DE19756533A1 - Verbindungsvorrichtung zur Steckverbindung eines Steckerteils mit einem Buchsenteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur Steckverbindung eines Steckerteiles mit einem Buchsenteil, insbesondere für automatische Kupplungen von Schienenfahrzeu­ gen.

Eine gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist aus der DE AS 1 016 736 bekannt. Die in dieser Schrift beschriebene Verbindungsvorrichtung dient zur Elektrokupplung der elektri­ schen Kabel einer automatischen mechanischen Kupplung von Schienenfahrzeugen. Zur zwangsläufigen Verbindung der elektrischen Kabelkupplung mit den Kuppelgliedern der mechanischen Kupplung weist der durch den Führungskegel der Gegenkupplung bewegte Stempel eine Klinke auf, die beim Kuppelvorgang eine am Hauptbolzen gelagerte Nase mit zugehörigem Kniehebelgestänge so weit in Richtung Kupplung dreht, bis das unter der Wir­ kung einer Druckfeder stehende Kniehebelgestänge die Totpunktlage überschritten hat. Durch diese Betätigungseinrichtung wird der Kuppelvorgang für die elektrischen Steck- Kabelkupplungen durch die Gegenkupplung eingeleitet, während das eigentliche Kuppeln und das Halten in der gekuppelten Stellung durch das Kniehebelgestänge unabhängig von den mechanischen Kuppelteilen der Gegenkupplung erfolgt.

Gegenüber diesem Stand der Technik zielt die Erfindung darauf ab, die gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung derart weiterzubilden, daß bei geringer Steckkraft zwischen Stecker- und Buchsenteil eine elektrische Verbindung - insbesondre mit auch nach längerem Dauerbetrieb noch geringem elektrischen Widerstand - sichergestellt wird.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1.

Gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik ist dabei wenigstens ein am Stecker- oder Buchsenteil gelagertes und federnd vorspannbares Zwischenelement vorgesehen, wel­ ches derart ausgelegt ist, daß es beim Zusammenführen des Stecker- und des Buchsenteiles mit Federspannung zwischen das Steckerteil und das Buchsenteil geklemmt wird, wobei die elektrische Verbindung zwischen Buchsen- und Steckerteil über das Zwischenelement er­ folgt. Beim Verbinden des Steckerteiles mit dem Buchsenteil werden diese zunächst weitge­ hend reibungsfrei ineinander geführt. Beim weiteren Zusammenführen wird dann das Zwi­ schenteil zwischen das Stecker- und das Buchsenteil geklemmt.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß das wesentliche Problem gleitender Stecker (die auch bei dem gattungsgemäßen Stand der Technik zum Einsatz kamen), deren Oberfläche im we­ sentlichen in Hinsicht auf eine gute elektrische Leitfähigkeit optimiert ist und die im Eisen­ bahnbetrieb leicht beschädigt wird, dadurch gelöst wird, daß die durch Gleitbewegung er­ zeugte Verbindung durch eine im wesentlichen mit einem Abrollvorgang generierte Verbin­ dung ersetzt wird, die das Kniehebelprinzip nutzt und auf diese Weise eine hohe Anpreß­ kraft der Kontaktflächen ermöglicht. Damit wird eine sichere und feste Verbindung geschaf­ fen, die auch im langjahrigen Dauerbetrieb unter den rauhen Bedingungen des Eisenbahnbe­ triebes sicher und funktionsfähig ist.

