verbessern, dass mit diesem bei einer einfachen robusten Konstruktion strömungstechnisch ein optimaler Durchfluss der Druckluft im gekoppelten Zustand der Kupplung erzielt wird und damit eine schnelles Umschalten zum Beispiel von gelösten auf angezogene Bremsen oder von anderweitigen Verbrauchern ermöglicht wird.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Der Stössel des Ventilorgans der Luftkupplung wird beim Schliessen vom Verstellmittel gegen einen Anschlag angedrückt bzw. beim Öffnen wird er zurück bewegt und damit die quer in die Durchflussöffnung führende Luftleitung voll geöffnet.
- Mit dieser erfindungsgemässen Ausbildung der Luftkupplung kann eine sehr schnelle, den Normen gerecht werdende Durchschlaggeschwindigkeit des Durchflusses der Luft beim Schliessen bzw. Öffnen des Ventils herbeigeführt werden.
- Erfindungsgemäß sind eine Einlassöffnung, die quer in die Durchflussöffnung einmündet, und der Stössel so zueinander positioniert, dass sich der Stössel mit seiner Frontseite in der Offenstellung der Luftleitung annähernd bündig bei der hinteren Aussenseite, hingegen in der Schliessstellung annähernd bündig bei der vorderen Aussenseite der Einlassöffnung der Luftleitung befindet. Der Anschlag ist entsprechend bei dieser vorderen Aussenseite platziert. Damit wird insbesondere dieses schnelle Schliessen des Ventilorgans vom vollen Durchlass bis auf null ohne weiteres ermöglicht.
- Die Verstellmittel für den Stössel des Ventilorgans sind mit Vorteil durch eine Kurvenscheibe oder einen Kurbelantrieb, die mit ihm zusammenwirken, realisiert.
- Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine perspektivische Seitenansicht eines Kupplungskopfs mit einem Längsschnitt einer erfindungsgemässen Luftkupplung;
- Fig. 2
- eine Ansicht von oben mit einem Längsschnitt der Luftkupplung mit dem Ventilorgan in Offenstellung nach
Fig. 1 ; - Fig. 3
- einen Längsschnitt nach
Fig. 2 nur der Luftkupplung ohne Gehäuse mit dem Ventilorgan in Schliessstellung; - Fig. 4
- eine teilweise perspektivische Ansicht mit einem Längsschnitt einer Variante eines erfindungsgemässen Luftkupplung und eines Ventilorgans;
- Fig. 5
- einen Längsschnitt nach
Fig. 4 nur der Luftkupplung ohne Gehäuse mit dem Ventilorgan in Schliessstellung; - Fig. 6
- eine perspektivische Seitenansicht einer Variante eines Kupplungskopfs; und
- Fig. 7
- eine teilweise perspektivische Ansicht mit einem Längsschnitt einer Variante einer erfindungsgemässen Luftkupplung und eines Ventilorgans des Kupplungskopfs nach
Fig. 6 . -
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Kupplungskopf 10 einer Kupplung für ein Schienenfahrzeug, bei dem es sich um einen Güter- oder Personenwagen, eine Lokomotive oder andere Wagen handeln kann. Von dem Kupplungskopf 10 sind nachfolgend nicht alle Details erläutert, sondern primär nur diejenigen im Zusammenhang mit der Erfindung. - Dieser Kupplungskopf 10 umfasst ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse 11 mit einer vorderseitigen, eine Stossfläche 15 bildenden Wand 14 für eine flächige Auflage einer gleichen Stossfläche eines zu kuppelnden Kupplungskopfs eines andern Schienenfahrzeugs. Ein solcher Kupplungskopf ist identisch wie der gezeigte Kupplungskopf 10 ausgebildet, jedoch um 180° horizontal geschwenkt bei einer Kupplungseinrichtung des zu kuppelnden Fahrzeugs befestigt. Rückseitig ist beim Gehäuse 11 ein Anschlussflansch 12 angeordnet, der an einer Zugstange oder ähnlichem einer Kupplungseinrichtung fixierbar ist, die vorzugsweise an einem Fahrzeugkasten angelenkt ist. Zudem kann ein Leitelement 13 für ein Vorzentrieren mit dem zu verbindenden Kupplungskopf angeordnet sein. Anstelle eines Anschlussflansches 12 könnte auch ein Schraubgewinde oder eine unlösbare fixe Verbindung mit einem Kupplungselement beim Güterwagen vorgesehen sein.
