[0001] Die Erfindung betrifft eine Elektrokontaktkupplung für ein spurgeführtes Fahrzeug,
insbesondere Schienenfahrzeug.
[0002] In der Schienenfahrzeugtechnik werden zur Übermittlung von Steuersignalen und zur
Leistungsübertragung zwischen zwei benachbarten Wagenkästen eines mehrgliedrigen Fahrzeuges
in der Regel Elektrokontaktkupplungen eingesetzt. Die Anordnung, Steuerung und Größe
der verwendeten Elektrokontaktkupplungen sind von dem zur Verfügung stehenden Bauraum
im Fahrzeug und von der Anzahl der zu übermittelnden Signale sowie den Anforderungen
des Wagonbauers bzw. des Bahnbetreibers abhängig.
[0003] In der Regel sind Elektrokontaktkupplungen derart ausgeführt, dass das Kuppeln und
Entkuppeln zweier Elektrokontaktkupplungen automatisch erfolgen kann. Dabei werden
die an den miteinander zu kuppelnden Fahrzeugen oder Wagenkästen angeordneten Elektrokontaktkupplungen
mit Hilfe von Zentriereinrichtungen präzise zusammengeführt und anschließend mit an
der Stirnseite der Elektrokontaktkupplungen ausgebildeten Dichtungsflächen so zusammengepresst,
dass eine zuverlässige Abdichtung gegenüber der Umwelt erreicht wird. Im ungekuppelten
Zustand deckt eine Schutzklappe die Stirnseite der Elektrokontaktkupplung ab, um die
Kupplungselemente oder gegebenenfalls unter Spannung stehenden Kontaktelemente der
Elektrokontaktkupplung gegen Berührung und Verschmutzung zu schützen.
[0004] Aus der Druckschrift
DE 938 915 A ist beispielsweise eine Elektrokontaktkupplung für Schienenfahrzeuge zum Kuppeln
elektrischer Leitungen und Signalleitungen bekannt. Diese Elektrokontaktkupplung weist
ein an einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges zu befestigendes Kupplungsgehäuse
auf, welches zur Aufnahme von Kupplungselementen oder Kontakten bestimmt ist und an
seiner Stirnseite eine Kupplungsöffnung aufweist. Die Kupplungsöffnung ist mit einer
zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung an dem Gehäuse schwenkbar gelagerten
Schutzklappe verschließbar.
[0005] Im Einzelnen kommt bei der aus diesem Stand der Technik bekannten Lösung eine relativ
aufwendige Mechanik bestehend aus mehreren Gelenkarmen und Drehpunkten zum Einsatz,
um die Schutzklappe relativ zu dem Kupplungsgehäuse verschwenken zu können.
[0006] Um die zum Verschwenken der Schutzklappe zum Einsatz kommende Mechanik zu vereinfachen,
ist es grundsätzlich denkbar, die Schutzklappe über eingelenkige Scharniere mit dem
Kupplungsgehäuse derart zu verbinden, dass die Schutzklappe um eine festgelegte Drehachse
schwenkbar ist. Die Verwendung von eingelenkigen Scharnieren zum Verschwenken der
Schutzklappe hat jedoch den Nachteil, dass in der Schließstellung der Schutzklappe
ein vollständiges Aufliegen der Klappenkontur auf der Dichtfläche des Kupplungsgehäuses
bzw. auf der Dichtfläche des zum Kupplungsgehäuse gehörenden Frontrahmens und damit
auch eine wirkungsvolle Abdichtung in der Regel nicht möglich ist. Das Hauptproblem
sind dabei die seitlichen Dichtspalte zwischen der Schutzklappe und dem Kupplungsgehäuse.
Durch die in der Schließstellung der Schutzklappe seitlich bestehenden Ritzen können
Staub, insbesondere metallischer Staub, und Feuchtigkeit eindringen, was zu einer
Reduzierung des Oberflächenwiderstandes führen kann. Andererseits können auch abrasiv
wirkende Schmutzpartikel eindringen, die einen erhöhten Verschleiß der elektrischen
Kontakte bewirken.
[0007] Wenn zusätzlichen Dichtungen verwendet werden, um in der Schließstellung der Schutzklappe
die seitlichen Dichtspalte zwischen der Schutzklappe und dem Kupplungsgehäuse abzudichten,
lässt sich nicht verhindern, dass beim Öffnen und Schließen der Schutzklappe an den
seitlichen Dichtelementen Reibung auftritt, was zu einem erhöhten Verschleiß der seitlichen
Dichtelemente führt.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrokontaktkupplung anzugeben,
deren Schutzklappe mit Hilfe einer einfachen Mechanik relativ zu dem Kupplungsgehäuse
verschwenkbar ist, wobei dennoch eine höhere Dichtheit gegenüber Staub und Feuchtigkeit
erreicht werden kann, um so den Wartungsaufwand zu vermindern und auch den Einsatz
von Kupplungselementen für die optische Datenübertragung zu ermöglichen.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches
1 gelöst.
