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WO2018033271A1 - Verformungsrohr für eine kupplung, insbesondere zugkupplung, und zugkupplung - Google Patents

Verformungsrohr für eine kupplung, insbesondere zugkupplung, und zugkupplung Download PDF

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Publication number
WO2018033271A1
WO2018033271A1 PCT/EP2017/064479 EP2017064479W WO2018033271A1 WO 2018033271 A1 WO2018033271 A1 WO 2018033271A1 EP 2017064479 W EP2017064479 W EP 2017064479W WO 2018033271 A1 WO2018033271 A1 WO 2018033271A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
counter
tube
securing element
deformation tube
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/064479
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Minzhe SHI
Ioan Deac
Matthias Homann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to ES17732832T priority Critical patent/ES2834026T3/es
Priority to CN201780050304.0A priority patent/CN109641599B/zh
Priority to EP17732832.5A priority patent/EP3500474B1/de
Publication of WO2018033271A1 publication Critical patent/WO2018033271A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/20—Details; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G11/00—Buffers
    • B61G11/16—Buffers absorbing shocks by permanent deformation of buffer element

Definitions

  • Deformation tube for a coupling in particular a traction coupling
  • the present invention relates to a deformation tube for a coupling, in particular traction coupling and a traction coupling with such a deformation tube.
  • Clutches in particular Switzerlandkupplungen of the generic type, have shock protection, which protect the coupled by means of the clutch vehicle parts and the passengers or cargo from damage at high Auffahr füren.
  • There are two ways to absorb the power namely destructive and regenerative.
  • destructive force absorption deformation tubes are used, which have two against a resistance sliding into each other tube parts, in particular with a diameter comparatively smaller tube part, which can be inserted into the relatively larger diameter tube part under a correspondingly high thrust, which is the Einschiebvorgang the larger tube part expands and deforms and / or the smaller pipe part is compressed and deformed. In this deformation comparatively much energy is absorbed, which is desirable.
  • the deformation tubes are monitored in practice by a visual inspection and / or sound sample.
  • the deformation tube to be monitored must be freely accessible.
  • the two against a resistance telescoping pipe parts are braced against each other.
  • a nut is conventionally provided, which is screwed onto a tie rod.
  • the tie rod is fixed in one of the two tube parts and extends in the longitudinal direction of the tube parts through an end face of the other tube part.
  • the nut is screwed onto this end, which is guided through the end face, so that the two tube parts are braced against the mentioned resistance, which precludes telescoping.
  • the present invention has for its object to provide a deformation tube for a coupling, in particular traction coupling of the generic type, which is improved in terms of its safety over the known embodiments.
  • the object of the invention is achieved by a deformation tube having the features of claim 1.
  • An inventive deformation tube for a coupling in particular a traction coupling, has two pipe parts which can be pushed into one another against a resistance.
  • the resistance is formed by the fact that the first tube part - inner tube part - is inserted with an axial end in a radial expansion at the opposite axial end of the second tube part - outer Rohrteil-, such that the first tube part end face in the radial extension on the second Pipe part strikes.
  • a sliding element can still be connected to the interface at the first pipe part.
  • the deformation tube according to the invention has a securing element in the form of a screw or a nut, which is screwed into a counter-element or screwed onto a counter-element and thereby braced the two tube parts against each other.
  • the counter element is a tie rod, with its first end to a first of the two tube parts, for example the outer pipe part, or a structure carrying the first of the two pipe parts is connected and having a second end opposite the first end, penetrates an end face of the second of the pipe parts and has a thread at the end of the penetration, on which the securing element in the form of a nut is screwed on.
  • the nut is located radially inside the second pipe part, in particular of the inner pipe part.
  • a detection device is now provided, which is set up to detect a twisting and / or axial displacement of the securing element and / or of the counter element relative to at least one of the tube parts.
  • the detection device it is possible to early detection of a loosening of the securing element, in particular in the form of the mother and optionally to signal a train driver or other maintenance personnel.
  • the detection device may comprise at least one shearing element, which is connected through a bore, in particular radial bore, in at least one of the two tube parts on the securing element and / or the counter element such that a relative rotation and / or displacement of the Securing element relative to the tube part causes a shearing off of the shear element of the securing element and / or counter element or a shearing within the shearing element.
  • such a shearing element is provided only in a bore, in particular a radial bore, in the inner tube part and connected to the securing element, in particular in the form of a nut.
  • such Abscherelement but also in a bore in particular also in the inner tube part, but possibly also in the outer tube part, be provided and connected to the counter-element, which is designed for example in the form of the tie rod.
  • the at least one shear element with a clearance in the respective bore, in particular radial bore is used. This allows a certain tolerance to be achieved before the shearing element is sheared off.
  • the shearing element is glued to the securing element and / or the counter-element. In this case, it is advantageous to leave the shearing element in the glued connection if the displacement or rotation which is to be detected occurs.
  • the detection device has only one visible marking on the securing element and / or the counter element and the corresponding one of the two tube parts facing the marking comprises, at the corresponding opposite position, an inspection opening through which the marking can be seen , If now the mark is no longer aligned in the originally predetermined relative position relative to the inspection opening, in particular no longer aligned centrally relative to the inspection opening, it can be concluded solely by visual inspection on an undesirable rotation and / or displacement of the securing element and / or counter-element.