- Im Gehäuse 11 ist ein Ver- und Entriegelungsmechanismus 35 integriert, welcher ein Hebelsystem mit miteinander zusammenwirkenden verstell- bzw. schwenkbaren Hebeln umfasst, die nachfolgend nicht näher erläutert sind. Es ist unter anderem ein vorstehender verstellbarer Riegel 36 für die Ver- bzw. Entriegelung veranschaulicht, der durch einen Flansch 37 bei der Stossfläche 15 ragt und bei dem seitlich ein Vorsprung 37' des Flansches 37 als Zentrierhilfe angeordnet ist. Zudem ist neben diesem Flansch eine runde Ausnehmung 28 ausgespart, welche für die Aufnahme eines Flansches des zu kuppelnden Kupplungskopfs bestimmt ist, von dem ein solcher Riegel in diese Ausnehmung 28 zum Verriegeln einschiebbar ist.
- Es sind eine Hauptluftleitung 16, 16' und eine Hauptbehälterluftleitung 17, 17' veranschaulicht, die vom Schienenfahrzeug zum Gehäuse 11 und bis zur Stossfläche 15 geführt und mit Leitungen des gekuppelten Kupplungskopfs verbindbar sind. Mit dieser Hauptluftleitung 16 mit einem anstehenden Betriebsdruck werden die Bremsen der Schienenfahrzeuge betätigt, wobei dies sicherheitstechnisch so eingestellt ist, dass diese gelöst sind, wenn ein Betriebsdruck ansteht, hingegen bei einem Druckabfall bei einer Störung werden die Bremsen angezogen.
- Oberhalb des Gehäuses 11 ist eine Luftkupplung 20 mit einem die Hauptluftleitung 16 öffnenden bzw. schliessenden Ventilorgan 25 angebracht. Diese Luftkupplung 20 mit einem Betätigungsorgan ist im Rahmen der Erfindung als eine Baueinheit ausgebildet, die auch unterhalb oder seitlich beim Gehäuse 11 montiert werden könnte.
- Dieses Ventilorgan 25 besteht aus einem in einer Durchflussöffnung 21 axial verstellbaren Stössel 26, einem diesen bewegbares Verstellmittel 27, einer Halterung 29, einem in dieser schwenkbar gelagerten Schwenkhebel 28 und aus einer mit letzterem wirkverbundenen Spiralfeder 31.
- Bei dem als manuelles Betätigungsorgan ausgebildeten Schwenkhebel 28, der sich rückseitig oberhalb des Gehäuses 11 befindet, ist für einen Bediener gut zugänglich. Es könnte je nach Bedarf anstelle des Schwenkhebels 28 oder zusätzlich zu diesem auch ein Seilzug, ein ansteuerbarer elektrischer oder pneumatischer Dreh- oder Kolbenantrieb oder ähnliches als Betätigungsorgan verwendet werden.
- Eine die Durchflussöffnung 21 bildende Zylinderhülse 22 ist von vorne bei der Stossfläche 15 in das Gehäuse 11 einsetzbar und darin montierbar. In dieser Zylinderhülse 22 ist der Stössel 26 axial geführt, eine quere Einlassöffnung 32 der Luftleitung 16 vorhanden und vorderseitig ein sich bis zur Stossfläche 15 erstreckender Dichtring 23 beschränkt axial verstellbar gelagert.
- Zu diesem Zwecke wird dieser Dichtring 23 von einem Federorgan 24 im ungekuppelten Zustand vorteilhaft vorstehend zur Stossfläche 15 nach vorne gedrückt und ist dort von einem Dichtorgan 19 als Anschlag gehalten, wobei das Federorgan 24 zum Beispiel als Druckfeder bei einem Absatz 22' in der Zylinderhülse 22 abgestützt ist. Dies gewährleistet eine einwandfreie Abdichtung, wenn die Kupplungsköpfe gekuppelt sind, weil dann dieser Dichtring 23 mit seiner Frontfläche 23' an den Dichtring des andern Kupplungskopfs mit einer ausreichenden Kraft angepresst wird und damit auch Toleranzen zwischen diesen ausgeglichen werden.
