CN102700562B - 用于轨道运输车辆的电接触接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于轨道运输车辆的电接触接头(100)，该电接触接头具有连接壳体(1)和铰接在该连接壳体(1)上的防护盖(4)。为了保证连接壳体(1)在电接触接头(100)处于关闭状态下的可靠密封，本发明采用密封件(3)，该密封件设置有平行于旋转轴线(R)的上密封区域(3a)和平行于旋转轴线(R)的下密封区域(3b)。与密封面(5a)相关联的密封区域(3a)垂直地与壳体端面(A)对齐，与密封面(5b)相关联的密封区域(3b)大体上平行地与壳体端面(A)对齐。

Description

用于轨道运输车辆的电接触接头

技术领域

本发明涉及一种用于轨道运输车辆的电接触接头，具体地，涉及一种轨道车辆。

背景技术

电接触接头通常用在轨道车辆技术中，以在多节车辆(multi-membervehicle)的两个相邻车体之间传输控制信号和电力。电接触接头所具有的配置、控制和尺寸取决于车辆可利用的安装空间，并且同样也要取决于轨道车辆制造商和/或轨道运营商要求的待传输信号的数量。

电接触控制器通常构成为使得两个电接触接头能够自动连接和断开。为此，设置在待连接的车辆或车体上的电接触控制器通过对中装置(centeringdevices)精确地连接在一起，然后在电接触接头的端面上设置的密封面按压在一起，以获得相对于外界环境的可靠密封。在断开状态，在电接触接头的端面覆盖防护盖，以保护电接触接头中的可能构成接触或污染的连接元件或任何直接接触元件。

例如，出版物DE 938915A公开了一种用于轨道车辆的电接触接头，以连接电线和信号线。该电接触接头包括接头壳体，该接头壳体能够固定到轨道车辆的车体上，所述壳体设计为容纳连接元件或触点，并且在其端面上设置有连接开口。该连接开口能够通过安装在壳体上从而能够在关闭位置和打开位置之间枢转的防护盖而关闭。

具体地，这种公知的现有技术解决方案需要使用相当复杂的机构，该机构包括多个铰接臂和枢转点，以能够使防护盖相对于连接壳体枢转。

为了简化用于使防护盖枢转的机构，基本上能够想到的是通过单关节铰接件(single-joint hinges)将防护盖连接到连接壳体上，以使得防护盖能够围绕旋转固定轴线枢转。然而，使用单关节铰接件来枢转防护盖的方式存在劣势，即当防护盖处于关闭位置时，防护盖轮廓不能完全稳固地密封在连接壳体的密封面(分别为连接壳体前架的密封面)上，因此有效地密封通常也是不可行的。因此主要的问题在于防护盖和连接壳体之间的侧密封间隙。因此，当防护盖处于关闭状态时呈现的侧向裂缝将导致粉尘渗入，特别是金属粉尘和湿气，这将致使表面阻抗(surface resistance)减少。具有腐蚀作用的污染颗粒也会渗入，导致电接触点的损耗增加。

如果在防护盖的关闭位置，使用附加的密封来密封防护盖和连接壳体之间的侧密封间隙，当防护盖打开和关闭时，作用于侧向密封元件上的摩擦将不可避免，这将导致侧向密封元件上的损耗增加。

发明内容

本发明基于明确提出一种电接触接头的任务，该电接触接头具有能够以简单机构(simple mechanism)的方式相对于连接壳体进行枢转的防护盖，虽然如此，却能够取得防止粉尘和湿气的更好的密封性，以减少维修开支，并且也能够在用于光数据传输的连接元件上使用。

根据本发明的此任务通过独立权利要求1的主要内容得到解决。

据此，电接触接头包括连接壳体，该连接壳体具有壳体开口和密封件，所述壳体开口设置在壳体端面上，所述密封件至少部分地环绕所述壳体开口。电接触接头还包括防护盖，该防护盖铰接在所述连接壳体上以使得所述防护盖能够相对于所述连接壳体绕固定的旋转轴线从第一位置枢转到第二位置，在所述第一位置，所述壳体开口被覆盖，在所述第二位置，所述壳体开口被打开。根据本发明，所述密封件设置有上密封区域和下密封区域，所述上密封区域大体上平行于所述旋转轴线，而且所述下密封区域大体上平行于旋转轴线。所述防护盖具有接触所述密封件的接触区域，以在所述防护盖的第一位置密封所述连接壳体。其中，所述接触区域的在所述防护盖的所述第一位置接触所述上密封区域的部分形成为大体上垂直地与所述壳体端面对齐的密封面。相反地，所述接触区域的在所述防护盖的所述第一位置接触所述下密封区域的部分形成为大体上平行地与所述壳体端面对齐的密封面。