Vorzugsweise wird das federnd gelagerte Zwischenelement in mechanisch unkomplizierter Weise als Klinke ausgebildet, welche im Buchsenteil gelagert ist und durch eine Feder ge­ gen einen Anschlag gedrückt wird. Diese Klinke wird zweckmäßig und baulich einfach da­ durch ergänzt, daß das Steckerteil eine gestufte Form mit wenigstens zwei Anschlägen auf­ weist, derart, daß beim Zusammenführen von Stecker- und Buchsenteil einer der durch die gestufte Form ausgebildeten Anschläge die Klinke mitnimmt und soweit dreht, daß eine Kontaktfläche der Klinke auf eine Kontaktfläche des Steckerteiles gepreßt wird. Im Zu­ ammenspiel mit einer Langlochführung der Klinke auf einem Zapfen oder Pin des Buchsenteiles ist dabei eine Spannwirkung zwischen dem Buchsenteil und dem Steckerteil realisierbar.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1a-c das Buchsen- und das Steckerteil einer ersten Ausführungsform der Erfin­ dung in verschiedenen Steckphasen;

Fig. 2a-c das Buchsen- und das Steckerteil einer zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung in verschiedenen Steckphasen;

Fig. 3a-d das Buchsen- und das Steckerteil einer dritten Ausführungsform der Erfin­ dung in verschiedenen Steckphasen; und

Fig. 4a-b eine Prinzipskizze einer automatischen Zugkupplung.

Fig. 1a zeigt ein Buchsenteil 1, dessen Querschnitt im wesentlichen L-förmig ist. Im Buchsenteil 1 ist eine Klinke 2 gelagert, die durch eine Feder 3 gegen einen Anschlag 4 des Buchsenteiles 1 gedrückt wird. Wird ein Steckerteil 5 in Richtung des Pfeiles 6 in das Buchsenteil 1 eingeschoben, verschiebt sich der erste Anschlag 7 des gestuft ausgebildeten Steckerteiles 5 ohne dabei die Klinke 2 des Buchsenteiles 1 zu berühren. Erst ein zweiter Anschlag 8 des Steckers 5 nimmt bei weiterer Bewegung des Steckerteiles 5 die Klinke 2 in Richtung des Pfeiles 6 mit und dreht die Klinke 2 so weit, daß ihre Kontaktfläche 9 auf die Kontaktfläche 10 in einer Ausnehmung 11 des Steckerteiles 5 gepreßt wird (siehe hierzu Fig. 1b). Dabei schließt sich die Klinke 2 innerhalb des Langloches 12 in der Lagerung ge­ gen die Feder 3.

Beim Trennen in Richtung des Pfeiles 13 nimmt der Anschlag 7 des Steckers 5 die Klinke 2 so weit mit, daß die Feder 3 über den Totpunkt gezogen wird. Damit wird die Klinke 2 wie­ der in die ursprüngliche Stellung - wie in Fig. 1a dargestellt - bewegt. Die Klinke 2 nach Fig. 1 hat eine im wesentlichen bolzenartige Form, wobei der vom Langloch 11 wegzeigen­ de und von der Feder 3 abgewandte Bereich der Klinke 2 in Richtung des Anschlages 4 ab­ gewinkelt ist. Die Kanten der Klinke 2 im Bereich der Kontaktfläche 9 sind jeweils derart abgerundet, daß die Klinke beim Zusammenstecken des Buchsen- und des Steckerteiles 1, 5 am Anschlag 8 und in der Ausnehmung 11 nicht verkanten kann und quasi abrollend in die Ausnehmung 11 eingreift.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Klinke 2 in ihrem Endabschnitt, der zum Steckerteil 5 zeigt, eine halbkreis- oder halbkugelartig abgerundete Form und die Ausnehmung 11 des Steckerteiles eine entsprechende Geometrie aufweist. Damit wird der Abrollvorgang der Klinke am Steckerteil 5 nochmals erleichtert und ein Verklemmen noch sicherer vermieden. Darüber hinaus ist die Klinke 2 stabartig ausgebildet und besonders einfach herstellbar, bei­ spielsweise kann sie als Gußteil gefertigt oder aus Abschnitten einer Stange gebildet werden. Die vollständige Verbindungsvorrichtung kann rundum, also beispielsweise jeweils um 60° zueinander versetzt, Klinken 2 und entsprechende Ausnehmungen 11 aufweisen. Die Aus­ nehmung 11 kann aber auch als rund um das Steckerteil 5 verlaufende Nut ausgebildet wer­ den.