- Erfindungsgemäss ist der Stössel 26 beim Schliessen vom Verstellmittel 27 gegen einen Anschlag 30 andrückbar, indes beim Öffnen wird er vom Luftdruck zurückgestossen und somit die quer in die Durchflussöffnung 21' führende Einlassöffnung 32 der Luftleitung 16 in Sekundenbruchteilen ganz geöffnet. Der Anschlag 30 ist durch einen in die Durchflussöffnung 21' ragenden ringförmigen Absatz mit einer Durchlassbohrung 30' gebildet.
- Gemäss
Fig. 2 ist diese strichpunktiert angedeutete Einlassöffnung 32, die quer in die Durchflussöffnung 21 einmündet, vorteilhaft so positioniert, dass sich der Stössel 26 mit seiner Frontseite 26' in der Offenstellung der Luftleitung 16 annähernd bündig bei der hinteren Aussenseite 32", hingegen in der Schliessstellung annähernd bündig bei der vorderen Aussenseite 32' der Einlassöffnung 32 Luftleitung 16 befindet. Der Anschlag 30 ist entsprechend bei dieser vorderen Aussenseite 32' platziert. Damit wird ermöglicht, dass dieses schnelle Schliessen des Ventilorgans 25 vom vollen Durchlass bis null erfolgt und praktisch keine Totbewegung des Stössels 26 vorliegt. - Der Stössel 26 ist von einer auf seiner Rückseite 26" angreifenden Kurvenscheibe 27 als Verstellmittel bewegbar und er wird an seiner Frontseite 26' vom herrschenden Luftdruck in der Luftleitung 16 stets gegen die Kurvenscheibe 27 in der Halterung 29 angedrückt. Damit kann auf ein auf den Stössel 26 wirkendes Federorgan oder dergleichen verzichtet werden.
- Zweckmässigerweise ist die Frontseite 26' des Stössels 26 mit einem pilz- oder ähnlich förmigen Vorderteil 33 versehen, welcher mit einem kleineren Aussendurchmesser als derjenige des in der Zylinderhülse 22 geführten Stössels dimensioniert ist. Zudem ist die Durchflussöffnung 21 vor dem Anschlag 30 im Durchmesser etwas erweitert. Damit wird eine ausreichende Druckkraft des Luftdrucks gegen den Stössel 26 in Richtung zur Kurvenscheibe 27 auch in der Schliessstellung erzeugt, so dass das Andrücken des Stössels an die Kurvenscheibe auch beim Einleiten des Öffnens sichergestellt ist.
- Der Stössel 26 ist bei seiner Rückseite 26" kuppenförmig und die Kurvenscheibe 27 ist mit einer solchen Kurvenform 27' ausgebildet, dass der Stössel 26 bei einem Drehen der Kurvenscheibe 27 mittels dem Schwenkhebel 28 gegen den Anschlag 30 hin bzw. in der gezeigten Stellung von der Druckluft zurückgestossen wird. Der in der Halterung 29 schwenkbar gelagerte Schwenkhebel 28 wird von der mit diesem wirkverbundenen Spiralfeder 31 selbsttätig so gedreht, dass der Stössel 26 bei einem Druckabfall in der Luftleitung 16 in die Schliessstellung bewegt wird.
