CN101031466A - 用于传输电能、气动能或水力能的方法以及能量传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在第一车辆(1)和与其耦连的第二车辆(3)，例如牵引车和拖车之间传输电能、气动能或水力能的方法。本发明还实现一种能量传输系统。本发明的目的是，开发一种方法和能量传输系统，其在插塞连接系统(6)部分或完全地损坏的情况下也能允许长时间的安全操作行驶状态。所述目的尤其通过如下的方法实现，该方法中能量分配干线(4)中的能量以受控方式从能量供应线路(2)引入。

Description

用于传输电能、气动能或水力能的方法以及能量传输系统
技术领域
本发明涉及一种在第一车辆与连接到第一车辆的第二车辆，例如牵引车和拖车之间传输电能、气动能或水力能的方法。本发明还实现了能量传输系统。
背景技术
通常，第一和第二车辆首先经由连接器机械地连接在一起。通过连接器意味着例如布置在拖车侧的中心销经由楔形锥形进入开口引入拖车连接，并能够与该拖车连接互相卡住。在老式车辆中，当时安装在第一车辆上的固定供应线路利用插入式连接器由驾驶员用手连接到第二车辆。供应线路包括压缩空气线路和电流导线，有时还有液压线路，并且用来自第一车辆的能量供应干线的能量供给这些线路。例如用于压缩空气的能量供应干线包括压缩机和充压油箱，而用于电力供应的能量供应干线包括发电机和蓄电池。此外位于拖车上的是用于特定的电能、气动能或水力能所需的能量分配干线。
这包括引向单独的消耗装置并且有时还引向储能器装置的线路，特别地当附加系统连接在拖车上时，例如制冷系统或机动叉式起重车。储能器装置还能够构造成蓄电池或充压油箱。
为了减轻驾驶员身上的负担，过去已有通过特殊构造的插塞连接系统使供应线路自动化的成果。例如在DE 10155056A1中公开了一种这样的插塞连接系统。这里，楔形支撑元件中布置了插头，该楔形支撑元件能够旋转并与拖车的中心销结合。在连接过程中，楔形支撑元件由在形式上互补并且也是楔形的进入开口定向，并且该楔形支撑元件横向地固定在最终锁定位置。在该形状接合的固定位置中，活动安装的插座从进入开口一侧伸出并与位于支撑元件中的插头结合。
本发明涉及其中插入式连接器的连接无需人的人工干预就能实现的插塞连接系统，由于在驾驶车辆中的磨损和擦伤或错误，所以在驾驶期间插塞连接系统中可能出现破损或大泄漏。由于当连接或解开拖车时，还有在驾驶期间可能出现振动和相对运动，自动插塞连接系统尤其受此影响。因此，不可能一直确保可靠的接触，以及由此的可信赖的能量传输。这有时可导致严重的后果。
例如，压缩空气线路的泄漏能够导致压缩空气的突然损失，并且拖车会突然且出乎意料地遭受完全的制动。
由DE 39 07 762 A1公开了用于牵引拖车的具有制动系统的另一现有技术，其中该制动系统包括在拖车上的放电电路和布置在两个车辆中的一个上的充电电路。放电电路由以下形成：电池形式的储能器、与其串联连接的充放电单元、控制设备和与其共同作用的阀单元以及所属的线路。充电电路包括牵引车的能源，例如发电机、充放电装置、和储能器。在制动过程中，较大的电流流过放电电路的线路，由于储能器在空间上靠近控制设备，所以放电电路设计得较短，并因此仅产生轻微的压降。从储能器中放出的能量经由充电电路由电能源在非制动时间中弥补。由于非制动时间大大多于制动操作时间，所以储能器能够在较长的线路上以很小的压降用小电流充电补充。
发明内容
以该背景技术为背景，本发明的问题是研制当插塞连接系统部分或完全地损坏时能够长时间实现安全操作行驶状态的方法和能量传输系统。
该问题通过根据本发明通过能量以受控的方式从能量供应干线供应到能量分配干线的方法解决。
调节供应的特殊特征是闭合电路。在出现在控制电路的调整过程中，调节量，在此例如是能量分配干线中的压力或电压作为因变量与在此例如是最小压力或最小电压的预定控制变量相比，以便调节量接近该控制变量。出现的背离由在此例如是压缩空气从制动系统漏出或电能转换成热或机械功的扰动因素的作用所引起，或者由控制量的变化所引起，在此例如是不太经常的新的最小压力或新的最低电压的设置。