Fig. 2a zeigt, wie das Steckerteil 5 in Richtung des Pfeiles 6 unkompliziert in das Buchsen­ teil 1 führbar ist. Sowohl das Stecker- als auch das Buchsenteil 5, 1 sind so ausgelegt, daß sie beim Ein- oder Auskuppeln stets unkompliziert und sicher zusammengeführt werden. Dies ist, da das Kuppeln automatisch erfolgt, von größter Bedeutung für eine zufriedenstel­ lende Funktion der Verbindungsvorrichtung.

Bei der weiteren Bewegung des Steckerteiles 5 in das Buchsenteil 1 berührt die Klinke 2 schließlich den zweiten Anschlag 8, der die Klinke 2 beim weiteren Einführen des Stecker­ teiles 5 in das Buchsenteil 1 mitnimmt und verschwenkt. Fig. 2 zeigt die Endstellung der Klinke 2. In dieser Position liegt der Seitenbereich 2s der Klinke 2 sicher am Anschlag 8. Die Bewegung des Steckerteil 5 in das Buchsenteil 1 ist in dieser Position begrenzt.

Zum Lösen der Steckverbindung werden Stecker- und Buchsenteil 5, 1 wieder voneinander wegbewegt (siehe den Pfeil 6') in Fig. 2c. Dabei dreht sich die Kontaktfläche 9 der Klinke 2 in der Ausnehmung 11, da sie der Anschlag 7 bei einer Bewegung des Steckerteiles in Richtung des Pfeiles 6' mitnimmt. Schließlich drückt sie die Kraft der Feder 3 in die Stel­ lung der Fig. 2a zurück.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches gegenüber den Konstruktionen aus Fig. 1 und 2 baulich weiter vereinfacht wurde. Nach Fig. 3 werden Klinke 2 und Feder 3 durch ein federartiges, elastisches Bauelement 2' ersetzt, derart, daß in dem elastischen Bauelement 2' die Funktionen der Feder 3 und der Klinke 2 integriert sind. Das Bauelement 2' kann ähnlich zu einer Tellerfeder oder einer Zahnscheibe ausgebildet sein. Hier weist das Bauelement 2' eine im wesentlichen kegelabschnittsförmige Kontur auf.

Die Funktion der Steckverbindung nach Fig. 3 entspricht der der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2: beim Einstecken des Steckerteiles 5 in das Buchsenteil 1 wird das Bauelement 2' elastisch deformiert, während es beim Trennen der Steckverbindungsvorrichtung wieder in seine Ausgangslage zurückfedert. Nach Fig. 3 werden als elastische Bauelemente Me­ tallstreifen verwendet, welche mit einem ihrer Enden um einen Pin 14 gebogen sind, wobei sich jeweils an den gebogenen Abschnitt 2'a ein ebener Abschnitt 2'b anschließt, der in ei­ nem halbkreisförmig abgerundeten Abschnitt 2'c endet. Wie in Fig. 3d zu erkennen, wer­ den die Bauelemente 2' beispielsweise aus einem Blech 23 gestanzt, wobei die Zwischen­ räume in der Ansicht der Fig. 3d eine schlüssellochartige Kontur aufweisen. Die Ausgestal­ tung der Bauelemente 2' bei dieser Variante der Erfindung zeichnet sich durch einen beson­ ders niedrigen konstruktiven Aufwand und Herstellungspreis aus, da die Notwendigkeit für aufwendigere Klinkenelemente 2 entfällt.

Wird das Steckerteil 5 nach Art der Fig. 3b in das Buchsenteil 1 eingeführt, passiert der Ab­ schnitt 2'c zunächst den Anschlag 7 und stößt dann bei weiterer Bewegung an den Anschlag 8. Das Bauelement 2' wird nunmehr bei weiterer Bewegung des Steckerteiles 5 in Richtung des Pfeiles 6 durchgebogen, bis es - wie in Fig. 3c gezeigt - sicher zwischen dem Buchsen- und dem Steckerteil 1, 5 verspannt ist. Beim Lösen der Steckverbindung formt es sich ela­ stisch in die in Fig. 3b gezeigte Stellung zurück. Dieser Effekt wird durch den Anschlag 7 unterstützt.