  • the marker may be, for example, a color marker.
  • the inspection port may be sealed with a transparent plug or removable plug to prevent dust and / or other debris from entering the deformation tube through the inspection hole.
  • the detection device may comprise at least one optical and / or electrical sensor which is mounted in at least one of the two tube parts and detects a rotation and / or axial displacement of the securing element and / or the counter element.
  • a bore, in particular radial bore is provided in at least one of the two tube parts and the optical and / or electrical sensor is mounted in this bore or through this bore.
  • a closure body for the bore on the sensor is attached to an inner side of the corresponding pipe part and faces the securing element or counter element.
  • the energy supply of the sensor can be done locally by a battery or a battery and / or by the electrical supply of the train when used in a traction coupling. Furthermore, there is also the possibility of energy harvesting, i. the extraction of small amounts of energy from the environment, such as ambient temperature, vibration, etc.
  • an electrical and / or optical encoder may be provided.
  • Such an encoder can be formed by an electrical and / or optical transmitter, but alternatively also simply by a marking, for example in the form of coded strips or the like.
  • the sensor can then detect the position and / or signal strength of this encoder and from this a rotation and / or axial displacement of the Encoders and thus capture the fuse element and / or the counter element.
  • the corresponding traction coupling in order to carry out an early warning system and / or for easier maintenance of the deformation tube or the corresponding traction coupling can be connected wirelessly or wired to the sensor optical or acoustic display device to signal a detected twisting and / or moving the fuse element and / or the counter element.
  • Corresponding warning signals can be signaled to the driver, for example.
  • a clear signaling of the response can be achieved in a mechanical solution, for example, by the fact that said shearing element, which is generally designed in particular in the form of a pin, falls out of the bore in the tube part during shearing off the securing element or the counter element.
  • the shearing element for even clearer signaling for this purpose have a different color than the pipe part.
  • the electrical sensor can be designed both as an inductive or as a capacitive sensor. It is also conceivable training as a magnetic or optical sensor. In general, various electrical embodiments are conceivable.
  • the electrical and / or the optical sensor can be mounted on a support element according to an embodiment of the invention, which during rotation and / or axial displacement of the securing element and / or the counter-element is deformed, destroyed and / or demolished, so that the electrical and / or optical sensor is removed from its predetermined position.
  • This removal is detected by the sensor, for example due to a change in capacitance, inductance or the interruption of an electrical current flow.
  • Other possibilities come into consideration, for example, with the removal of the sensor from its position an optical or electrical signal is no longer received.
  • FIG. 1 shows a deformation tube for a traction coupling with two exemplary
  • Figure 2 shows a mechanical embodiment of the invention with glued
  • FIG. 3 shows an embodiment of the invention similar to that of Figure 2, but with screwed shear element
  • Figure 4 shows a possible embodiment of the invention with mark
  • Figure 5 shows an electrical embodiment of the invention with an optical
  • Figure 6 shows an embodiment with display device
  • Figure 7 shows an embodiment of the invention in which the position of the sensor is changed to its response
  • FIG. 8 embodiment of the invention with color sensor.
  • the first tube part 2 is designed as an inner tube part, has at one axial end a sliding element 4 and is with this sliding element 4 in a radial expansion 5 of the second tube part 3 used, which is designed as an outer tube part. Further axial insertion of the first tube part 2 into the second tube part 3 is only possible with a simultaneous deformation of the second tube part 3.
  • the first tube part 2 and the second tube part 3 are clamped in their initial position in the axial direction against each other.
  • a securing element 6 is provided, which is designed in the form of a nut which is screwed onto a counter element 7 in the form of a tie rod.
  • the securing element 6 could be designed in the form of a screw which is screwed into the counter element 7 in the form of a nut or another threaded component.
  • At least one radial bore 8, 9 is introduced.
  • One of the two radial bores 8, 9 may be sufficient. However, both radial bores 8, 9 may be provided.
  • the radial bore 8 is provided in that portion of the first tube part 2, which encloses the securing element 6.
  • the radial bore 8 is accordingly facing the securing element 6 in the radial direction.
  • the radial bore 9 is provided in each section of the first pipe part 2, which surrounds the counter element 7. Accordingly, the radial bore 9 is the counter element 7 in the radial direction opposite.
  • a rotation and / or axial displacement of the securing element 6 can be detected, through the radial bore 9, a rotation and / or axial displacement of the counter element 7 can be detected.
  • a detection device is used in the corresponding radial bore 8, 9, or provided in the corresponding area.
  • FIGS. 2 to 8 show exemplary embodiments of the detection devices 10, in each case in connection with the radial bore 8.
  • corresponding detection devices 10 may also be provided in the region of the radial bore 9 from FIG. 1 in order to detect a twisting or axial displacement of the counter element 7.
  • other positions of the detection device 10 are possible.
  • the detection device 10 comprises a shearing element 11, here in the form of a pin or pipe, which is glued to the securing element 6 with an adhesive 12. Instead of sticking, it would also be possible to choose another substance-liquid compound, for example soldering or welding.
  • the shearing element 1 1 protrudes from the securing element 6 through the radial bore 8, wherein the radial bore 8 in particular has a larger inner diameter than the area enclosed by the shear element 1 1, so that a clearance between the shearing element 1 1 and the first tube part 2 is provided and a shearing off of the shearing element 1 1 takes place only after bridging this game during rotation or axial displacement of the securing element 6.
