(57)【要約】  本発明は、カップリングシステム（Ｋ）用、特に牽引車両および被牽引車両の空気圧式のブレーキ装置を空気圧的に接続するカップリングシステム（Ｋ）用のカップリングヘッド（１）であって、カップリングヘッドハウジング（２）と、フィルタインサート（３）と、シール要素（４）と、を備え、カップリングヘッドハウジング（２）は、少なくとも１つの第１の連結ポート（５）と、少なくとも１つの第２の連結ポート（６）とを有し、第１の連結ポート（５）は、フィルタインサート凹部（７）を形成しており、フィルタインサート凹部（７）内には、フィルタインサート（３）が装入されており、かつシール要素（４）は、通常運転状態では、シールするようにフィルタインサート（３）に当接し、バイパス運転状態では、シール要素（４）とフィルタインサート（３）との間のバイパスを開放する、カップリングヘッド（１）に関する。
2019512426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップリングシステム（Ｋ）用、特に牽引車両および被牽引車両の空気圧式のブレーキ装置を空気圧的に接続するカップリングシステム（Ｋ）用のカップリングヘッド（１）であって、
カップリングヘッドハウジング（２）と、
フィルタインサート（３）と、
シール要素（４）と、
を備え、
前記カップリングヘッドハウジング（２）は、少なくとも１つの第１の連結ポート（５）と、少なくとも１つの第２の連結ポート（６）とを有し、
前記第１の連結ポート（５）は、フィルタインサート凹部（７）を形成しており、前記フィルタインサート凹部（７）内には、前記フィルタインサート（３）が装入されており、かつ
前記シール要素（４）は、通常運転状態では、前記フィルタインサート（３）にシールするように当接し、バイパス運転状態では、前記シール要素（４）と前記フィルタインサート（３）との間を開放してバイパスを形成する、
カップリングヘッド（１）。
【請求項２】
前記シール要素（４）は、半径方向に対向して取り巻くようにして延びるシールリップ（８）を有することを特徴とする、請求項１記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項３】
前記シールリップ（８）は、組み立てられた状態において前記フィルタインサート（３）の外周面に当接されていることを特徴とする、請求項２記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項４】
前記シールリップ（８）は、前記カップリングヘッドハウジング（２）のハウジング内部に向かって方向付けられていることを特徴とする、請求項２または請求項３記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項５】
前記フィルタインサート（３）は、前記カップリングヘッドハウジング（２）内に固定されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項６】
前記フィルタインサート（３）は、固定手段、特にねじ（９）により固定されていることを特徴とする、請求項５記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項７】
組み立てられた状態において、前記固定手段は、前記フィルタインサート（３）の、前記第１の連結ポート（５）の開口とは反対側の端部に配置されていることを特徴とする、請求項６記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項８】
前記固定手段は、組み立てられた状態において前記フィルタインサート凹部（７）の長手方向軸線に関して同軸に配置されていることを特徴とする、請求項７記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項９】
前記フィルタインサート（３）は、逆流バイパス開口（１０）と、前記フィルタインサート（３）の内部に配置されたダイヤフラム（１１）とを有し、前記ダイヤフラム（１１）は、前記逆流バイパス開口（１０）を前記通常運転状態ではシールするように閉鎖し、逆流バイパス状態では前記逆流バイパス開口（１０）を開放することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のカップリングヘッド（１）。
【請求項１０】
組み立てられた状態において、前記固定手段は、前記ダイヤフラム（１１）を前記フィルタインサート（３）内に固定することを特徴とする、請求項９および請求項６から８までのいずれか１項記載のカップリングヘッド（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カップリングシステム用、特に牽引車両および被牽引車両の空気圧式のブレーキ装置を空気圧的に接続するカップリングシステム用のカップリングヘッドに関する。
【０００２】
この種の牽引車両は、例えば、空気圧式のブレーキ装置を有する貨物自動車等の商用車両であり得る。
【０００３】
従来技術において、牽引車両および被牽引車両のブレーキ装置を空気圧的に接続するカップリングヘッドを有するカップリングシステムが、既に公知である。これらのシステムは、カップリングヘッドを貫流する圧縮空気をろ過するフィルタユニットを有している。