由于能量供应到具有储能器装置的能量供应干线，所以插塞连接系统仅仅暂时地供应来自能量分配干线的能量。这仅仅是当能量供应干线中的可用能量下降到先前限定的最低水平以下时的情况。由于在大部分时间中没有能量流，所以这基本上解除了插塞连接系统结构部件上的负担。但是，如果发生泄漏，总是能够以安全的方式用储能器装置操作消耗单元某一时间量，例如直到下一个休息区或下一个修理厂。
本发明的方法优选地以使得测量能量分配干线中的可用能量并与给定控制变量比较，产生设置信号并将该设置信号传输到布置在能量分配干线处的执行机构的方式而实现。执行机构能够在电力供应线路或在风压或水压线路的情况下的止回阀的情况下切换。
设定信号能够无线地或经由插塞连接系统有线地传输。该传输还取决于插塞连接系统是否应该永久或暂时地连接。在后面的情况中，如果储能器装置足够满，则插塞连接系统能够隔离并因此甚至进一步减少插头和插座上的机械磨损。但是，只有设置信号或测量信号的无线传输可能用于该方法。这能够例如通过无线电波、红外线或超声波进行。
该问题还通过其中能量供应干线和能量分配干线形成控制电路的能量传输系统解决。
为此，能量分配干线能够包括测量装置和能量供应干线和执行机构，该执行机构接收来自连接到测量装置的通信设备的设置信号。测量装置依靠能量可用量提供测量信号并将该测量信号转送到通信设备。该通信设备能够布置在第一车辆和第二车辆上。
在具有布置在第一车辆上的通信设备的构造中，测量信号从第二车辆能够以例如无线的形式，或穿过也能够由插塞连接系统连接的导线传输到第一车辆。另一方面，当通讯信号布置在第二车辆上时，该设置信号以上述的形式传输到执行机构。
然后当测量装置测量值低于储存在通信设备存储器中的预定控制变量时，通信设备将一直使执行机构的行程触发到打开位置。在达到上方值之后，同样地能够在通信设备中设置，该通信设备将使执行机构地行程触发到关闭位置。在设置信号的无线传输中，执行机构使接收单元变成传输通信设备。
已证明将控制设备布置在第一车辆上也是可取的。
在第一优选实施例中，控制设备能够每次直接经由控制信号促动消耗装置，或者在第二可选择的实施例中控制设备能够将控制信号发送到布置在第二车辆上的中央拖车控制设备，然后该中央拖车控制设备选择性地控制特定的消耗装置。
控制信号的传输还特意无线地或经由插塞连接系统进行。
最通常地，插塞连接系统包括布置在第一车辆上的插座和布置在第二车辆上的插头。插头和插座优选地永久结合。这种插塞连接系统能构造成使得插座固定地布置在第一车辆上，而插头以当第一和第二车辆连接或分开时进行插塞连接系统的机械连接或解开的方式安装在第二车辆上。
对于插头和插座的永久连接可选择的，它们还能够暂时地连接。这使插头和插座可松开的连接变为可能，即使在第一和第二车辆彼此机械地连接的情况下。于是能量传输系统的样本布局能够具有活动安装的插座，该插座配备有用于使插座移入或移出插头的驱动装置。
附图说明
现在为了更好地理解，通过6张附图将更严密地说明本发明。它们显示出：
图1是具有能量传输系统部件的连接在一起的第一和第二车辆的示意性顶视图；
图2是根据第一实施例的插塞连接系统的透视图；
图3是根据第二实施例的插塞连接系统的横截面；
图4是具有分叉到每个消耗装置和控制线路的能量供应干线的连接在一起的第一和第二车辆的示意性顶视图；
图5是根据图4具有作为环形线路和总线系统的能量供应干线的视图；和
图6是根据图4和图5具有作为环形线路、传输单元和在每个消耗装置处的拖车控制设备的的视图。
具体实施方式
图1示出了牵引拖车，包括作为第一车辆1的牵引车和通过拖车连接18以常见的方式连接到第一车辆1的作为第二车辆3的拖车。
能量供应干线2位于第一车辆1上，而能量分配干线4位于第二车辆3上，它们一起形成本发明的能量传输系统并设计用于供给压缩空气。供给电能的能量传输系统类似地构成，但使用专业人员常见的不同组件。
能量供应干线2由压缩机17供应压缩空气并将压缩空气供应到在回炉中的第一车辆1的消耗装置。第一车辆的这些消耗装置包括例如加压制动系统。能量供应干线2具有抵消峰值载荷的加压罐21。
能量传输系统还包括在图2和3中更详细地描述的插塞连接系统6。能量供应干线2和第二车辆的能量分配干线4在插塞连接系统6处结合。