[0010] Demgemäß weist die Elektrokontaktkupplung ein Kupplungsgehäuse mit einer in einer
Gehäusestirnfläche ausgebildeten Gehäuseöffnung und einer die Gehäuseöffnung zumindest
bereichsweise umgebenden Dichtung auf. Ferner ist eine Schutzklappe vorgesehen, welche
derart an dem Kupplungsgehäuse angelenkt ist, dass die Schutzklappe um eine festgelegte
Drehachse von einer ersten Position, in welcher die Gehäuseöffnung abgedeckt ist,
in eine zweite Position, in welcher die Gehäuseöffnung freiliegt, relativ zu dem Kupplungsgehäuse
verschwenkbar ist. Erfindungsgemäß weist die Dichtung einen im Wesentlichen parallel
zu der Drehachse verlaufenden oberen Dichtungsbereich sowie einen im Wesentlichen
parallel zu der Drehachse verlaufenden unteren Dichtungsbereich auf. Die Schutzklappe
weist einen Kontaktbereich auf, welcher zum Abdichten des Kupplungsgehäuses in der
ersten Position der Schutzklappe mit der Dichtung in Kontakt steht. Der Abschnitt
des Kontaktbereiches der Schutzklappe, welcher in der ersten Position der Schutzklappe
den oberen Dichtungsbereich kontaktiert, ist als im Wesentlichen senkrecht zur Gehäusestirnfläche
ausgerichtete Dichtfläche ausgebildet. Der Abschnitt des Kontaktbereiches der Schutzklappe,
welcher in der ersten Position der Schutzklappe den unteren Dichtungsbereich kontaktiert,
ist hingegen als im Wesentlichen parallel zur Gehäusestirnfläche ausgerichtete Dichtfläche
ausgebildet.
[0011] In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Dichtung
ferner einen seitlichen Dichtungsbereich auf, welcher den oberen Dichtungsbereich
mit dem unteren Dichtungsbereich verbindet, wobei der Abschnitt des Kontaktbereiches
der Schutzklappe, welcher in der ersten Position der Schutzklappe den seitlichen Dichtungsbereich
kontaktiert, als dreidimensionale Dichtfläche ausgebildet ist. Der dem seitlichen
Dichtungsbereich zugeordnete und als dreidimensionale Dichtfläche ausgebildete Kontaktbereichabschnitt
der Schutzklappe verbindet die im Wesentlichen senkrecht zur Gehäusestirnseite ausgerichtete
Dichtfläche in stetiger Weise mit der im Wesentlichen parallel zur Gehäusestirnfläche
ausgerichteten Dichtfläche.
[0012] In diesem Zusammenhang ist es insbesondere denkbar, die Dichtung als umlaufende Dichtung
auszuführen, welche also zusätzlich zu dem oberen und unteren Dichtungsbereich zwei
seitliche Dichtungsbereiche aufweist, die spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet
sind und jeweils den oberen Dichtungsbereich mit dem unteren Dichtungsbereich verbinden.
Um eine optimale Abdichtung der seitlichen Dichtspalte im geschlossenen Zustand der
Schutzklappe zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass jeder Abschnitt des Kontaktbereiches
der Schutzklappe, welcher in der ersten Position der Schutzklappe einen der beiden
seitlichen Dichtungsbereiche kontaktiert, als dreidimensionale Dichtfläche ausgebildet
ist, welche die im Wesentlichen senkrecht zur Gehäusestirnseite ausgerichtete Dichtfläche
in stetiger Weise mit der im Wesentlichen parallel zur Gehäusestirnfläche ausgerichteten
Dichtfläche verbindet.
[0013] Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand. Da
die Schutzklappe relativ zu dem Kupplungsgehäuse um eine festgelegte Drehachse verschwenkbar
ist, kann auf eine aufwendige Mechanik zum Verschwenken der Schutzklappe verzichtet
werden. Vielmehr ist die Schutzklappe über ein eingelenkiges Scharnier mit dem Kupplungsgehäuse
verbindbar. Dadurch, dass zum Verschwenken der Schutzklappe keine aufwendigeren Gelenkkonstruktionen,
wie etwa Viergelenke etc., verwendet werden müssen, lässt sich die Elektrokontaktkupplung
insgesamt einfacher und somit kostengünstiger und kompakter ausführen.
[0014] Andererseits ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass die Schutzklappe
einen Kontaktbereich aufweist, welcher zum Abdichten des Kupplungsgehäuses in der
ersten Position der Schutzklappe mit der an der Gehäusestirnfläche bzw. dem Gehäusefrontrahmen
verbundenen Dichtung in Kontakt steht. Dabei ist der Kontaktbereich der Schutzklappe,
d.h. jener Bereich der Schutzklappe, welcher zum Abdichten des Kupplungsgehäuses in
der ersten (geschlossenen) Position der Schutzklappe mit der Dichtung in Kontakt steht,
aus mehreren tangential ineinander übergehenden Bereichen aufgebaut. Im Einzelnen
ist der Abschnitt des Kontaktbereiches, welcher in der ersten Position der Schutzklappe
den oberen Dichtungsbereich der Dichtung kontaktiert, als im Wesentlichen senkrecht
zur Gehäusestirnfläche ausgerichtete Dichtfläche ausgebildet. Mit anderen Worten,
in dem geschlossenen Zustand der Elektrokontaktkupplung kontaktiert der dem oberen
Dichtungsbereich zugeordnete Abschnitt des Kontaktbereiches die Dichtung von oben.