在根据本发明的解决方案中的一种优选实现方式中，所述密封件还设置有侧密封区域，该侧密封区域将所述上密封区域连接到下密封区域，其中，所述接触区域的在所述防护盖的所述第一位置接触所述侧密封区域的部分形成为三维尺寸(three-dimensional)的密封面，所述防护盖的形成为三维尺寸的密封面的接触区域上的侧密封区域连续地将大体垂直地与所述壳体端面对齐的所述密封面邻接到大体平行地与所述壳体端面对齐的所述密封面。

相结合地，能够特别想到的是，所述密封件形成为环状密封件，除上密封区域和下密封区域之外，还展示有两个侧密封区域，该两个侧密封区域设置为相互镜面对称，并且分别连接所述上密封区域和所述下密封区域。为了在防护盖的关闭状态下取得侧密封间隙的最佳密封效果，所述防护盖的接触区域的在所述防护盖的第一位置接触两个所述密封区域之一的每个部分形成为三维尺寸的密封面，所述密封面连续地将大体垂直地与所述壳体端面对齐的所述密封面邻接到大体平行地与所述壳体端面对齐的所述密封面。

本发明的技术方案所能够取得优势显而易见。通过采用能够相对于连接壳体绕固定的旋转轴线枢转的防护盖，避免了对枢转防护盖的复杂机构的需求。作为代替地，防护盖能够通过单关节铰链连接到连接壳体上。由于不需要复杂的铰接结构，例如用于枢转防护盖的四关节系统等，电接触接头能够整体上以更简单的结构实现，因此能够成为更加经济和紧凑的设计。

另一方面，根据本发明的防护盖的技术方案，该防护盖包括接触密封件的接触区域，该密封件连接到壳体端面上(分别为壳体前架上)，以在防护盖的第一位置密封连接壳体。为此，防护盖的接触区域(即在防护盖的第一(关闭)位置接触密封件以密封连接壳体的防护盖的区域)由多个相切地过渡的区域构造而成。具体地，所述接触区域的在防护盖的第一位置接触密封件的上密封区域的部分形成为大体上垂直地与壳体端面对齐的密封面。换言之，当电接触接头处于关闭状态时，与上密封区域相关的接触区域的所述部分从上方与密封件接触。

相反地，接触区域的在防护盖的第一位置接触下密封区域的部分形成为大体平行地与壳体端面对齐的密封面，以使得当电接触接头处于关闭状态时，与下密封区域相关的接触区域的所述部分从前方接触密封件。

在电接触接头处于关闭状态时，为了能够有效地密封位于上密封区域和下密封区域之间的侧密封间隙，本发明提供的密封件还包括侧密封区域，以连接上密封区域和下密封区域。防护盖的接触区域设置有对应于侧密封区域的相关部分，当所述防护盖位于第一位置时，该相关部分接触所述侧密封区域。当电接触接头打开时，即当防护盖从它的第一(关闭)位置转换到第二(打开)位置时，为了防止接触区域分配到侧密封区域的所述部分与侧密封区域发生摩擦，本发明创造性地提供了设置为三维尺寸的密封面的接触区域的部分，该部分与侧密封区域相关联，并且所述三维尺寸的密封面连续地将大体垂直地与壳体端面对齐的密封面邻接到大体平行地与壳体端面对齐的密封面。

所述三维尺寸的密封面的设计，使得它的任何区域均不会冲击密封件的侧密封区域，直到防护盖的关闭运动终止，优选为直到防护盖的关闭运动的最后5度，因此仅有最少量的摩擦产生。

如上所述，接触区域的与侧密封区域相关联的部分形成为三维尺寸的密封面，该密封面连续地将大体垂直地与壳体端面对齐的密封面邻接到大体平行地与壳体端面对齐的密封面上。因此，接触区域的形成为三维尺寸的密封面的所述部分设置在与上密封区域相关联的密封面的区域上，以实现在所述区域径向地从外侧接触侧密封区域。然后再次，接触区域中设置为三维尺寸的密封面的所述部分设置在下密封区域的区域，以从前方接触侧密封区域。

在此需要注意的是，此处使用的“上”和“下”所指示的方向是与电接触接头的定位方位独立的。所指示的方向参考防护盖在打开状态下的位置。不管电接触接头如何定位，“上”在此所指示的方向是，当防护盖打开时，防护盖相对于连接壳体枢转的方向。“下”所指示的方向用于相应地相反的指示方向。而且，此处使用的“从前方”应该理解为连接方向的相反方向。