  • the embodiment according to FIG. 3 corresponds to that of FIG. 2, except that here the shearing element 11 is screwed into a thread 13 in the securing element 6. In both cases, in the case of dissolution of the detection device 10, the shearing element 11 is advantageously sheared off from the securing element 6 and falls out of the radial bore 8.
  • the detection device 10 has a marking 14 on the securing element 6 which faces an inspection opening 15 in the radial direction.
  • the inspection opening 15 is formed by the radial opening 8 and is closed by a closure 16.
  • the closure 16 is embodied, for example, as transparent or comprises a transparent window and / or is detachably mounted in the inspection opening 15.
  • it can be detected by the inspection opening 15 by visual inspection, whether the fixedly mounted on the securing element 6 marker 14 has moved. If necessary, we used a flashlight 27 to help.
  • the radial bore 8 accommodates a sensor 17, which is embodied here as an optical sensor, in particular as an optical motion sensor.
  • the sensor 17 is associated with an encoder or a mark 18 on the securing element 6 such that the sensor 17 detects a change in position or movement of the encoder or the mark 18.
  • the sensor 17 has a warning light 19 which indicates when a position change or movement has been detected.
  • the senor 17 has its own electrical power supply 20.
  • a sensor 17 is also provided which detects a rotation and / or axial displacement of the securing element 6.
  • the sensor 17 is connected via lines 21 (or also wirelessly) to a control unit 22, which is positioned, for example, in the train, in particular in the driver's cab of the train.
  • the control unit 22 in turn controls a display device 23, which is in particular also positioned in the driver's compartment.
  • a display device 23 which is in particular also positioned in the driver's compartment.
  • the securing element 6 is carried by a support element 24, which is in mechanical connection with the securing element 6 and / or the counter element 7 and destroyed by a rotation and / or axial displacement of the securing element 6 or the counter element 7, is deformed or moved, so that the position of the sensor 17 changes.
  • the sensor 17 is set up to detect this change in position, for example in which a capacitive coupling or an electrical contact with the securing element 6 or the counter-element 7 is interrupted or changed and this is detected by the sensor 17.
  • the sensor 17 may again be integrated in the form of a self-sufficient local solution or may be connected to a control unit provided in the train analogously to the embodiment according to FIG.
  • the senor 17 is designed as a color sensor which detects a marking 18 on the securing element 6 through the radial bore 8.
  • color sensors are magnetic, capacitive or inductive sensors.
  • further sensors for monitoring the acceleration and the temperature can be integrated in the sensor 17, shown here by way of example on the basis of the temperature sensor 25 and the acceleration sensor 26. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verformungsrohr (1) für eine Kupplung, insbesondere Zugkupplung mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen (2, 3); mit einem Sicherungselement (6) in Form einer Schraube oder einer Mutter, die in einem Gegenelement (7) eingeschraubt oder auf ein Gegenelement aufgeschraubt ist und dadurch die beiden Rohrteile gegeneinander verspannt. Die Erfindung weist eine Detektionseinrichtung (10) auf, welche eingerichtet ist, ein Verdrehen und/oder ein axiales Verschieben des Sicherungselementes und/oder des Gegenelementes gegenüber wenigstens einem der beiden Rohrteile zu erfassen.

Description

Verformungsrohr für eine Kupplung, insbesondere Zugkupplung,
und Zugkupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verformungsrohr für eine Kupplung, insbesondere Zugkupplung und eine Zugkupplung mit einem solchen Verformungsrohr.
Kupplungen, insbesondere Zugkupplungen der gattungsgemäßen Art, weisen Stoßsicherungen auf, welche die mittels der Kupplung gekuppelten Fahrzeugteile und die Fahrgäste oder Transportgut vor Schäden bei zu hohen Auffahrgeschwindigkeiten schützen. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten die Kraft aufzunehmen, nämlich destruktiv und regenerativ. Zur destruktiven Kraftaufnahme werden Verformungsrohre eingesetzt, die zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbare Rohrteile aufweisen, insbesondere mit einem im Durchmesser vergleichsweise kleineren Rohrteil, das in das im Durchmesser vergleichsweise größere Rohrteil unter einer entsprechend hohen Schubkraft eingeschoben werden kann, wobei sich beim Einschiebvorgang das größere Rohrteil ausdehnt und verformt und/oder das kleinere Rohrteil gestaucht wird und verformt. Bei dieser Verformung wird vergleichsweise viel Energie aufgenommen, was erwünscht ist. Allerdings können Betriebszustände auftreten, die zu einer nicht unmittelbar ersichtlichen Vorschädigung des Verformungsrohres führen, weil beispielsweise ein vorübergehendes Einschieben des einen Rohrteils in das andere Rohrteil stattgefunden hat, ohne dass dies sofort erkennbar ist. Eine solche Vorschädigung reduziert jedoch die nachfolgende Energieaufnahmefähigkeit des Verformungsrohres, sodass das vorgeschädigte Verformungsrohr ausgetauscht werden muss.