[0015] Der Abschnitt des Kontaktbereiches, welcher in der ersten Position der Schutzklappe
den unteren Dichtungsbereich kontaktiert, ist hingegen als im Wesentlichen parallel
zur Gehäusestirnfläche ausgerichtete Dichtfläche ausgebildet, so dass im geschlossenen
Zustand der Elektrokontaktkupplung der dem unteren Dichtungsbereich zugeordnete Abschnitt
des Kontaktbereiches die Dichtung von vorne kontaktiert.
[0016] Um auch den seitlichen Dichtungsspalt zwischen dem oberen und unteren Dichtungsbereich
im geschlossenen Zustand der Elektrokontaktkupplung effektiv abdichten zu können,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dichtung ferner einen seitlichen Dichtungsbereich
aufweist, welcher den oberen Dichtungsbereich mit dem unteren Dichtungsbereich verbindet.
Der Kontaktbereich der Schutzklappe weist einen entsprechenden dem seitlichen Dichtungsbereich
zugeordneten Abschnitt auf, welcher in der ersten Position der Schutzklappe diesen
seitlichen Dichtungsbereich kontaktiert. Um zu verhindern, dass beim Öffnen der Elektrokontaktkupplung,
d.h. wenn die Schutzklappe von ihrer ersten (geschlossenen) Position in ihre zweite
(geöffnete) Position überführt wird, der dem seitlichen Dichtungsbereich zugeordnete
Abschnitt des Kontaktbereiches an dem seitlichen Dichtungsbereich reibt, ist erfindungsgemäß
vorgesehen, dass der dem seitlichen Dichtungsbereich zugeordnete Abschnitt des Kontaktbereiches
als dreidimensionale Dichtfläche ausgebildet ist, welche die im Wesentlichen senkrecht
zur Gehäusestirnseite ausgerichtete Dichtfläche in stetiger Weise mit der im Wesentlichen
parallel zur Gehäusestirnfläche ausgerichteten Dichtfläche verbindet.
[0017] Die dreidimensional ausgebildete Dichtfläche ist so gestaltet, dass sie in allen
Bereichen erst am Ende der Klappenschließbewegung, vorzugsweise erst auf den letzten
5 Grad der Klappenschließbewegung, den seitlichen Dichtungsbereich der Dichtung berührt
und damit nur minimale Reibung hervorruft.
[0018] Wie bereits angedeutet, ist der dem seitlichen Dichtungsbereich zugeordnete Abschnitt
des Kontaktbereiches als dreidimensionale Dichtfläche ausgebildet, welche in stetiger
Weise die im Wesentlichen senkrecht zur Gehäusestirnseite ausgerichtete Dichtfläche
mit der im Wesentlichen parallel zur Gehäusestirnfläche ausgerichteten Dichtfläche
verbindet. Demnach ist der als dreidimensionale Dichtfläche ausgebildete Abschnitt
des Kontaktbereiches in der Nähe der dem oberen Dichtungsbereich zugeordneten Dichtfläche
so ausgebildet, dass dort der seitliche Dichtungsbereich radial von außen kontaktiert
wird. Andererseits ist der als dreidimensionale Dichtfläche ausgebildete Abschnitt
des Kontaktbereiches in der Nähe des unteren Dichtungsbereiches so ausgeführt, dass
dort der seitliche Dichtungsbereich von vorne kontaktiert wird.
[0019] An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass die hierin verwendeten Richtungsangaben
"oben" bzw. "unten" unabhängig von der Lage der Elektrokontaktkupplung sind. Die Richtungsangaben
orientieren sich an der Position der Schutzklappe in ihrem geöffneten Zustand. Unabhängig
von der Ausrichtung der Elektrokontaktkupplung soll hierin die Bezeichnung "oben"
die Richtung anzeigen, in welche die Schutzklappe beim Öffnungsvorgang relativ zu
dem Kupplungsgehäuse verschwenkt wird. Die Bezeichnung "unten" wird für die entsprechend
entgegengesetzte Richtungsangabe verwendet. Ferner ist unter der hierin verwendeten
Bezeichnung "von vorn" die der Kupplungsrichtung entgegengesetzte Richtung zu verstehen.
[0020] Um ein vollständiges Abdichten der Elektrokontaktkupplung in ihrem geschlossenen
Zustand zu erreichen, ist vorzugsweise die Dichtung als umlaufende Dichtung ausgeführt,
welche die in der Gehäusestirnfläche ausgebildete Gehäuseöffnung vollständig umgibt.
Denkbar hierbei ist es, die umlaufende Dichtung als eine aus einem Elastomermaterial
gebildete Runddichtung auszubilden, welche also so gestaltet ist, dass sie sowohl
axial (von vorn) als auch radial (von außen) belastet werden kann.