在关闭状态下，为取得电接触接头的完全密封，密封件优选设置为环状密封件，该环状密封件完整地围绕设置在壳体端面的壳体开口上。在此能够想到的是环状密封件可以构造为由弹性材料制成的O型圈，该O型圈因此可以设计成轴向(从前方)和径向(从外侧)加载型。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的具体实施方式。附图显示为：

图1是本发明电接触接头的一个实施方式的分解图；

图2是根据图1的电接触接头在组装后并处于关闭状态时的局部剖视图；

图3a是根据图1的电接触接头的壳体开口的局部平面视图，其中，防护盖的连接区域以半透明状态显示；

图3b是沿图3a中的线A-A截取的截面图；

图3c是沿图3a中的线B-B截取的截面图；

图3d是沿图3a中的线C-C截取的截面图；

图3e是沿图3a中的线D-D截取的截面图；

图4a是根据图1的电接触接头的连接壳体的立体图，其中，仅显示防护盖的接触区域，并且防护盖处于关闭状态；

图4b是根据图4a的电接触接头，其中仅显示防护盖的接触区域，并且防护盖围绕旋转轴线R相对于连接壳体旋转10度；

图5a是根据图1的电接触接头的实施方式中所使用的密封件的立体图；

图5b是根据图5a的横截面图；以及

图6是根据图1的电接触接头在与反向电接触接头处于连接状态时的侧视图。

附图标记说明

1、1’        连接壳体

2、2’        壳体开口

3、3’        密封件

3a            上密封区域

3b            下密封区域

3c、3c’      侧密封区域

4、4’        防护盖

5a            与上密封区域相关联的密封面

5b            与下密封区域相关联的密封面

5c、5c’      与侧密封区域相关联的密封面

6、6’        枢转铰链

7、7’        驱动件

8             密封件的槽形部

9             密封件的珠状部

10、10’      连接壳体基面

100、100’    电接触接头

A           壳体端面

L           连接方向

M           连接面

R           旋转轴线

具体实施方式

在附图中作为一种实施方式被描述的电接触接头100设计为固定在轨道运输车辆(track-borne vehicle)上，具体地在一种轨道车辆上，以使得电接触接头100的壳体端面A面向车辆的连接方向L，并位于(lie in)连接面M或能够进入连接面M。电接触接头100和设置为互补的电接触接头100’进入接合状态(参见图6)，用于建立两个相邻车辆(特别是轨道车辆)之间的电线和/或信号线连接。

从图1的分解图可见，根据所描述的实施方式中的电接触接头100显示为具有梯形连接壳体1，在该连接壳体1的底面或基面10(图6)上，导向衬套(未示出)可以设置为用于将连接壳体1在面向车辆(特别是轨道车)的连接方向L上可移动地安装到导轨(同样未显示)。以此方式，电接触接头100的壳体端面A直到例如相邻车辆完成机械连接后才进入连接面M。因此当待连接的车辆相互接近时，能够防止电接触接头损坏。

另外，可以想到的是在连接壳体1上设置对中机构，例如以定位销及其相应的互补的定位套筒的形式，以在车辆相互接近时，对齐需要连接的电接触接头100、100’。

如图1的描述可以看出，所描述的实施方式的连接壳体1显示为具有大致为矩形的内部空间，其中能够容纳连接元件(分别为电接触接头的触点)。面向连接方向L的壳体开口2设置在连接壳体1的壳体端面A上。

在所描述的发明的电接触接头的实施方式中，此壳体开口2被密封件3完全环绕。如图1所示，密封件3显示为具有适于连接壳体外轮廓的形状，以使得密封件3作为一个整体基本上为梯形形状。密封件3可拆卸地固定在壳体1的壳体前架(未明确显示)上。由此可以想到，密封件3包括槽形部8(groove-shaped section)，如根据图5b的横截面图所示。密封件3的这个大体上为U形形状的槽形部8能够确切地和壳体前架的凸出区域(图中未显示)锁定在一起。通过这样做，在维护等工作中，当需要更换密封件时，密封件3能够容易地从壳体1上拆卸。

另外，需要从图5b中注意的是，密封件3显示为具有连接在槽形部8上的珠状部9(bead region)。该珠状部9的横截面为局部圆形。在密封件3固定在壳体端面A的状态下，该珠状部9面向连接方向L，以使得从前方和上方看，用来密封连接壳体1的密封区域3a、3b、3c、3c’为分别为径向朝外的圆形，这允许密封件3能够轴向(从前方看)也能够径向(从外部看)加载。