能量分配干线4包括储能器装置7，该能量储存装置在其结构设计上很大程度地对应于第一车辆1的加压罐21。能量分配干线4从储能器装置7分叉到相应的消耗装置5。图1的表示物和在第二车辆3的车轮28处的压缩空气执行机构有关。
在驾驶操作中，经由能量供应干线2通过打开布置在能量供应干线2中的执行机构10，在本情况下是压力密闭的止回阀，用压缩空气供应能量分配干线4，并且首先填充储能器装置7。在供应电能的情况下，执行机构可以设计成开关。经由在储能器装置7中的测量装置9测量散布在能量分配干线4中的压力，并且测量信号经由从位于第二车辆3上的发送器19到布置在第一车辆1上的接收器20的无线电通信线路传送。然后接收器20将测量信号转送到通信设备11，在该通信设备11中压力上限和下限已作为预定控制变量插入。当在能量分配干线4中的压力达到预定上压力时，执行机构10由通信设备11关闭。
插塞连接系统6通常具有插座14和插头15，如果该插塞连接系统6配备有根据图2所示实施例的活动插座14，则在关闭执行机构10之后能够缩回插座14并机械地隔离该插塞连接系统6。
在驾驶期间出现重复的制动操作，并由此在能量分配干线4中出现压力损失，其中可以由永久测量的测量装置9和通信设备11通过压力下降到最小下压力以下时而检测。为了充满储能器装置7，将插座14敲入插头15并且打开执行机构10。
在图1中，要调整的压力被持续地检测、与通信设备11中的预定压力范围相比较并被影响以接近该压力范围，该过程描绘成控制电路8。
作为实例，图2示出已处于为连接作好准备的位置中的拖车连接18和中心销24；在当中心销24接入拖车连接18的状态中，支撑元件23容纳在进入开口22中。为此，支撑元件23具有适于进入开口22的几何形状。经由能量供应干线2，进行到插座14的能量供应以及到第二车辆3的控制信号的传输，其中能量供应干线中具有与通信设备11结构上结合的执行机构10。然后插座14经由驱动装置16敲入固定地布置在支撑元件23中的插头15，从而将能量供给能量分配干线4。该插塞连接系统6的主要好处是即使在驾驶中，只要布置在第二车辆3上的储能器装置7中存在足够的能量就能够缩回插座14。插塞连接系统6的脱离大致地增加了插头15和插座14上的磨损量。
在图3的横截面中示出在插塞连接系统6中接触的另一可能情况。在此，支撑元件23能够旋转并与在其下端携带插头15的中心销24结合。在拖车连接18中的中心销24的连接期间，插头15冲击以固定方式固定在拖车连接18上的插座14并与之结合。图3的插塞连接系统6未使用马达驱动元件，但与拖车连接18结合的中心销24不能脱离。虽然如此，由执行机构10(见图1)中断的能量流在插塞连接系统6上提供小得多的磨损。
图4示出第一车辆1和连接到第一车辆1上的车辆3的示意性顶视图，经由与中心销24结合的插塞连接系统6供给能量分配干线4能量。能量分配干线4具有储能器装置7，该储能器装置7随之供给消耗装置5。在该构造中，用于促动消耗装置5的控制信号由布置在第一车辆1上的控制设备12和第一传输单元25无线地传输到位于第二车辆3上的第二传输单元，并从该第二传输单元26传输到拖车控制设备13。每个消耗装置5经由其本身的控制线27促动。由于控制信号的无线传输，所以当储能器装置7足够地充满能量时就能够打开插塞连接6。
另一方面，在根据图5的实施例中，消耗装置5串联地连接到环形能量分配干线4上。消耗装置5的促动同样地以如下的方式进行：通过控制设备12，首先无线地达到在第一车辆1上的中央拖车控制设备13，并从该中央拖车控制设备13经由控制线27上的总线系统，同样地以环形方式连接到所有的消耗装置上。
图6描述了第三可选择的实施例，其中能量分配干线4设计成与图5的实施例一致。但是，消耗装置5的促动通过分配给相应的消耗装置5和专用的拖车控制设备13的专用的第二传输单元26进行。此外在图5和图6的实施例中，提供了通过脱离插塞连接系统6而在时间上有所限定的能量供应中断。
附图标记
1     第一车辆
2     能量供应干线
3     第二车辆
4     能量分配干线
5     消耗装置
6     插塞连接系统
7     储能器装置
8     控制电路
9     测量装置
10    执行机构