[0021] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[0022] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrokontaktkupplung in einer Explosionsdarstellung;
- Fig. 2
- eine teilgeschnittene Darstellung der Elektrokontaktkupplung gemäß Fig. 1 im zusammengebauten
und geschlossenen Zustand;
- Fig. 3a
- eine Draufsicht auf einen Teil der Gehäuseöffnung der Elektrokontaktkupplung gemäß
Fig. 1 mit dem halb-transparent dargestellten Kontaktbereich der Schutzklappe;
- Fig. 3b
- eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 3a;
- Fig. 3c
- eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 3a;
- Fig. 3d
- eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 3a;
- Fig. 3e
- eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 3a;
- Fig. 4a
- eine perspektivische Ansicht auf das Kupplungsgehäuse der Elektrokontaktkupplung gemäß
Fig. 1, wobei von der Schutzklappe lediglich der Kontaktbereich dargestellt ist, und
wobei sich die Schutzklappe in ihrem geschlossenen Zustand befindet;
- Fig. 4b
- das Kupplungsgehäuse gemäß Fig. 4a, wobei nur die Kontaktfläche der Schutzklappe gezeigt
ist, und wobei die Schutzklappe um 10 Grad relativ zu dem Kupplungsgehäuse um die
Drehachse R verschwenkt ist;
- Fig. 5a
- eine perspektivische Ansicht auf die bei der Ausführungsform der Elektrokontaktkupplung
gemäß Fig. 1 zum Einsatz kommende Dichtung;
- Fig. 5b
- eine Querschnittsansicht der Dichtung gemäß Fig. 5a; und
- Fig. 6
- eine Seitenansicht auf die Elektrokontaktkupplung gemäß Fig. 1 in einem mit einer
Gegen-Elektrokontaktkupplung gekuppelten Zustand.
[0023] Die in den Zeichnungen als Ausführungsbeispiel dargestellte Elektrokontaktkupplung
100 ist ausgebildet, an einem spurgeführten Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug
derart anbringbar zu sein, dass die Gehäusestirnfläche A der Elektrokontaktkupplung
100 in Kupplungsrichtung L des Fahrzeuges zeigt und in der Kupplungsebene M liegt
oder in die Kupplungsebene M bringbar ist. Die Elektrokontaktkupplung 100 dient dazu,
in Verbindung mit einer komplementär ausgebildeten Elektrokontaktkupplung 100' (siehe
Fig. 6) eine Verbindung zwischen elektrischen Leitungen und/oder Signalleitungen zwischen
zwei benachbarten Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, herzustellen.
[0024] Wie es der Explosionsdarstellung in Fig. 1 entnommen werden kann, weist die Elektrokontaktkupplung
100 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein trapezförmiges Kupplungsgehäuse
1 auf, an dessen Boden bzw. Grundfläche 10 (Fig. 6) nicht dargestellte Führungsbuchsen
angeordnet sein können, mit denen das Kupplungsgehäuse 1 auf ebenfalls nicht dargestellten
Führungsstangen an einem Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, in Kupplungsrichtung
L verschiebbar gelagert ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Gehäusestirnfläche
A der Elektrokontaktkupplung 100 erst dann in die Kupplungsebene M zu bringen, wenn
beispielsweise die mechanische Kupplung der benachbarten Fahrzeuge abgeschlossen ist.
Somit kann vermieden werden, dass die Elektrokontaktkupplung beim Annähern der zu
kuppelnden Fahrzeuge beschädigt wird.
[0025] Des Weiteren ist es denkbar, dass an dem Kupplungsgehäuse 1 Zentrierorgane, beispielsweise
in Gestalt von Zentrierzapfen und entsprechend komplementär ausgebildeten Zentrierhülsen,
vorgesehen sind, um beim Annähern der zu verbindenden Fahrzeuge ein Ausrichten der
miteinander zu kuppelnden Elektrokontaktkupplungen 100, 100' zu erreichen.
[0026] Wie es der Darstellung in Fig. 1 entnommen werden kann, weist das Kupplungsgehäuse
1 der dargestellten Ausführungsform einen im Wesentlichen quaderförmigen Innenraum
auf, in welchem die Kupplungselemente bzw. Kontakte der Elektrokontaktkupplung aufnehmbar
sind. In der in Kupplungsrichtung L zeigenden Gehäusestirnfläche A des Kupplungsgehäuses
1 ist eine Gehäuseöffnung 2 ausgebildet.