当然，还能够想到的是使用环状横截面的圆周密封件(绳环(cord ring))固定到连接壳体1的壳体端面A上。

根据附图所描述的实施方式，电接触接头100包括防护盖4，该防护盖4通过两个侧向铰链6铰接到连接壳体1上，以使得防护盖4能够相对于连接壳体1围绕固定的旋转轴线R从第一位置枢转进入第二位置，其中在第一位置，壳体开口2被覆盖，在第二位置，壳体开口2敞开。可使用合适的驱动件7使防护盖4围绕旋转轴线枢转。当然，还可以想到使用弹性件或其他装置使防护盖4相对于连接壳体1机械式枢转。

尤其是，如图6所示可见，使用单个枢转铰链6以枢转防护盖4，通过单个铰接臂的方式，所述枢转铰链6将防护盖4连接到枢转点(所述旋转轴线R穿过该枢转点)。防护盖4具有圆形内轮廓，以能够在壳体上边缘上枢转。

防护盖4和固定在连接壳体1的端面A上的密封件3之间的相互作用将结合图2、图3a-3e和图4a-4b已所做出的描绘，在下面进行较为详细的描述。图2的局部截面图中展示附图所描述的发明的电接触接头100的实施方式，其中，防护盖4在其第一位置覆盖壳体开口2。图3b是沿图3a中所显示的线A-A截取的剖视图。防护盖4和密封件3(密封件3在防护盖4的关闭状态下固定在连接壳体1上)之间的相互作用在图3b中容易看出，尤其是在上部和下部区域。在防护盖4处于关闭状态时，防护盖4与密封件3在侧密封间隙处相互作用，这种相互作用方式在图3c至图3e中可注意到。这些附图相应地展现了沿图3a中的线B-B、C-C和D-D截取的剖视图。

特别地，在图3b的描述中可以看出，固定于壳体端面A的密封件3被布置进入上密封区域3a和下密封区域3b中。该两个密封区域3a、3b大体上平行于所述防护盖4相对于连接壳体1枢转的旋转轴线R1。

防护盖4显示为具有在其边缘的接触区域，其中，在防护盖4的第一(关闭)位置，该接触区域接触密封件3相应的密封区域，以能够使连接壳体1相对于外界环境密封。在此将防护盖4的接触区域分为独立部分是必要的，其中，这些独立部分用于密封件3相应的密封区域并作相应的配置。

特别地，从图2和图3b的描述可以看出，防护盖显示为具有接触区域的部分，该接触区域的部分设置为与密封件3的上密封区域3a关联的密封面5a，在防护盖4处于关闭状态时，该密封面5a大体上对齐地与壳体端面A垂直。换言之，当防护盖4处于关闭状态时，该接触区域的部分从外侧接触上密封区域3a，其中该接触区域的部分设置为密封面5a并与上密封区域3a相关联。

在另一方面，在电接触接头100处于关闭状态下，防护盖4通过接触区域的部分接触密封件的下密封区域3b，其中该接触区域的部分同样地设置为密封面5b，然而此处的接触作用于前方。因此，与下密封区域3b关联的接触区域的部分设置为密封面5b，该密封面5b大体对齐地与壳体端面A平行。

下面具体地参照图3c至图3e所示来描述所述接触区域的设计，在防护盖4处于关闭状态时，该接触区域接触密封件3的侧密封区域3c/3c’。具体地，图3c展示沿图3a的线B-B截取的剖视图，同时图3d展示沿图3a的线C-C截取剖视图，以及图3e是沿线D-D截取的剖视图。

图3c至图3e所描述的截面图的对比直接显示了接触区域的部分设置为三维尺寸的密封面5c，其中在防护盖4位于关闭状态时，该接触区域的部分接触密封件3的侧密封区域3c。该密封面5c在侧密封区域3c的上部区域从外侧径向接触密封区域3c，同时密封面5c在侧密封区域3c的下部区域大体上从前侧接触密封区域3c。从而从图3c所描述的状态到图3e所描述的状态，密封区域5c的对齐情况连续变化。因此，与侧密封区域3c、3c’相关联的接触区域的部分形成为三维尺寸的密封面5c、5c’，该密封面的定位方向旋转了90°。这也能够从图4a的描述中看出。