Herkömmlich erfolgt eine Überwachung der Verformungsrohre in der Praxis durch eine Sichtprüfung und/oder eine Klangprobe. Dazu muss das zu überwachende Verformungsrohr frei zugänglich sein. Die zunehmend fortschreitende Integration des Verformungsrohres in die Kupplung beziehungsweise in die zu kuppelnden Wagenteile führt jedoch dazu, dass nicht innnner alle zu überwachenden Bereiche frei zugänglich sind und somit die Überprüfung aufwändig ist.
Um die Überprüfung zu erleichtern, werden heutzutage mechanische Indikatoren eingesetzt, in Form von Stiften, die nahe der Schnittstelle zwischen den beiden Rohrteilen in das Rohrteil mit vergleichsweise kleinerem Außendurchmesser eingebracht werden, derart, dass beim Ineinanderschieben der beiden Rohrteile das Rohrteil mit dem vergleichsweise größeren Durchmesser den aus dem anderen Rohrteil herausstehenden Stift verbiegt und damit ungeachtet eines nachfolgenden Auseinanderschiebens der beiden Rohrteile in die Ausgangsposition sicher anzeigt, dass eine Verformung stattgefunden hat. Allerdings verlangt eine solche Stiftlösung immer noch die Sichtprüfung jenes Abschnitts des Verformungsrohres, in welchem der Stift eingebracht ist. Die bisherige Überwachung ist, wie dargestellt, darauf beschränkt zu erfassen, ob eines der beiden Rohrteile des Verformungsrohres axial in das andere der beiden Rohrteile eingeschoben wurde. Durch diese Erfassung wird zwar auch eine nur vorübergehende kritische Verformung des Verformungsrohres erfasst, jedoch gibt es weitere sicherheitsrelevante Komponenten des Verformungsrohres, deren Zustand eine Auswirkung auf die Funktionsfähigkeit des Verformungsrohres hat. So sind die beiden gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteile gegeneinander verspannt. Hierfür ist herkömmlich eine Mutter vorgesehen, die auf einen Zuganker aufgeschraubt ist. Der Zuganker ist in einem der beiden Rohrteile befestigt und erstreckt sich in Längsrichtung der Rohrteile bis durch eine Stirnseite des anderen Rohrteiles hindurch. Auf dieses durch die Stirnseite hindurch geführte Ende ist die Mutter aufgeschraubt, sodass die beiden Rohrteile gegen den genannten Widerstand, der einem Ineinanderschieben entgegensteht, verspannt sind. Wenn sich nun die Mutter löst, so ist die Verspannung unzulänglich und die beiden Rohrteile können aus der gewünschten Ausrichtung zueinander verstellt werden. Herkömmlich wird daher von Zeit zu Zeit die Mutter beziehungsweise deren Sitz auf dem Gewinde mittels einer Endoskopiekamera kontrolliert, was aufwendig ist und mit Einschränkungen hinsichtlich der Kontrollgenauigkeit verbunden ist. Zudem besteht die Gefahr, dass ein Lösen der Mutter über eine lange Zeit nicht erkannt wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verformungsrohr für eine Kupplung, insbesondere Zugkupplung, der gattungsgemäßen Art anzugeben, das hinsichtlich seiner Sicherheit gegenüber den bekannten Ausführungsformen verbessert ist. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verformungsrohr mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen des Verformungsrohres sowie eine Zugkupplung angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Verformungsrohr für eine Kupplung, insbesondere Zugkupplung, weist zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbare Rohrteile auf. Beispielsweise wird der Widerstand dadurch gebildet, dass das erste Rohrteil - inneres Rohrteil - mit einem axialen Ende in eine radiale Aufweitung am gegenüberstehenden axialen Ende des zweiten Rohrteils - äußeres Rohrteil- eingeschoben ist, derart, dass das erste Rohrteil stirnseitig in der radialen Erweiterung am zweiten Rohrteil anschlägt. An der Schnittstelle kann am ersten Rohrteil gegebenenfalls noch ein Gleitelement angeschlossen sein. Durch eine ausreichende Axialkraft wird beim Auslösen des Verformungsrohres das innere Rohrteil dann weiter gegen das äußere Rohrteil eingeschoben, sodass sich das äußere Rohrteil aufweitet, wobei Energie verzehrt wird.
Das erfindungsgemäße Verformungsrohr weist ein Sicherungselement in Form einer Schraube oder einer Mutter auf, die in ein Gegenelement eingeschraubt oder auf ein Gegenelement aufgeschraubt ist und dadurch die beiden Rohrteile gegeneinander verspannt. Beispielsweise ist das Gegenelement ein Zuganker, der mit seinem ersten Ende an einem ersten der beiden Rohrteile, beispielsweise dem äußeren Rohrteil, oder einer das erste der beiden Rohrteile tragenden Struktur angeschlossen ist und mit einem zweiten Ende, das dem ersten Ende entgegengesetzt ist, eine Stirnseite des zweiten der Rohrteile durchdringt und Endseitig der Durchdringung ein Gewinde aufweist, auf welches das Sicherungselement in Form einer Mutter aufgeschraubt ist. Demnach liegt die Mutter radial innerhalb des zweiten Rohrteils, insbesondere des inneren Rohrteils.
Erfindungsgemäß ist nun eine Detektionseinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, ein Verdrehen und/oder axiales Verschieben des Sicherungselementes und/oder des Gegenelementes gegenüber wenigstens einem der Rohrteile zu erfassen.