[0027] Bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrokontaktkupplung
100 ist diese Gehäuseöffnung 2 vollständig von einer Dichtung 3 umgeben. Wie es in
Fig. 1 gezeigt ist, weist die Dichtung 3 eine an die Außenkontur des Kupplungsgehäuses
1 angepasste Formgebung auf, so dass die Dichtung 3 insgesamt im Wesentlichen trapezförmig
ausgebildet ist. Die Dichtung 3 ist an einem nicht explizit dargestellten Gehäusefrontrahmen
des Gehäuses 1 lösbar befestigt. Hierzu ist es denkbar, dass die Dichtung 3 einen
nutförmigen Bereich 8 aufweist, wie es der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 5b entnommen
werden kann. Dieser im Wesentlichen U-förmige Nutbereich 8 der Dichtung 3 ist von
einem in den Zeichnungen nicht dargestellten vorspringenden Bereich des Gehäusefrontrahmens
in formschlüssiger Weise aufnehmbar. Auf diese Weise lässt sich bei Bedarf die Dichtung
3 ohne größerem Aufwand von dem Gehäuse 1 lösen, um bei Wartungsarbeiten etc. ein
Austausch der Dichtung zu ermöglichen.
[0028] Der Darstellung in Fig. 5b ist ferner zu entnehmen, dass die Dichtung 3 einen mit
dem Nutbereich 8 verbundenen Wulstbereich 9 aufweist. Dieser Wulstbereich 9 ist im
Querschnitt teilkreisförmig ausgebildet. In ihrem an der Gehäusestirnfläche A befestigten
Zustand der Dichtung 3 zeigt der Wulstbereich 9 in Kupplungsrichtung L, so dass die
zum Abdichten des Kupplungsgehäuses 1 zum Einsatz kommenden Dichtungsbereiche 3a,
3b, 3c, 3c' von vorne und oben bzw. radial außen gesehen abgerundet ist, was es gestattet,
dass die Dichtung 3 sowohl axial (von vorne) als auch radial (von außen) belastet
werden kann.
[0029] Selbstverständlich ist es allerdings auch denkbar, eine umlaufende Dichtung mit Kreisquerschnitt
(Rundschnur) zu verwenden, welche an der Gehäusestirnfläche A des Kupplungsgehäuses
1 befestigt wird.
[0030] Die Elektrokontaktkupplung 100 gemäß dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel
weist eine Schutzklappe 4 auf, welche über zwei seitliche Gelenke 6 an dem Kupplungsgehäuse
1 derart angelenkt ist, dass die Schutzklappe 4 um eine festgelegte Drehachse R von
einer ersten Position, in welcher die Gehäuseöffnung 2 abgedeckt ist, in eine zweite
Position, in welcher die Gehäuseöffnung 2 freiliegt, relativ zu dem Kupplungsgehäuse
1 verschwenkbar ist. Zum Verschwenken der Schutzklappe 4 um die Drehachse R kann ein
geeigneter Antrieb 7 zum Einsatz kommen. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar,
die Schutzklappe 4 mechanisch über eine Feder oder andersartig relativ zu dem Kupplungsgehäuse
1 zu verschwenken.
[0031] Wie es insbesondere der Darstellung in Fig. 6 entnommen werden kann, kommt zum Verschwenken
der Schutzklappe 4 ein Eingelenk 6 zum Einsatz, welches die Schutzklappe 4 über einen
einzigen Gelenkarm mit dem Drehpunkt, durch welchen die Drehachse R läuft, verbindet.
Die Schutzklappe 4 verfügt über eine runde Innenkontur, damit sie über die Gehäuseoberkante
hinweggeschwenkt werden kann.
[0032] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den Figuren 2, 3 und 4
das Zusammenwirken der Schutzklappe 4 mit der an der Gehäusestirnfläche A des Kupplungsgehäuses
1 angebrachten Dichtung 3 näher beschrieben. Hierbei ist in Fig. 2 die in den Zeichnungen
dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrokontaktkupplung 100 in einer
teilgeschnittenen Darstellung gezeigt, wobei sich die Schutzklappe 4 in ihrer ersten
Position befindet, in welcher die Gehäuseöffnung 2 abgedeckt ist. Fig. 3b ist eine
Schnittansicht entlang der in Fig. 3a gezeigten Linie A-A. In Fig. 3b ist das Zusammenwirken
der Schutzklappe 4 mit der an dem Kupplungsgehäuse 1 befestigten Dichtung 3 im geschlossenen
Zustand der Schutzklappe 4 insbesondere im oberen und unteren Bereich gut erkennbar.
Wie die Schutzklappe 4 mit der Dichtung 3 am seitlichen Dichtspalt im geschlossenen
Zustand der Schutzklappe 4 zusammenwirkt, kann den Figuren 3c bis 3e entnommen werden.
Diese Figuren stellen entsprechende Schnittdarstellungen entlang der in Fig. 3a gezeigten
Linien B-B, C-C und D-D dar.
[0033] Wie es insbesondere der Darstellung in Fig. 3b entnommen werden kann, ist die an
der Gehäusestirnfläche A befestigte Dichtung 3 in einen oberen Dichtungsbereich 3a
sowie einen unteren Dichtungsbereich 3b eingeteilt. Diese beiden Dichtungsbereiche
3a, 3b verlaufen im Wesentlichen parallel zu der Drehachse R, um welche die Schutzklappe
4 relativ zu dem Kupplungsgehäuse 1 verschwenkbar ist.