- In
Fig. 3 ist das Ventilorgan 25 von der Luftkupplung 20 im Gegensatz zuFig. 2 in der Schliessstellung ohne Gehäuse 11 veranschaulicht, bei dem der Stössel 26 mit seiner vom pilzförmigen Vorderteil 33 gebildeten Frontseite 26' gegen den Anschlag 30 angedrückt ist. In dieser Schliessposition ist zwischen dem Vorderteil 33 des Stössels 26 und der Zylinderhülse 22 ein Hohlraum 34 in der Durchflussöffnung 21 gebildet, der mit der Luftleitung 16 verbunden ist und darin der Luftdruck ansteht. Der Stössel 26 ist dabei von der Kurvenscheibe 27 in diese Position gestossen, wobei die mit seiner Rückseite 26" in Kontakt stehenden Kurvenform 27' vom Zentrum schräg nach aussen verläuft und durch einen Radius 27" abgeschlossen ist. Damit kann der Stössel bei einer geringen Drehung der Kurvenscheibe 27 von der Offen- in die Schliessstellung geschoben werden. Diese Kurven- bzw. die Kuppenform können selbstverständlich auch anders ausgestaltet sein. Es ist ferner noch ein Flansch 39 frontseitig bei der Zylinderhülse 22 für die Befestigung derselben im Gehäuse 11 zugeordnet. - Ausserdem ist ersichtlich, dass der Dichtring 23 in der geschlossenen Stellung des Ventilorgans 25, bei der er nicht in Kontakt mit einem Dichtring eines gekoppelten Kupplungskopfs steht, von dem beim Absatz 22' in der Zylinderhülse 22 abgestützten Federorgan 24 nach vorne gegenüber der Stossfläche 15 etwas vorsteht und dabei vom Dichtorgan 19 als Anschlag gehalten ist.
-
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen eine Variante eines Ventilorgans 45 einer Luftkupplung 40, die an sich gleich wie diejenige nachFig. 1 ausgestaltet ist und daher dieselben Bezugszeichen für die gleichen Bestandteile verwendet sind. Nachfolgend sind nurmehr die Unterschiede dargetan. Dieses Ventilorgan 45 weist einen axial verstellbaren Stössel 46, ein diesen bewegbares Verstellmittel, die Halterung 29, der in dieser schwenkbar gelagerten Schwenkhebel 28 und die mit letzterem wirkverbundenen Spiralfeder 31 auf. - Erfindungsgemäss ist der Stössel 46 von einem Kurbelantrieb 47 als Verstellmittel in Achsrichtung der Durchflussöffnung 21 gegen einen Anschlag 50 andrückbar, indes beim Öffnen vom Kurbelantrieb 47 zurückziehbar und damit die quer in die Durchflussöffnung 21 führende nicht näher gezeigte Luftleitung mit der Einlassöffnung 43 in der Zylinderhülse 42 geöffnet ist. Der Anschlag 50 ist durch einen in die Durchflussöffnung 21 ragenden ringförmigen Absatz mit einer Durchlassbohrung 50' gebildet.
- Sehr vorteilhaft ist der Stössel 46 zur Einlassöffnung 43 so eingestellt, dass er sich mit seiner Frontseite 46' in der Offenstellung annähernd bündig bei der hinteren Aussenseite 43", hingegen in der Schliessstellung annähernd bündig bei der vorderen Aussenseite 43' der Einlassöffnung 43 der Luftleitung 16 befindet. Der Anschlag 50 ist entsprechend bei dieser vorderen Aussenseite 43' platziert. Dieser Stössel 46 ist dabei kolbenförmig ausgebildet, aber er könnte ebenso mit einem Vorderteil wie derjenige gemäss
Fig. 3 versehen sein. - Dieser Kurbelantrieb 47 besteht aus einem Pleuel 44, einem Schwenklager 48 und einer vom Schwenkhebel 28 rotierbaren Drehscheibe 49. Der Pleuel 44 ist dabei mit dem einen Ende bei dem in der Drehscheibe 49 exzentrisch gehaltenen Schwenklager 48 und mit dem andern Ende durch ein Kugelgelenk 41 im Stössel 46 angelenkt.
- In
Fig. 5 ist das Ventilorgan 45 in der Schliessposition dargestellt, bei dem der Stössel 46 vom Pleuel 44 mit einer bestimmten Anpresskraft an den Anschlag 50 angedrückt ist. Beim Öffnen wird die Drehscheibe 49 im Gegenuhrzeigersinn rotiert, bei dem das Schwenklager 48 annähernd von einer seitlichen bis zu einer hinteren Schwenkposition 48' (figur bewegbar ist und der Pleuel 44 von der gezeigten schrägen in eine in Achsrichtung der Durchflussöffnung 21 verlaufenden Stellung bewegt wird. Zu diesem Zwecke ist im Stössel 46 rückseitig eine kegelförmige Ausnehmung 51 für die Auslenkung des Pleuels 44 vorgesehen. Das Mass der Exzentrizität des Schwenklagers 48 bei der Drehscheibe 49 ist so gewählt, dass der Pleuel 44 in der gezeigten Schliessposition annähernd parallel mit einem minimem Abstand zur Wandung bei der Ausnehmung 51 ausgerichtet ist. - Es ist ausserdem dieser Dichtring 23 mit dem am Anschlag 50 abgestützten Federorgan 24 in der Zylinderhülse 42 vorstehend zur Stossfläche 15 angeordnet, so wie dies oben zu
Fig. 3 erläutert ist. - Die jeweilige Luftkupplung 20 und 40 bildet mit der Zylinderhülse 22, 42 mit der Durchflussöffnung 21, dem darin geführten Stössel 26, 46, seinem Verstellmittel, der Halterung 29 mit dem Betätigungsorgan und dem Anschluss der Luftleitung 16 eine am oder im Gehäuse 11 montierbare Baueinheit, die unabhängig von den übrigen Bestandteilen des Kupplungskopfs 10 montiert werden können.