Durch die Detektionseinrichtung ist es möglich, ein Lösen des Sicherungselementes, insbesondere in Form der Mutter, frühzeitig zu erkennen und gegebenenfalls einem Zugführer oder sonstigem Wartungspersonal zu signalisieren.
Für die Ausgestaltung der Detektionseinrichtung kommen verschiedene Möglichkeiten in Betracht, hierunter mechanische und elektrische Lösungen, die gegebenenfalls auch miteinander kombiniert werden können. Zur Ausführung einer mechanischen Lösung kann beispielsweise die Detektionseinrichtung wenigstens ein Abscherelement aufweisen, das durch eine Bohrung, insbesondere Radialbohrung, in wenigstens einem der beiden Rohrteile hindurch an dem Sicherungselement und/oder dem Gegenelement derart angeschlossen ist, dass eine relative Verdrehung und/oder Verschiebung des Sicherungselementes gegenüber dem Rohrteil ein Abscheren des Abscherelementes vom Sicherungselement und/oder Gegenelement oder ein Abscheren innerhalb des Abscherelementes bewirkt. Beispielswiese ist ein solches Abscherelement nur in einer Bohrung, insbesondere Radialbohrung, in dem inneren Rohrteil vorgesehen und an dem Sicherungselement, insbesondere in Form einer Mutter, angeschlossen. Zusätzlich oder alternativ kann ein solches Abscherelement jedoch auch in einer Bohrung insbesondere ebenfalls in dem inneren Rohrteil, möglicherweise jedoch auch in dem äußeren Rohrteil, vorgesehen sein und an dem Gegenelement angeschlossen sein, das beispielsweise in Form des Zugankers ausgeführt ist. So kann nämlich sowohl ein Verschieben als auch besonders ein Verdrehen entweder der Mutter oder des Zugankers zu einem unerwünschten Lösen der Verspannung der beiden Rohrteile gegeneinander führen.
Beispielsweise ist das wenigstens eine Abscherelement mit einem Spiel in die jeweilige Bohrung, insbesondere Radialbohrung, eingesetzt. Damit kann eine gewisse Toleranz erreicht werden, bevor das Abscherelement abgeschert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Abscherelement an dem Sicherungselement und/oder dem Gegenelement angeklebt. In diesem Fall erfolgt vorteilhaft ein Abreisen des Abscherelementes in der Klebverbindung, wenn die Verschiebung beziehungsweise Verdrehung, die detektiert werden soll, auftritt.
Eine andere mechanische Lösung sieht vor, dass die Detektionseinrichtung lediglich eine sichtbare Markierung auf dem Sicherungselement und/oder dem Gegenelement aufweist und das entsprechende der beiden Rohrteile, das der Markierung gegenübersteht, an der entsprechenden gegenüberstehenden Position eine Inspektionsöffnung umfasst, durch welche die Markierung ersichtlich ist. Wenn nun die Markierung nicht mehr in der ursprünglich vorgegebenen Relativposition gegenüber der Inspektionsöffnung ausgerichtet ist, insbesondere nicht mehr zentrisch gegenüber der Inspektionsöffnung ausgerichtet ist, so kann allein durch Sichtinspektion auf ein unerwünschtes Verdrehen und/oder Verschieben des Sicherungselementes und/oder des Gegenelementes geschlossen werden. Die Markierung kann beispielsweise eine Farbmarkierung sein. Die Inspektionsöffnung kann beispielsweise mit einem durchsichtigem Verschlussstopfen oder einem abnehmbaren Verschlussstopfen verschlossen sein, um zu verhindern, dass Staub und/oder anderer Schmutz durch das Inspektionsloch in das Verformungsrohr eindringt.
Bei einer elektrischen Lösung kann die Detektionseinrichtung wenigstens einen optischen und/oder elektrischen Sensor umfassen, der in wenigstens einem der beiden Rohrteile montiert ist und ein Verdrehen und/oder axiales Verschieben des Sicherungselementes und/oder des Gegenelementes erfasst. Beispielsweise ist hier ebenfalls eine Bohrung, insbesondere Radialbohrung in wenigstens einem der beiden Rohrteile vorgesehen und der optische und/oder elektrische Sensor ist in dieser Bohrung oder durch diese Bohrung hindurch montiert. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist ein Verschlusskörper für die Bohrung den Sensor auf. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass der Sensor an einer Innenseite des entsprechenden Rohrteils befestigt ist und dem Sicherungselement beziehungsweise Gegenelement gegenübersteht.
Die Energieversorgung des Sensors kann lokal durch eine Batterie oder einen Akku und/oder durch die elektrische Versorgung des Zuges beim Einsatz in einer Zugkupplung erfolgen. Ferner besteht auch die Möglichkeit des Energie Harvestings, d.h. der Gewinnung kleiner Mengen von Energie aus der Umgebung, wie beispielsweise Umgebungstemperatur, Vibrationen etc.
Beispielsweise kann bei der elektrischen Ausgestaltung am Sicherungselement und/oder dem Gegenelement an dessen äußeren Oberfläche ein elektrischer und/oder optischer Geber vorgesehen sein. Ein solcher Geber kann durch einen elektrischen und/oder optischen Sender gebildet werden, jedoch alternativ auch einfach durch eine Markierung, beispielsweise in Form von kodierten Streifen oder ähnlichem. Der Sensor kann dann die Position und/oder Signalstärke dieses Gebers erfassen und hieraus eine Verdrehung und/oder axiale Verschiebung des Gebers und damit des Sicherungselementes und/oder des Gegenelementes erfassen.