11    通信设备
12    控制设备
13    拖车控制设备
14    插座
15    插头
16    用于插座的驱动装置
17    压缩机
18    拖车连接
19    发送器
20    接收器
21    加压罐
22    拖车连接的进入开口
23    支撑元件
24    中心销
25    第一传输单元
26    第二传输单元
28    拖车车轮

Claims (16)

1.用于在第一车辆(1)和连接到该第一车辆上的第二车辆(3)，例如牵引车和拖车之间传输电能、气动能或水力能的方法，该方法利用至少一条布置在所述第一车辆(1)上的能量供应干线(2)和至少一条布置在所述第二车辆(3)上的能量分配干线(4)，其中所述能量分配干线(4)连接到消耗装置(5)上，经由插塞连接系统(6)连接到所述能量供应干线(2)上，并且具有储能器装置(7)，
其特征在于，能量以调节方式从所述能量供应干线(2)馈送入所述能量分配干线(4)中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于测量存在于所述能量分配干线(4)中的能量并与预定控制变量对比，产生设置信号并将该设置信号传输到布置在所述能量分配干线(4)上的执行机构(10)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述设置信号无线地或经由所述插塞连接系统(6)有线地传输。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述插塞连接系统(6)永久地连接。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述插塞连接系统(6)暂时地连接。
6.用于实现根据权利要求1至5中任一项所述的方法的能量传输系统，具有至少一条布置在所述第一车辆(1)上的能量供应干线(2)和至少一条布置在所述第二车辆(3)上的能量分配干线(4)，其中所述能量分配干线(4)连接到消耗装置(5)上，能够经由插塞连接系统(6)连接到所述能量供应干线(2)上，并且具有储能器装置(7)，
其特征在于，所述能量供应干线(2)和所述能量分配干线(4)形成控制电路(8)。
7.如权利要求6所述的能量传输系统，其特征在于所述能量分配干线(4)包括测量装置(9)并且能量供应干线(2)包括执行机构(10)，该执行机构(10)接收来自连接到测量装置(9)的通信设备(11)的设置信号。
8.如权利要求6或7所述的能量传输系统，其特征在于在所述第一车辆(1)上布置控制设备(12)。
9.如权利要求8所述的能量传输系统，其特征在于所述控制设备(12)经由控制信号促动所述消耗装置(5)。
10.如权利要求8所述的能量传输系统，其特征在于所述控制设备(12)经由控制信号与布置在所述第二车辆(3)上的拖车控制设备(13)通讯，该拖车控制设备(13)控制所述消耗装置(5)。
11.如权利要求9或10所述的能量传输系统，其特征在于所述控制信号的传输无线地或经由插塞连接系统(6)进行。
12.如权利要求6至11中任一项所述的能量传输系统，其特征在于所述插塞连接系统(6)具有布置在所述第一车辆(1)上的插座(14)和布置在所述第二车辆(3)上的插头(15)。
13.如权利要求12所述的能量传输系统，其特征在于所述插座(14)和所述插头(15)永久地彼此连接。
14.如权利要求12或13所述的能量传输系统，其特征在于所述插座(14)位置固定地布置在所述第一车辆(1)上，而所述插头(15)这样支承在第二车辆(3)上，使得当所述第一和第二车辆(1，3)连接或分开时进行所述插塞连接系统(6)的机械连接或松开。
15.如权利要求12所述的能量传输系统，其特征在于所述插座(14)和所述插头(15)暂时地连接。
16.如权利要求13或15所述的能量传输系统，其特征在于所述插座(14)可滑动地支承，并且配备有用于使所述插座(14)移入和移出所述插头(15)的驱动装置(16)。
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