【０００４】
この種のカップリングヘッドは、例えば独国特許出願公開第１９９３１１６２号明細書（DE 199 31 162 A1）または独国特許出願公開第２８３３８３４号明細書（DE 28 33 834 A1）において公知である。
【０００５】
独国特許出願公開第１０２００９０３６６１９号明細書（DE 10 2009 036 619 A1）において、例えば牽引車両および被牽引車両のブレーキ装置を空気圧的に接続するカップリングヘッドであって、弁装置が設けられており、弁装置は、フィルタユニットの汚れが所定のレベルになると、フィルタユニットをバイパス接続により切り換え、カップリングヘッドを通って流動する圧縮空気が、もはやフィルタユニットのフィルタを通らず、バイパス接続を通って流動するようにしたカップリングヘッドが公知である。
【０００６】
独国特許出願公開第１０２０１１００２１２９号明細書（DE 10 2011 002 129 A1）において、フィルタ要素を迂回する常時開いたバイパスを備えるカップリングヘッドが公知である。しかし、この解決手段は、構造形態に起因して圧縮空気流の変向、特にバイパス運転時の順方向流内で圧縮空気流の変向を必要とする。しかし、所望されているのは、より単純な流動案内である。
【０００７】
それゆえ本発明の課題は、冒頭で挙げた形態のカップリングヘッドを有利に発展させること、特に、順方向流時（場合によっては逆方向流時も）のカップリングヘッドの改善された流動案内および非常機能が可能であるように発展させることである。
【０００８】
上記課題は、本発明により、請求項１の特徴を備えるカップリングヘッドにより解決される。請求項１によれば、カップリングシステム用のカップリングヘッドは、カップリングヘッドハウジングと、フィルタインサートと、シール要素と、を備え、カップリングヘッドハウジングは、少なくとも１つの第１の連結ポートと、少なくとも１つの第２の連結ポートとを有し、第１の連結ポートは、フィルタインサート凹部を形成しており、フィルタインサート凹部内には、フィルタインサートが装入されており、かつシール要素は、通常運転状態では、シールするようにフィルタインサートに当接し、バイパス運転状態では、シール要素とフィルタインサートとの間のバイパスを開放するようにした。
【０００９】
本発明は、バイパス運転状態、すなわち、順方向流（第１の連結ポートを通り、次いでフィルタユニットを通る流入）時にフィルタユニットの汚れが所定のレベルを超過した状態では、供給される圧縮空気が、フィルタインサートを迂回流動するという基本思想に基づいている。圧縮空気は、むしろ、バイパス運転中、シール要素とフィルタインサートの外面との間をこれらに沿って流動することが望ましい。これにより、圧縮空気がフィルタインサートに流入すらせず、フィルタインサートからその後変向される必要もないという利点が生じる。むしろ空気が、直接、フィルタインサートを迂回し、シール要素とフィルタインサートとの間の、リング状に形成されていることができるバイパス開口を通って貫流可能であれば、十分である。これにより、圧縮空気流の変向はもはや不要である。この種の構成は、カップリングヘッドの減寸、特にカップリングヘッドハウジングの減寸も可能にする。シール要素は、単純なデザインを有し、例えばカップリングヘッドハウジング内に設けられたリング溝内に保持されていることができる。
【００１０】
特にカップリングヘッドは、牽引車両および被牽引車両の空気圧式のブレーキ装置を空気圧的に接続するカップリングシステム用のカップリングヘッドであり得る。
【００１１】
さらにシール要素は、ラジアル方向に取り巻くようにして延びるシールリップを有していてもよい。これにより、シール要素のシールリップをフィルタインサートに一様に当接させることが可能である。このことは、通常運転状態においてバイパスを確実に封止することにもつながる。
【００１２】
さらにシールリップは、組み立てられた状態においてフィルタインサートの外面に当接されていてもよい。これにより、通常運転状態においてバイパスの確実な封止が達成されるので、バイパスは、常時開放されているわけではない。
【００１３】
さらにシールリップは、カップリングヘッドハウジングのハウジング内部に向かって方向付けられていてもよい。これにより、通常運転状態のためにも、別の運転状態、例えば逆方向流運転のためにも、バイパスの確実で信頼性の高い封止が達成される。
【００１４】
さらにフィルタインサートは、別途カップリングヘッドハウジング内に固定されていてもよい。これにより、シール要素とは独立した固定が可能となる。
【００１５】
さらにフィルタインサートは、固定手段により固定されていてもよい。これにより、ハウジング内でのフィルタインサートの簡単で信頼性の高い固定が可能となる。
【００１６】
固定手段は、例えばねじであってよい。ねじの使用は、低コストである。それというのも、ねじは規格部品であるからである。例えばセルフタッピングねじの使用が可能である。それというのも、セルフタッピングねじは、自らのねじ山を自身でカップリングヘッドハウジング内にねじの組み付け時に切るからである。
【００１７】