[0034] Die Schutzklappe 4 weist an ihrem Rand einen Kontaktbereich auf, welcher in der ersten
(geschlossenen) Position der Schutzklappe 4 mit den entsprechenden Dichtungsbereichen
der Dichtung 3 in Kontakt steht, um ein Abdichten des Kupplungsgehäuses 1 gegenüber
der Umwelt zu ermöglichen. Wesentlich ist, dass der Kontaktbereich der Schutzklappe
4 in einzelne Abschnitte eingeteilt ist, wobei diese einzelnen Abschnitte den entsprechenden
Dichtungsbereichen der Dichtung 3 zugeordnet und entsprechend ausgeführt sind.
[0035] Wie es insbesondere den Darstellungen in den Figuren 2 und 3b entnommen werden kann,
weist die Schutzklappe einen dem oberen Dichtungsbereich 3a der Dichtung 3 zugeordneten
Kontaktbereichsabschnitt auf, welcher als Dichtfläche 5a ausgebildet ist, die im geschlossenen
Zustand der Schutzklappe 4 im Wesentlichen senkrecht zur Gehäusestirnfläche A ausgerichtet
ist. Mit anderen Worten, im geschlossenen Zustand der Schutzklappe 4 kontaktiert der
als Dichtfläche 5a ausgebildete und dem oberen Dichtungsbereich 3a zugeordnete Abschnitt
des Kontaktbereiches den oberen Dichtungsbereich 3a radial von außen.
[0036] Andererseits kontaktiert im geschlossenen Zustand der Elektrokontaktkupplung 100
die Schutzklappe 4 den unteren Dichtungsbereich 3b der Dichtung 3 über einen ebenfalls
als Dichtfläche 5b ausgebildeten Abschnitt des Kontaktbereiches, wobei allerdings
hierbei die Kontaktierung von vorne erfolgt. Demzufolge ist der dem unteren Dichtungsbereich
3b zugeordnete Abschnitt des Kontaktbereiches als eine im Wesentlichen parallel zur
Gehäusestirnfläche A ausgerichtete Dichtfläche 5b ausgebildet.
[0037] Nachfolgend wird unter Bezugnahme insbesondere auf die Darstellungen in den Figuren
3c bis 3e die Ausgestaltung des Kontaktbereiches beschrieben, welcher im geschlossenen
Zustand der Schutzklappe 4 die seitlichen Dichtungsbereiche 3c bzw. 3c' der Dichtung
3 kontaktiert. Im Einzelnen zeigt Fig. 3c eine Schnittansicht entlang der in Fig.
3a gezeigten Linie B-B, während Fig. 3d eine Schnittansicht entlang der Linie C-C
und Fig. 3e eine Schnittansicht entlang der Linie D-D zeigt.
[0038] Ein Vergleich der in den Figuren 3c bis 3e dargestellten Schnittansichten zeigt unmittelbar,
dass der Abschnitt des Kontaktbereiches, welcher im geschlossenen Zustand der Schutzklappe
4 den seitlichen Dichtungsbereich 3c der Dichtung 3 kontaktiert, als dreidimensionale
Dichtfläche 5c ausgeführt ist. Diese Dichtfläche 5c kontaktiert im oberen Bereich
des seitlichen Dichtungsbereiches 3c den Dichtungsbereich 3c radial von außen, während
im unteren Bereich des seitlichen Dichtungsbereiches 3c dort der Dichtungsbereiches
3c im Wesentlichen von vorne von der Dichtfläche 5c kontaktiert wird. Die Ausrichtung
der Dichtfläche 5c verändert sich dabei in stetiger Weise von dem in Fig. 3c dargestellten
Zustand in den in Fig. 3e dargestellten Zustand. Demnach ist der den seitlichen Dichtungsbereichen
3c, 3c' zugeordnete Abschnitt des Kontaktbereiches als dreidimensionale Dichtfläche
5c, 5c' ausgeführt, deren Ausrichtung sich um 90° dreht. Dies ist insbesondere auch
der Darstellung in Fig. 4a entnehmbar.
[0039] Im Einzelnen zeigt Fig. 4a in einer perspektivischen Ansicht das Kupplungsgehäuse
1 der exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrokontaktkupplung
100, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber von der Schutzklappe 4 lediglich
die Kontaktbereiche dargestellt sind.
[0040] Der Fig. 4a kann insbesondere entnommen werden, dass die einzelnen Dichtflächen der
Schutzklappe 4 tangential ineinander übergehen, wobei die Dichtfläche 5a, welche dem
oberen Dichtungsbereich 3a zugeordnet ist, im Wesentlichen horizontal verläuft, während
die Dichtfläche 5b, welche dem unteren Dichtungsbereich 3b zugeordnet ist, im Wesentlichen
vertikal verläuft. Die beiden den seitlichen Dichtungsbereichen 3c, 3c' zugeordneten
Dichtflächen 5c, 5c' sind um 90 Grad gewunden.
[0041] Durch die besondere Ausgestaltung der einzelnen Dichtflächen 5a, 5b, 5c, 5c' der
Schutzklappe 4 wird sichergestellt, dass beim Verschwenken der Schutzklappe 4 um die
Drehachse R relativ zu dem Kupplungsgehäuse 1 die Dichtung 3 erst unmittelbar vor
Erreichen der Schließstellung von dem Kontaktbereich der Schutzklappe 4 berührt wird.