Insbesondere um ein Frühwarnsystem auszuführen und/oder zur erleichterten Wartung des Verformungsrohres beziehungsweise der entsprechenden Zugkupplung kann an dem Sensor eine optische oder akustische Anzeigevorrichtung drahtlos oder drahtgebunden angeschlossen sein, um ein erfasstes Verdrehen und/oder Verschieben des Sicherungselementes und/oder des Gegenelementes zu signalisieren. Entsprechende Warnsignale können beispielsweise dem Zugführer signalisiert werden. Alternativ ist es möglich, entsprechende Signale in einem Steuergerät abrufbar zu speichern. Auch ist es möglich, eine Warnlampe im Bereich des Verformungsrohres, beispielsweise am Sensor, vorzusehen, jedoch auch außerhalb des Bereiches des Verformungsrohres, beispielsweise im Zugführerstand, welche ein Ansprechen des Sensors anzeigt.
Eine deutliche Signalisierung des Ansprechens kann bei einer mechanischen Lösung beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das genannte Abscherelement, das im Allgemeinen insbesondere in Form eines Stiftes ausgeführt ist, beim Abscheren vom Sicherungselement oder dem Gegenelement aus der Bohrung in dem Rohrteil herausfällt. Gegebenenfalls kann das Abscherelement zur noch deutlicheren Signalisierung hierfür eine andere Farbe als das Rohrteil aufweisen. Der elektrische Sensor kann sowohl als induktiver oder auch als kapazitiver Sensor ausgeführt sein. Ferner denkbar ist eine Ausbildung als magnetischer oder optischer Sensor. Generell sind verschiedenste elektrische Ausführungsformen vorstellbar. Der elektrische und/oder der optische Sensor kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf einem Tragelement gelagert sein, welches beim Verdrehen und/oder axialen Verschieben des Sicherungselementes und/oder des Gegenelementes verformt, zerstört und/oder abgerissen wird, sodass der elektrische und/oder optische Sensor aus seiner vorgegebenen Position entfernt wird. Dieses Entfernen wird durch den Sensor erfasst, beispielsweise aufgrund einer Änderung einer Kapazität, Induktivität oder der Unterbrechung eines elektrischen Stromflusses. Andere Möglichkeiten kommen in Betracht, beispielsweise das mit der Entfernung des Sensors aus seiner Position ein optisches oder elektrisches Signal nicht mehr empfangen wird.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1 ein Verformungsrohr für eine Zugkupplung mit zwei beispielhaften
Positionen zum Vorsehen einer Detektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine mechanische Ausführungsform der Erfindung mit angeklebtem
Abscherelement;
Figur 3 eine Ausgestaltung der Erfindung ähnlich jener der Figur 2, jedoch mit eingeschraubtem Abscherelement;
Figur 4 eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung mit Markierung und
Inspektionsöffnung;
Figur 5 eine elektrische Ausführungsform der Erfindung mit einem optischen
Sensor;
Figur 6 eine Ausgestaltung mit Anzeigevorrichtung; Figur 7 eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher die Position des Sensors zu dessen Ansprechen verändert wird;
Figur 8 Ausgestaltung der Erfindung mit Farbsensor.
In der Figur 1 ist ein Verformungsrohr 1 dargestellt, mit einem ersten Rohrteil 2 und einem zweiten Rohrteil 3. Das erste Rohrteil 2 ist als inneres Rohrteil ausgeführt, weist an einem axialen Ende ein Gleitelement 4 auf und ist mit diesem Gleitelement 4 in eine radiale Aufweitung 5 des zweiten Rohrteils 3 eingesetzt, welches als äußeres Rohrteil ausgeführt ist. Ein weiteres axiales Einschieben des ersten Rohrteils 2 in das zweite Rohrteil 3 ist nur mit einer gleichzeitigen Verformung des zweiten Rohrteils 3 möglich. Das erste Rohrteil 2 und das zweite Rohrteil 3 sind in ihrer Ausgangsposition in Axialrichtung gegeneinander verspannt. Hierfür ist ein Sicherungselement 6 vorgesehen, das in Form einer Mutter ausgeführt ist, die auf ein Gegenelement 7 in Form eines Zugankers aufgeschraubt ist. Andere Ausgestaltungen zur Verspannung der beiden Rohrteile 2, 3 aneinander sind möglich. Beispielsweise könnte das Sicherungselement 6 in Form einer Schraube ausgeführt sein, die in das Gegenelement 7 in Form einer Mutter oder eines sonstigen mit einem Gewinde versehenen Bauteils eingeschraubt ist.
In einem der beiden Rohrteile, hier im ersten Rohrteil 2 ist wenigstens eine Radialbohrung 8, 9 eingebracht. Eine der beiden Radialbohrungen 8, 9 kann ausreichend sein. Jedoch können auch beide Radialbohrungen 8, 9 vorgesehen sein.
Die Radialbohrung 8 ist in jenem Abschnitt des ersten Rohrteils 2 vorgesehen, der das Sicherungselement 6 umschließt. Die Radialbohrung 8 steht demnach dem Sicherungselement 6 in Radialrichtung gegenüber. Die Radialbohrung 9 ist in jedem Abschnitt des ersten Rohrteils 2 vorgesehen, welcher das Gegenelement 7 umschließt. Demnach steht die Radialbohrung 9 dem Gegenelement 7 in Radialrichtung gegenüber.