-
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen einen Kupplungskopf 60, der ähnlich ausgestaltet ist wie derjenige nachFig. 1 , und daher nachfolgend nurmehr die Unterscheide dargetan sind. Bei diesem ist gleichsam ein Gehäuse 61 mit einer vorderseitigen, eine Stossfläche 65 bildenden Wand 64, einem Flansch 67 darin und neben diesem eine runde Ausnehmung 68 vorgesehen. Rückseitig beim Gehäuse 61 ist ein wegführendes Verbindungselement 62 für eine Befestigung desselben am Schienenfahrzeug angedeutet. - Der hauptsächliche Unterschied dieses Kupplungskopfs 60 gegenüber demjenigen nach
Fig. 1 besteht darin, dass erfindungsgemäss auf der Oberseite des Gehäuses 61 eine Elektrokupplung 63 mit einer elektrischen Verbindungsleitung 69 und nicht eine Luftkupplung montiert ist, und eine Luftkupplung 70 mit einem die Hauptluftleitung 66 öffnenden bzw. schliessenden Ventilorgan 75 auf der Unterseite des Gehäuses 61 angeordnet ist. Zweckmässigerweise ist nur eine Hauptluft- oder eine Hauptbehälterluftleitung 66 vorteilhaft im unteren Bereich zwischen dem Flansch 67 und der Ausnehmung 68 und eine solche nicht auch oben vorgesehen ist. Entsprechend ist die Luftkupplung 70 auf der Unterseite des Gehäuses 61 angebracht, wie dies inFig. 7 veranschaulicht ist. Damit kann die insgesamte Höhe der Kupplung, die nicht ein bestimmtes Mass von idealerweise ≤ 200 mm bei geöffnetem Deckel 59 der Elektrokupplung 63 überschreiten sollte, begrenzt und demzufolge Platz gespart werden. - Die Elektrokupplung 63 mit der Verbindungsleitung 69 ist auf herkömmliche Weise ausgebildet und daher nicht näher erläutert. Sie weist frontseitig eine Steckeranordnung 58 mit einem aufklappbaren Deckel 59 annähernd bündig oder sogar vorstehend zur Stossfläche 65 auf. Dieser im geschlossenen Zustand gezeigte Deckel 59 wird beim Kuppeln geöffnet, so dass eine Steckverbindung mit der Steckeranordnung des zu koppelnden Kupplungskopfs erfolgen kann.
- Das die Hauptluftleitung 66 öffnende bzw. schliessende Ventilorgan 75 der Luftkupplung 70 entspricht demjenigen nach
Fig. 1 bzw.Fig. 2 . Es wird daher auf die obige detaillierte Erläuterung verwiesen. Die quere Einlassöffnung 72 der Luftleitung führt von unten in die Durchflussöffnung 66 der Zylinderhülse 73 und nach vorne bis zur Stossfläche 65. Vorderseitig ist der Dichtring 74 beschränkt axial in der Zylinderhülse 73 verstellbar gelagert, der vom Federorgan 77 im ungekuppelten Zustand vorstehend zur Stossfläche 65 gedrückt ist. Diese quere Einlassöffnung kann genausogut von der Seite in die Durchflussöffnung 66 geführt sein. - Der in der Zylinderhülse 73 hin- und herverschiebbare Stössel 76 wird beim Schliessen vom Verstellmittel 78 gegen den Anschlag 80 wie dargestellt angedrückt, indes beim Öffnen wird er vom Luftdruck zurückgestossen. Der Stössel 26 ist von der auf seiner Rückseite angreifenden drehbaren Kurvenscheibe 78' des Verstellmittels 78 verstellbar, wobei letzteres beispielsweise in der nicht näher gezeigten Halterung gelagert und von einem in dieser schwenkbar gelagerten Schwenkhebel oder dergleichen betätigbar ist.