Auf diese Weise sind die seitlichen Dichtungsbereiche 3c, 3c' beim Verschwenken der
Schutzklappe 4 relativ zu dem Kupplungsgehäuse 1 nur noch kurz vor Erreichen der endgültigen
Schließstellung einer Reibung ausgesetzt. Dies ergibt sich insbesondere auch aus der
Darstellung in Fig. 4b, die in einer perspektivischen Ansicht das Kupplungsgehäuse
1 der in den Zeichnungen dargestellten Elektrokontaktkupplung 100 zeigt, wobei von
der an dem Kupplungsgehäuse 1 verschwenkbar angelenkten Schutzklappe 4 der Übersichtlichkeit
halber nur die Dichtflächen 5a, 5b, 5c, 5c' gezeigt sind. Im Unterschied zu der Darstellung
in Fig. 4a ist bei der Darstellung in Fig. 4b die Schutzklappe 4 um 10 Grad gegenüber
dem Kupplungsgehäuse 1 aus der Schließstellung (vgl. Fig. 4a) verschwenkt.
[0042] Es ist unmittelbar ersichtlich, dass in dem in Fig. 4b dargestellten Zustand die
Dichtflächen der Schutzklappe 4 und insbesondere die seitlichen Dichtflächen 5c, 5c'
nicht mehr die Dichtung 3 und insbesondere die seitlichen Dichtungsbereiche 3c, 3c'
kontaktieren, so dass bei der Bewegung der Schutzklappe 4 relativ zu dem Gehäuse 1
die Dichtung 3 nicht mehr berührt wird und somit auch keiner Reibung ausgesetzt ist.
Im Einzelnen sind die den seitlichen Dichtungsbereichen 3c, 3c' zugeordneten Dichtflächen
5c, 5c' so gestaltet, dass sie erst auf den letzten 5° der Klappenschließbewegung
die Dichtung (die seitlichen Dichtungsbereiche 3c, 3c') berühren.
[0043] Demnach bleibt festzuhalten, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung die Schutzklappe
4 fest gegen die die Gehäuseöffnung 2 umgebende Dichtung 3 gepresst werden kann, so
dass auch im ungekuppelten Zustand ein dichter Abschluss des Kupplungsgehäuses 1 erreicht
wird. Andererseits ist die Reibung der Schutzklappe 4 beim Öffnen bzw. Schließen an
der Dichtung 3 praktisch vernachlässigbar, so dass die Dichtung 3 durch diese Bewegung
nicht verquetscht oder durch Reibung verschlissen wird. Erst unmittelbar am Beginn
der Öffnungsbewegung bzw. unmittelbar am Ende der Schließbewegung berührt der Kontaktbereich
der Schutzklappe 4 die Dichtung 3.
[0044] In Fig. 6 ist die Elektrokontaktkupplung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem
mit einer entsprechend komplementär ausgebildeten Gegen-Elektrokontaktkupplung 100'
verbunden. Da die Gegen-Elektrokontaktkupplung 100' baugleich zu der Elektrokontaktkupplung
100 ausgeführt ist, wird an dieser Stelle davon abgesehen, die einzelnen Komponenten
der Gegen-Elektrokontaktkupplung 100' näher zu beschreiben.
[0045] Der Darstellung in Fig. 6 ist insbesondere zu entnehmen, dass im gekuppelten Zustand
der Elektrokontaktkupplungen die entsprechenden Dichtungen 3, 3' aufeinander gepresst
sind, um die Kupplungselemente bzw. Kontakte der gekuppelten Elektrokontaktkupplungen
100, 100' gegen Feuchtigkeit und/oder Verschmutzung zu schützen.