Durch die Radialbohrung 8 kann ein Verdrehen und/oder axiales Verschieben des Sicherungselementes 6 erfasst werden, durch die Radialbohrung 9 kann ein Verdrehen und/oder axiales Verschieben des Gegenelementes 7 erfasst werden. Hierfür wird in die entsprechende Radialbohrung 8, 9 eine Detektionseinrichtung eingesetzt, beziehungsweise in dem entsprechenden Bereich vorgesehen.
Die Figuren 2 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele für die Detektionseinrichtungen 10, jeweils im Zusammenhang mit der Radialbohrung 8. Allerdings können entsprechende Detektionseinrichtungen 10 auch im Bereich der Radialbohrung 9 aus der Figur 1 vorgesehen sein, um ein Verdrehen oder axiales Verschieben des Gegenelementes 7 zu erfassen. Darüber hinaus sind andere Positionen der Detektionseinrichtung 10 möglich.
In der Figur 2 umfasst die Detektionseinrichtung 10 ein Abscherelement 1 1 , hier in Stiftform oder Rohrform, das an dem Sicherungselement 6 mit einem Klebstoff 12 angeklebt ist. Anstelle des Anklebens könnte auch eine andere stoffflüssige Verbindung gewählt werden, beispielsweise Anlöten oder Anschweißen.
Das Abscherelement 1 1 ragt ausgehend vom Sicherungselement 6 durch die Radialbohrung 8 hindurch, wobei die Radialbohrung 8 insbesondere einen größeren Innendurchmesser aufweist als der von ihr umschlossene Bereich des Abscherelementes 1 1 , sodass ein Spiel zwischen dem Abscherelement 1 1 und dem ersten Rohrteil 2 vorgesehen ist und ein Abscheren des Abscherelementes 1 1 erst nach einer Überbrückung dieses Spiels beim Verdrehen oder axialen Verschieben des Sicherungselementes 6 erfolgt. Die Ausgestaltung gemäß der Figur 3 entspricht jener der Figur 2, nur das hier das Abscherelement 1 1 in ein Gewinde 13 im Sicherungselement 6 eingeschraubt ist. In beiden Fällen wird vorteilhaft im Falle des Auflösens der Detektionseinrichtung 10 das Abscherelement 1 1 vom Sicherungselement 6 abgeschert und fällt aus der Radialbohrung 8 heraus.
Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 4 weist die Detektionseinrichtung 10 eine Markierung 14 auf dem Sicherungselement 6 auf, die einer Inspektionsöffnung 15 in Radialrichtung gegenübersteht. Die Inspektionsöffnung 15 wird durch die Radialöffnung 8 gebildet und ist durch einen Verschluss 16 verschlossen. Der Verschluss 16 ist beispielsweise transparent ausgeführt beziehungsweise umfasst ein transparentes Fenster und/oder ist abnehmbar in der Inspektionsöffnung 15 montiert. Somit kann durch die Inspektionsöffnung 15 durch Sichtprüfung erfasst werden, ob sich die ortsfest auf dem Sicherungselement 6 aufgebrachte Markierung 14 bewegt hat. Gegebenenfalls wir eine Taschenlampe 27 zur Hilfe genommen.
Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 5 nimmt die Radialbohrung 8 einen Sensor 17 auf, der hier als optischer Sensor, insbesondere als optischer Bewegungssensor ausgeführt ist. Dem Sensor 17 ist ein Geber oder eine Markierung 18 auf dem Sicherungselement 6 derart zugeordnet, dass der Sensor 17 eine Positionsänderung oder Bewegung des Gebers oder der Markierung 18 erfasst. Beispielsweise weist der Sensor 17 eine Warnleuchte 19 auf, die anzeigt, wenn eine Positionsänderung oder Bewegung erfasst wurde.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Sensor 17 eine eigene elektrische Energieversorgung 20 auf. Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 6 ist ebenfalls ein Sensor 17 vorgesehen, der eine Verdrehung und/oder axiale Verschiebung des Sicherungselementes 6 erfasst. Der Sensor 17 ist jedoch abweichend von der Ausführungsform gemäß der Figur 5, die eine lokale Lösung darstellt, über Leitungen 21 (oder auch drahtlos) an einem Steuergerät 22, das beispielsweise im Zug, insbesondere im Führerraum des Zuges positioniert ist, angeschlossen. Das Steuergerät 22 wiederum steuert eine Anzeigevorrichtung 23 an, die insbesondere ebenfalls im Führerraum positioniert ist. Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 7 wird der Sensor 17 von einem Tragelement 24 getragen, das in mechanischer Verbindung mit dem Sicherungselement 6 und/oder dem Gegenelement 7 steht und durch einen Verdrehen und/oder axiales Verschieben des Sicherungselementes 6 oder des Gegenelementes 7 zerstört, verformt oder bewegt wird, sodass sich die Position des Sensors 17 ändert. Der Sensor 17 ist eingerichtet, diese Positionsänderung zu erfassen, beispielsweise in dem eine kapazitive Kopplung oder ein elektrischer Kontakt mit dem Sicherungselement 6 oder dem Gegenelement 7 unterbrochen oder geändert wird und dies vom Sensor 17 erfasst wird. Im Übrigen kann der Sensor 17 wieder in Form einer autarken lokalen Lösung eingebunden sein oder an ein im Zug vorgesehenes Steuergerät analog der Ausgestaltung gemäß der Figur 6 angeschlossen sein.