Fig. 4 veranschaulicht anhand einer Prinzipskizze die Funktion der Steckvorrichtung bei einer automatischen Zugkupplung, wobei Fig. 4a den entkuppelten und Fig. 4b den gekup­ pelten Zustand wiedergibt. Nach Fig. 4a umfaßt die automatische Zugkupplung einen Kupplungskopf 15 mit einem mechanischen Kupplungszentrum 16, wobei sich an den Kupplungskopf 15 ein Kupplungsarm 17 und an diesen ein Kupplungsgelenk 18 anschließt. Zusammen mit der mechanischen Kupplung wird eine Elektrokupplung 19 gekuppelt, die in einem Elektrokupplungsrahmen 20 angeordnet ist. Zur Kupplung der Elektrokupplung die­ nen Vordrückfedern 21. Das Elektrokupplungszentrum 22 ist mit den erfindungsgemäßen Steckvorrichtungen nach Fig. 1 und 2 versehbar.

Bezugszeichenliste

1

Buchsenteil

2

Klinke

3

Feder

4

Anschlag

5

Steckerteil

6

Pfeil

7

erster Anschlag

8

zweiter Anschlag

9

Kontaktfläche

10

Kontaktfläche

11

Ausnehmung

12

Langloch

13

Pfeil

14

Pin

15

Kupplingskopf

16

Kupplungszentrum

17

Kupplungsarm

18

Kupplungsgelenk

19

Elektrokupplung

20

Elektrokupplungsrahmen

21

Vordrückfeder

22

Elektrokupplungszentrum

23

Blech

Claims (9)

1. Verbindungsvorrichtung zur Steckverbindung eines Steckerteiles (5) mit einem Buchsenteil (1), insbesondere für automatische Kupplungen von Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein am Stecker- oder Buchsenteil gelagertes und federnd vorspannbares Zwischenelement (2) vorgesehen ist, welches derart ausgelegt ist, daß es beim Zu­ sammenführen des Stecker- und des Buchsenteiles (5, 1) mit Federspannung zwischen das Steckerteil und das Buchsenteil (5, 1) geklemmt wird, wobei die elektrische Ver­ bindung zwischen dem Stecker- und dem Buchsenteil (5, 1) über das Zwischenele­ ment erfolgt.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnd gelagerte Zwischenelement als Klinke (2) ausgebildet ist.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (2) am Buchsenteil (1) gelagert und durch eine Feder (3) gegen einen Anschlag (4) des Buchsenteiles (1) gedrückt wird.

4. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steckerteil (5) eine gestufte Form mit wenigstens zwei Anschlägen (7, 8) aufweist, derart, daß beim Zusammenführen von Stecker- und Buchsenteil (5, 1) einer der durch die gestufte Form gebildeten Anschläge (7, 8) die Klinke (2) mitnimmt und soweit dreht, daß eine Kontaktfläche (9) der Klinke (2) auf eine Kontaktfläche (10) des Steckerteiles (5) gepreßt wird.

5. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klinke (2) mit einem Langloch (12) versehen ist, welches auf einem Zapfen (14) des Buchsenteiles (1) verschieblich geführt und drehbar gelagert ist.

6. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klinke (2) eine bolzenartige Form aufweist, wobei das Ende der Klinke (2), welches zur Kontaktierung des Steckerteiles (1) dient, eine abgerundete Form hat.

7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das abgerundete Ende der Klinke (2) zum Eingriff in eine Ausnehmung (11) im Steckerteil ((5) ausgelegt ist.

8. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zwischenelement als elastisches Bauelement (2') ausgebildet ist, das die Funktionen der Feder und der Klinke integriert.

9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Bauelement (2') tellerfeder -oder zahnscheibenartig aus­ gebildet ist.