[0046] Die Erfindung ist nicht auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel
der Elektrokontaktkupplung beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau
sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Bezugszeichenliste
[0047]
- 1, 1'
- Kupplungsgehäuse
- 2, 2'
- Gehäuseöffnung
- 3, 3'
- Dichtung
- 3a
- oberer Dichtungsbereich
- 3b
- unterer Dichtungsbereich
- 3c, 3c'
- seitlicher Dichtungsbereich
- 4, 4'
- Schutzklappe
- 5a
- dem oberen Dichtungsbereich zugeordnete Dichtfläche
- 5b
- dem unteren Dichtungsbereich zugeordnete Dichtfläche
- 5c, 5c'
- dem seitlichen Dichtungsbereich zugeordnete Dichtfläche
- 6, 6'
- ein Gelenk
- 7, 7'
- Antrieb
- 8
- Nutbereich der Dichtung
- 9
- Wulstbereich der Dichtung
- 10, 10'
- Grundfläche des Kupplungsgehäuses
- 100, 100'
- Elektrokontaktkupplung
- A
- Gehäusestirnfläche
- L
- Kupplungsrichtung
- M
- Kupplungsebene
- R
- Drehachse
1. Elektrokontaktkupplung (100) für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug,
wobei die Elektrokontaktkupplung (100) folgendes aufweist:
- ein Kupplungsgehäuse (1) mit einer in einer Gehäusestirnfläche (A) ausgebildeten
Gehäuseöffnung (2) und einer die Gehäuseöffnung (2) zumindest bereichsweise umgebenden
Dichtung (3); und
- eine Schutzklappe (4), welche derart an dem Kupplungsgehäuse (1) angelenkt ist,
dass die Schutzklappe (4) um eine festgelegte Drehachse (R) von einer ersten Position,
in welcher die Gehäuseöffnung (2) abgedeckt ist, in eine zweite Position, in welcher
die Gehäuseöffnung (2) freiliegt, relativ zu dem Kupplungsgehäuse (1) verschwenkbar
ist,
wobei die Dichtung (3) einen im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (R) verlaufenden
oberen Dichtungsbereich (3a) und einen im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (R)
verlaufenden unteren Dichtungsbereich (3b) aufweist,
wobei die Schutzklappe (4) einen Kontaktbereich aufweist, welcher zum Abdichten des
Kupplungsgehäuses (1) in der ersten Position der Schutzklappe (4) mit der Dichtung
(3) in Kontakt steht,
wobei der Abschnitt des Kontaktbereiches, welcher in der ersten Position der Schutzklappe
(4) den oberen Dichtungsbereich (3a) kontaktiert, als im Wesentlichen senkrecht zur
Gehäusestirnfläche (A) ausgerichtete Dichtfläche (5a) ausgebildet ist, und
wobei der Abschnitt des Kontaktbereiches, welcher in der ersten Position der Schutzklappe
(4) den unteren Dichtungsbereich (3b) kontaktiert, als im Wesentlichen parallel zur
Gehäusestirnfläche (A) ausgerichtete Dichtfläche (5b) ausgebildet ist.
2. Elektrokontaktkupplung (100) nach Anspruch 1,
wobei die Dichtung (3) ferner seitliche Dichtungsbereiche (3c; 3c') aufweist, welche
den oberen Dichtungsbereich (3a) mit dem unteren Dichtungsbereich (3b) verbinden,
und wobei die Abschnitte des Kontaktbereiches, welche in der ersten Position der Schutzklappe
(4) die seitlichen Dichtungsbereiche (3c; 3c') kontaktieren, als dreidimensionale
Dichtflächen (5c; 5c') ausgebildet sind, welche die im Wesentlichen senkrecht zur
Gehäusestirnseite (A) ausgerichtete Dichtfläche (5a) in stetiger Weise mit der im
Wesentlichen parallel zur Gehäusestirnfläche (A) ausgerichteten Dichtfläche (5b) verbinden.
3. Elektrokontaktkupplung (100) nach Anspruch 1 oder 2;
wobei die Dichtung (3) als umlaufende Dichtung ausgeführt ist und zwei seitliche Dichtungsbereiche
(3c, 3c') aufweist, welche spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind und jeweils
den oberen Dichtungsbereich (3a) mit dem unteren Dichtungsbereich (3b) verbinden,
und wobei jeder Abschnitt des Kontaktbereiches, welcher in der ersten Position der
Schutzklappe (4) einen der beiden seitlichen Dichtungsbereiche (3c, 3c') kontaktiert,
als dreidimensionale Dichtfläche (5c, 5c') ausgebildet ist, welche die im Wesentlichen
senkrecht zur Gehäusestirnseite (A) ausgerichtete Dichtfläche (5a) in stetiger Weise
mit der im Wesentlichen parallel zur Gehäusestirnfläche (A) ausgerichteten Dichtfläche
(5b) verbindet.
4. Elektrokontaktkupplung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Dichtung (3) lösbar mit dem Kupplungsgehäuse (1) verbunden ist.
5. Elektrokontaktkupplung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Dichtung (3) als eine aus einem Elastomermaterial gebildete umlaufende Runddichtung
ausgebildet ist.
6. Elektrokontaktkupplung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die den Kontaktbereich der Schutzklappe (4) ausbildenden Dichtflächen (5a, 5b,
5c, 5c') durch spanabhebende Bearbeitung der Schutzklappe (4) gebildet sind.
7. Elektrokontaktkupplung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Schutzklappe (4) über ein Eingelenk (6) an dem Kupplungsgehäuse (1) verschwenkbar
angelenkt ist.
8. Elektrokontaktkupplung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei ferner ein Antrieb (7) vorgesehen ist zum Verschwenken der Schutzklappe (4)
um die festgelegte Drehachse (R) relativ zu dem Kupplungsgehäuse (1).
9. Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer Elektrokontaktkupplung
(100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Elektrokontaktkupplung (100) derart an dem Fahrzeug angebracht oder anbringbar
ist, dass die Gehäusestirnfläche (A) der Elektrokontaktkupplung (100) in Kupplungsrichtung
(L) des Fahrzeuges zeigt und in der Kupplungsebene (M) liegt oder in die Kupplungsebene
(M) bringbar ist.