さらに、組み立てられた状態において、固定手段は、フィルタインサートの、第１の連結ポートの開口とは反対側の端部に配置されていてもよい。このことは、安定した位置固定を可能にするとともに、簡単な組み付けも可能にする。それというのも、固定手段をフィルタインサートに通して取着することが可能であるからである。フィルタインサートは、フィルタインサートベースあるいはフィルタインサート底部において固定可能である。
【００１８】
さらに固定手段は、組み立てられた状態においてフィルタインサート凹部の長手方向軸線に関して同軸に配置されていてもよい。これにより、フィルタインサートの中央での固定が可能となる。このことは、フィルタインサートにかかる負荷を一様にし、かつカップリングヘッドハウジング内での好適な固定を可能にする。
【００１９】
さらにフィルタインサートは、逆流バイパス開口と、フィルタインサートの内部に配置されたダイヤフラムとを有し、ダイヤフラムは、逆流バイパス開口を通常運転状態ではシールするように閉鎖し、逆流バイパス状態では逆流バイパス開口を開放することが可能である。これにより逆流運転のためにも、すなわち、空気がカップリングヘッドの内部から外部にフィルタインサートを通して第１の連結ポートに向かって流動する運転時においても、逆流バイパスを介して非常機能を提供することが可能となる。この逆流は、被牽引車両ブレーキ装置に流入する制御空気であり得る。この制御空気は、カップリングヘッドを介して戻し案内されることができ、その後、例えば牽引車両の被牽引車両制御弁において放出される。
【００２０】
組み立てられた状態において、上述の固定手段が、ダイヤフラムをフィルタインサート内に固定していてもよい。これにより、単一の固定手段により、フィルタインサートも、ダイヤフラムも固定され、このことは、部品数を減少させ、組み立てを容易にする。基本的には、別の可能性による固定も可能である。
【００２１】
而るに本発明のさらなる詳細および利点について、図面に示した一実施例を参照しながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るカップリングヘッドの一実施例を上方から見た斜視図である。
【図２】図１に示したカップリングヘッドを下方から見た斜視図である。
【図３】図１に示したカップリングヘッドの（長手方向軸線に沿った）断面図である。
【図４】図１に示したカップリングヘッドの順方向流運転の概略図である。
【図５】図１に示したカップリングヘッドの逆方向流運転の概略図である。
【００２３】
図１は、牽引車両（例えば貨物車）および被牽引車両（トレーラ）の空気圧式のブレーキ装置を空気圧的に接続するカップリングシステムＫの本発明に係るカップリングヘッド１の一実施例を上方から見た斜視図である。
【００２４】
図２は、図１に示したカップリングヘッド１を下方から見た斜視図であり、図３は、図１に示したカップリングヘッド１の（長手方向軸線に沿った）断面図である。
【００２５】
カップリングヘッド１は、カップリングヘッドハウジング２、フィルタインサート３およびシール要素４を備えている。
【００２６】
図示の実施例では、カップリングヘッド１は、被牽引車両に組み付けられている。
【００２７】
カップリングヘッドハウジング２は、第１の連結ポート５および第２の連結ポート６を有している。
【００２８】
第１の連結ポート５は、フィルタインサート凹部７を形成している。
【００２９】
フィルタインサート凹部７内には、フィルタインサート３が装入されている。
【００３０】
シール要素４は、カップリングヘッドハウジング２内でリング溝内に保持されている。
【００３１】
通常運転状態では、図３に示すように、シール要素４が、シールするようにフィルタインサート３に当接している。
【００３２】
シール要素４は、しかし、フィルタインサート３を固定するものではない。
【００３３】
さらにシール要素４は、半径方向に対向してフィルタインサート３の周面を取り巻くようにして延びるシールリップ８を有し、シールリップ８は、カップリングヘッドハウジング２のハウジング内部に向かって方向付けられている。
【００３４】
シールリップ８は、図３に示すように、組み立てられた状態および通常運転状態では、フィルタインサート３の外面に当接されている。
【００３５】
フィルタインサート３は、別途カップリングヘッドハウジング２内に固定されており、具体的には、本実施の形態ではねじ９として構成された固定手段により固定されている。
【００３６】
その際、ねじ９は、セルフタッピングねじである。
【００３７】
さらにフィルタインサート３は、半径方向に対向して取り巻くようにして配置されるフィルタスクリーン３ａを、フィルタインサート３の円柱状または円錘状の外壁３ｂ内に有している。
【００３８】
組み立てられた状態において、ねじ９は、フィルタインサート３の、第１の連結ポート５の開口とは反対側の端部、つまりフィルタインサート底部３ｃに、フィルタインサート凹部７の長手方向軸線に関して同軸に配置されている。
【００３９】
フィルタインサート３は、さらに逆流バイパス開口１０を有している。
【００４０】
逆流バイパス開口１０は、フィルタインサート３のフィルタインサート底部３ｃ内に存在している。
【００４１】
さらにフィルタインサート３の内部には、ダイヤフラム１１が配置されている。
【００４２】
ダイヤフラム１１は、フィルタインサート３の内部でフィルタインサート３のフィルタインサート底部３ｃに載置されており、逆流バイパス開口１０を通常運転状態で覆っている。