- Anstelle des Ventilorgans 75 könnte selbstverständlich ein solches gemäss
Fig. 4 und Fig. 5 auf der Unterseite des Gehäuses installiert sein, was nicht näher erläutert ist. - Im Prinzip könnte im Rahmen der Erfindung auch im oberen Bereich des Gehäuses 61 auf der Oberseite 61' des Gehäuses 61 eine Luftkupplung mit einem die Haupt- oder Hauptbehälterluftleitung öffnenden bzw. schliessenden Ventilorgan 75 angeordnet sein, so wie in
Fig. 1 gezeigt ist. Die Elektrokupplung wäre folglich auf der Unterseite 61" des Gehäuses 61 platziert und es wäre vorzugsweise im unteren Bereich keine Hauptluftleitung vorgesehen, sondern im oberen Bereich des Gehäuses. - Die Erfindung ist mit den obigen Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Sie könnte aber noch durch weitere Varianten erläutert sein. So könnte die Luftkupplung konstruktiv mit anderen Mitteln ausgestattet sein und wie erwähnt auf der Unterseite oder seitlich beim Gehäuse 11 angeordnet sein. Auch der Dichtring 23 mit dem Federorgan könnte anders ausgebildet sein, zum Beispiel durch einen Dichtring, der federnd ausgebildet ist und damit eine Druckfeder nicht benötigt würde. Auch könnte die Durchflussöffnung und der Anschlag direkt im Gehäuse ausgebildet sein, so dass die Zylinderhülse wegfallen würde.
- Die Luftkupplung und mit ihr das Ventilorgan könnte ausserdem mit einer solchen Steuerung ausgerüstet sein, dass ein automatisiertes Öffnen bzw. Schliessen des Stössels beim Kuppeln bzw. Entkuppeln erfolgen würde. Es wäre dann mit Vorteil ein elektrischer oder hydraulischer Antrieb für das Betätigungsorgan des Verstellmittels vorgesehen, welches durch einen selbsttätig erfolgenden Schaltvorgang das Ansteuern des Antriebs bewirken würde. Das könnte aber auch durch einen manuell betätigbaren Hebel erfolgen.
Claims (14)
- Kupplungskopf für eine Kupplung eines Schienenfahrzeugs, mit einem vorderseitig eine Stossfläche (15) bildenden Gehäuse (11), einer Luftkupplung (20, 40) und mindestens einer Luftleitung (16), insbesondere eine Hauptluftleitung (16) und/oder eine Hauptbehälterluftleitung (17), wobei die Luftkupplung (20, 40) mit einer bis zur Stossfläche (15) führenden Durchflussöffnung (21), einem darin die Luftleitung (16) öffnenden bzw. schliessenden Ventilorgan (25, 45) mit einem Stössel (26, 46) und einem letzteren bewegbares Verstellmittel versehen ist, wobei die quer in die Durchflussöffnung (21) geführte Luftleitung (16) eine quer einmündende Einlassöffnung (32, 43) mit einer hinteren Aussenseite (32", 43") aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
der beim Schliessen in der Durchflussöffnung (21) in Richtung zur Stossfläche (15) axial verstellbare Stössel (26, 46) vom Verstellmittel gegen einen Anschlag (30, 50) andrückbar ist, indes der Stössel (26, 46) beim Öffnen in der Durchflussöffnung (21) zurück bewegbar und damit die quer in die Durchflussöffnung (21) führende Luftleitung (16) geöffnet ist, wobei der Stössel (26, 46) in der Offenstellung der Luftleitung (16) mit seiner Frontseite (26', 46) annähernd bündig bei der hinteren Aussenseite (32", 43") der quer einmündenden Einlassöffnung (32, 43) der Luftleitung (16) positioniert ist. - Kupplungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (30, 50) durch einen in die Durchflussöffnung (21) ragenden ringförmigen Absatz gebildet ist, der sich annähernd bündig bei der vorderen Aussenseite (32', 43') der quer einmündenden Einlassöffnung (32, 43) der Luftleitung (16) befindet.
- Kupplungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
eine mit der Durchflussöffnung (21) und dem Anschlag (30, 50) versehene Zylinderhülse (22, 42) mit dem darin geführten Stössel (26, 46) vorgesehen ist, in der vorderseitig bei der Stossfläche (15) ein beschränkt axial verstellbarer Dichtring (23) gelagert ist. - Kupplungskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Dichtring (23) von einem beim Anschlag (30, 50) abgestützten Federorgan (24) von einer im ungekuppelten Zustand vorstehend zur Stossfläche (15) und im gekuppelten Zustand von einem Dichtring eines gekoppelten Kupplungskopfs nach innen gedrückt ist und damit die Luftleitung (16) mit diesem dichtend verbindbar ist.
- Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Frontseite (26') des Stössels (26) mit einem pilz- oder ähnlich förmigen Vorderteil (33) versehen ist, welcher mit einem kleineren Aussendurchmesser als derjenige des in der Durchflussöffnung (21) geführten Stössels (26) dimensioniert ist. - Kupplungskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vorderteil (33) ein Hohlraum (34) in der Durchflussöffnung (21) gebildet ist, der mit der Luftleitung (16) verbunden ist und darin der Luftdruck ansteht.
- Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Stössel (26) des Ventilorgans (25) von einer auf seiner Rückseite (26") angreifenden Kurvenscheibe (27) als Verstellmittel bewegbar ist, wobei der Stössel (26) an seiner Frontseite (26') derart ausgebildet ist, dass er vom herrschenden Luftdruck in der Luftleitung (16) stets gegen die Kurvenscheibe (27) angedrückt wird. - Kupplungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Rückseite (26") des Stössels (26) in Kontakt stehende Kurvenform (27') der Kurvenscheibe (27) vom Zentrum schräg nach aussen verläuft und damit der Stössel bei einer geringen Drehung der Kurvenscheibe von der Offen- in die Schliessstellung bewegbar ist.
- Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Stössel (46) des Ventilorgans (45) von einem schwenkbaren Kurbelantrieb (47) als Verstellmittel in Achsrichtung der Durchflussöffnung (21) in die Schliess- bzw. Offenstellung bewegbar ist. - Kupplungskopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelantrieb (47) einen Pleuel (44), ein Schwenklager (48) und eine von einem Betätigungsorgan rotierbare Drehscheibe (49) aufweist, wobei der Pleuel (44) mit dem einen Ende bei dem in der Drehscheibe (49) exzentrisch gehaltenen Schwenklager (48) und mit dem andern Ende durch ein Kugelgelenk (41) im Stössel (46) angelenkt ist.
- Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
das jeweilige Verstellmittel in einer Halterung (29) durch einen mit diesem drehverbundenen Betätigungsorgan, wie zum Beispiel durch einen Schwenkhebel (28), einen Seilzug oder einen ansteuerbaren elektrischen Dreh- oder Kolbenantrieb, bewegbar ist. - Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftkupplung (20, 40) mit der Zylinderhülse (22, 42), dem darin geführten Stössel (26, 46), seinem Verstellmittel, der Halterung (29) mit dem Betätigungsorgan und dem Anschluss der Luftleitung (16) als eine am oder im Gehäuse (11) montierbare Baueinheit ausgebildet ist. - Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
auf der Oberseite (61') des Gehäuses (61) eine Elektrokupplung (63) und auf der Unterseite (61") des Gehäuses (61) eine Luftkupplung (70) mit einem die Haupt- oder Hauptbehälterluftleitung (66) öffnenden bzw. schliessenden Ventilorgan (75) angebracht ist. - Kupplungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der Oberseite (61') des Gehäuses (61) eine Luftkupplung (20, 40) mit einem die Haupt- oder Hauptbehälterluftleitung öffnenden bzw. schliessenden Ventilorgan (75), indes auf der Unterseite (61") des Gehäuses (61) eine Elektrokupplung angebracht ist.
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