Bei der Ausgestaltung gemäß der Figur 8 ist der Sensor 17 als Farbsensor ausgeführt, der durch die Radialbohrung 8 hindurch eine Markierung 18 auf dem Sicherungselement 6 erfasst. Alternativ für Farbsensoren sind magnetische, kapazitive oder induktive Sensoren. Insbesondere können weitere Sensoren zum Überwachen der Beschleunigung und der Temperatur im Sensor 17 integriert sein, hier beispielhaft dargestellt anhand des Temperatursensors 25 und des Beschleunigungssensors 26. Bezugszeichenliste
1 Verformungsrohr
2 erster Rohrteil
3 zweiter Rohrteil
4 Gleitelement
5 radiale Aufweitung
6 Sicherungselement
7 Gegenelement
8 Radialbohrung
9 Radialbohrung
10 Detektionseinnchtung
1 1 Abscherelement
12 Klebstoff
13 Gewinde
14 Markierung
15 Inspektionsöffnung
16 Verschluss
17 Sensor
18 Markierung
19 Warnleuchte
20 Energieversorgung
21 Leitung
22 Steuergerät
23 Anzeigevorrichtung
24 Tragelement
25 Temperatursensor
26 Beschleunigungssensor
27 Taschenlampe

Claims

Patentansprüche
1 . Verformungsrohr (1 ) für eine Kupplung, insbesondere Zugkupplung
1 .1 mit zwei gegen einen Widerstand ineinander schiebbaren Rohrteilen (2, 3);
1 .2 mit einem Sicherungselement (6) in Form einer Schraube oder einer Mutter, die in einem Gegenelement (7) eingeschraubt oder auf ein Gegenelement (7) aufgeschraubt ist und dadurch die beiden Rohrteile (2, 3) gegeneinander verspannt;
gekennzeichnet durch
1 .3 eine Detektionseinrichtung (10), welche eingerichtet ist, ein Verdrehen und/oder ein axiales Verschieben des Sicherungselementes (6) und/oder des Gegenelementes (7) gegenüber wenigstens einem der beiden Rohrteile (2, 3) zu erfassen.
2. Verformungsrohr (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (7) ein Zuganker ist, der mit einem ersten Ende an einem ersten der beiden Rohrteile (2, 3) oder einer das erste der beiden Rohrteile (2, 3) tragenden Struktur angeschlossen ist und mit einem zweiten Ende eine Stirnseite des zweiten der Rohrteile (2,3) durchdringt und endseitig der Durchdringung ein Gewinde aufweist, auf welches das Sicherungselement (6) in Form einer Mutter aufgeschraubt ist.
3. Verformungsrohr (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (10) wenigstens ein Abscherelement (1 1 ) aufweist, das durch eine Bohrung, insbesondere Radialbohrung (8, 9), in wenigstens einem der beiden Rohrteile (2, 3) hindurch an dem Sicherungselement (6) und/oder dem Gegenelement (7) derart angeschlossen ist, dass eine relative Verdrehung und/oder axiale Verschiebung des Sicherungselementes (6) und/oder des Gegenelementes (7) gegenüber dem Rohrteil (2, 3) ein Abscheren des Abscherelementes (1 1 ) vom Sicherungselement (6) und/oder Gegenelement (7) oder ein Abscheren innerhalb des Abscherelementes (1 1 ) bewirkt.
Verformungsrohr (1 ) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscherelement (1 1 ) mit einem Spiel in die Bohrung, insbesondere Radialbohrung (8, 9) eingesetzt ist.
Verformungsrohr (1 ) gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscherelement (1 1 ) an dem Sicherungselement (6) und/oder dem Gegenelement (7) angeklebt ist.
Verformungsrohr (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (10) eine Markierung (14) auf dem Sicherungselement (6) und/oder dem Gegenelement (7) und eine der Markierung (14) in einem der beiden Rohrteile (2, 3) gegenüberstehende Inspektionsöffnung (15) umfasst.
Verformungsrohr (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (10) wenigstens einen optischen und/oder elektrischen/elektronischen Sensor (17) umfasst, der an wenigstens einem der beiden Rohrteile (2, 3) montiert ist und ein Verdrehen und/oder axiales Verschieben des Sicherungselementes (6) und/oder des Gegenelementes (7) erfasst.
Verformungsrohr (1 ) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (6) und/oder das Gegenelement (7) auf seiner äußeren Oberfläche mit einem elektrischen und/oder optischen Geber und/oder einer durch den Sensor (17) erfassbaren Markierung (18) versehen ist.
9. Verfornnungsrohr (1 ) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Sensor (17) eine optische oder elektrische Anzeigevorrichtung (23) drahtlos oder drahtgebunden angeschlossen ist, um ein erfasstes Verdrehen und/oder Verschieben des Sicherungselementes (6) und/oder des Gegenelementes (7) zu signalisieren.
10. Zugkupplung, insbesondere Scharfenberg-Zugkupplung, mit einem Verformungsrohr (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
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