【００４３】
図３に看取可能であるように、組み立てられた状態において、ダイヤフラム１１は、フィルタインサート３内に固定され、具体的には同じくねじ９により固定されている。
【００４４】
基本的には、しかし、ねじ９を用いたフィルタインサート３およびダイヤフラム１１の固定は、１つの可能な実施の形態にすぎず、基本的には、別の固定方法も可能であることを附言しておく。
【００４５】
フィルタインサート３とシール要素４との間に形成可能な環状間隙は、カップリングヘッド１の順方向流バイパス開口１２である。シール要素４のシールリップ８の下方では、順方向流バイパス開口１２の環状間隙が拡幅している。それというのも、ここでは、フィルタインサート３がフィルタインサート凹部７の壁まで延在していないからである。
【００４６】
カップリングヘッド１の機能は、以下に記載の通りである。
【００４７】
第１の連結ポート５は、図示の実施例では、被牽引車両を牽引車両の空気圧式のブレーキ系または空気圧系に連結するために用いられる。
【００４８】
第２の連結ポート６は、被牽引車両の空気圧式のブレーキ系または空気圧系に接続されている。
【００４９】
図４は、図１に示したカップリングヘッド１の順方向流運転の概略図である。
【００５０】
通常運転中は、第１の連結ポート５を通った圧縮空気が、フィルタインサート３を通って流動する。このことは、図４に符号ＦＦ１を付した矢印により示してある（圧縮空気流フォワードフロー（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｆｌｏｗ）通常運転）。
【００５１】
フィルタインサートにより、圧縮空気流中に存在する粒子は堰き止められ、粒子が引き続き被牽引車両の空気圧式のシステム内に到達してしまうことは防止される。
【００５２】
運転時間の経過とともに、これによりフィルタインサート３は、閉塞を進行させ、ある時点で閉塞あるいは目詰まりするに至る。この時点は、カップリングヘッドのフィルタユニットが所定のレベルの汚れに達し、フィルタユニットが交換またはクリーニングされるべきときである。
【００５３】
非常機能（例えば整備工場までの走行）を可能にすべく、圧縮空気は、バイパス運転状態ともいうこの非常運転時、シール要素４とフィルタインサート３との間を、順方向流バイパス開口１２を通って貫流することができる。
【００５４】
このことは、図４に符号ＦＦ２を付した矢印により示してある（圧縮空気流フォワードフローバイパス運転状態）。
【００５５】
圧縮空気流フォワードフロー通常運転のときも、圧縮空気流フォワードフローバイパス運転状態のときも、ダイヤフラム１１は、シールするように圧縮空気流によりフィルタインサート底部３ｃに向かって押圧されるので、これらの状態において逆流バイパス開口１０は、密にダイヤフラム１１により閉鎖されている。
【００５６】
図５は、図１に示したカップリングヘッド１の逆方向流運転の概略図である。
【００５７】
カップリングヘッド１の通常の逆流運転中、圧縮空気流は、フィルタインサート３のフィルタスクリーンを通して案内される。
【００５８】
このことは、図５に符号ＲＦ１を付した矢印により示してある（圧縮空気流リターンフロー（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｆｌｏｗ）通常運転）。
【００５９】
カップリングヘッド１の、逆流バイパス状態ともいう非常逆流運転中、圧縮空気流は、フィルタインサート底部３ｃと、フィルタインサート底部３ｃに存在する、フィルタインサート３の逆流バイパス開口１０とを通して案内される。
【００６０】
この状態において圧縮空気がフィルタインサート３の外部から内部に流動することにより、ダイヤフラム１１は、逆流バイパス開口１０が開放されるように内側に向かって押圧される。
【００６１】
このことは、図５に符号ＲＦ２を付した矢印により示してある（圧縮空気流リターンフロー逆流バイパス状態）。
【符号の説明】
【００６２】
１  カップリングヘッド
２  カップリングヘッドハウジング
３  フィルタインサート
３ａ  フィルタスクリーン
３ｂ  外壁
３ｃ  フィルタインサート底部
４  シール要素
５  第１の連結ポート
６  第２の連結ポート
７  フィルタインサート凹部
８  シールリップ
９  ねじ
１０  逆流バイパス開口
１１  ダイヤフラム
１２  順方向流バイパス開口
Ｋ  カップリングシステム
ＦＦ１  圧縮空気流フォワードフロー通常運転
ＦＦ２  圧縮空気流フォワードフローバイパス運転状態
ＲＦ１  圧縮空気流リターンフロー通常運転
ＲＦ２  圧縮空気流リターンフロー逆流バイパス状態
【図１】
2019512426.tif 000003
【図２】
2019512426.tif 000004
【図３】
2019512426.tif 000005
【図４】
2019512426.tif 000006
【図５】
2019512426.tif 000007
【国際調査報告】
2019512426.tif 000008
2019512426.tif 000009
2019512426.tif 000010
2019512426.tif 000011
2019512426.tif 000012
2019512426.tif 000013