具体地，图4a展示了发明的电接触接头100典型实施方式中的连接壳体1的立体图，其中为清楚起见，仅展示防护盖4的接触区域。

特别需要从图4a中注意的是，防护盖4中单独的密封面相切地合并在一起，其中与上密封区域3a相关联的密封面5a，大体上水平地延伸，同时与下密封区域3b相关联的密封面5b大体上竖直地延伸。与侧密封区域3c、3c’相关联的两个侧密封面5c、5c’扭转90度。

防护盖4中单独的密封面5a、5b、5c、5c’的特殊结构保证了当防护盖4可相对于连接壳体1可绕轴向R旋转时，直到防护盖4到达关闭位置之前，防护盖4的接触区域才直接接触密封件。这时，当防护盖4相对于连接壳体1枢转时，直到到达最后关闭位置之前，侧密封区域3c、3c’才经受摩擦。这也能够从图4b的表达中具体地得出，图4a和图4b描述了图中所示的电接触接头100的连接壳体1的立体图，其中，为清楚起见，仅显示可枢转地安装在连接壳体1上的防护盖4的密封面5a、5b、5c和5c’。与图4a描述相反，图4b的表达显示了防护盖4相对于连接壳体1脱离关闭位置地枢转10度(参见图4a)。

在图4b所示的状态中，防护件4的密封面(特别是侧密封面5c、5c’)，不再接触密封件3(特别是侧密封区域3c、3c’)是直接显而易见的，使得密封件3不再接触在相对于壳体1移动的防护盖4上，因此不会经受任何摩擦。具体地，与侧密封区域3c，3c’相关联的密封面5c、5c’设计为直到防护盖的关闭运动的最后5°，才与密封件(侧密封区域3c、3c’)接触。

因此需要注意的是，在本发明的技术方案中，防护盖4能够对着(against)所述环绕壳体开口2的密封件3被坚固地按压，以在非连接状态下也能够获得对连接壳体1的紧密密封。在另一方面，当密封件3打开或关闭中只存在几乎可以忽略的摩擦，以使得密封件3不会由于运动过程中的摩擦而被挤压或被磨损。直到打开运动正好开始，或关闭运动正好结束时，才会使防护盖4的接触区域分别与密封件3接触。

在图6中，根据本实施方式的电接触接头100与相应地相互补的反向电接触接头100’邻接。由于反向电接触接头100’实现为与电接触接头100具有相同结构，反向电接触接头100’的单独部件在此不再进行详细的描述。

需要从图6的描述中特别注意的是，在电连接接头的连接状态下，相应的密封件3、3’相互按压在一起，以保护连接元件(分别为电连接接头100、100’的接触点)免受湿气和/或污物。

本发明不应限于附图中描述的电连接接头的实施方式，而应考虑到在此公开的全部特征。

Claims (10)

1.用于轨道运输车辆的电接触接头(100)，其中，所述电接触接头(100)包括：

连接壳体(1)，该连接壳体具有壳体开口(2)和密封件(3)，所述壳体开口设置在壳体端面(A)上，所述密封件(3)至少部分地环绕所述壳体开口(2)；和

防护盖(4)，该防护盖铰接在所述连接壳体(1)上，以使得所述防护盖能够相对于所述连接壳体(1)绕固定的旋转轴线(R)从第一位置枢转到第二位置，在所述第一位置，所述壳体开口(2)被覆盖，在所述第二位置，所述壳体开口(2)被打开，

其中，所述密封件(3)设置有上密封区域(3a)和下密封区域(3b)，所述上密封区域(3a)大体上平行于所述旋转轴线(R)，所述下密封区域(3b)大体上平行于所述旋转轴线(R)，

其中，所述防护盖(4)具有接触所述密封件(3)的接触区域，以在所述防护盖(4)的所述第一位置密封所述连接壳体(1)，

其中，所述接触区域的在所述防护盖(4)的第一位置接触所述上密封区域(3a)的部分形成为大体上垂直地与所述壳体端面(A)对齐的密封面(5a)，以及

其中，所述接触区域的在所述防护盖(4)的第一位置接触所述下密封区域(3b)的部分形成为大体上平行地与所述壳体端面(A)对齐的密封面(5b)。

2.根据权利要求1所述的电接触接头(100)，

其中，所述密封件(3)还设置有侧密封区域(3c、3c’)，该侧密封区域将所述上密封区域(3a)连接到所述下密封区域(3b)，并且其中，所述接触区域的在所述防护盖(4)的第一位置接触所述侧密封区域(3c、3c’)的部分形成为三维尺寸的密封面(5c、5c’)，所述三维尺寸的密封面(5c、5c’)连续地将大体上垂直地与所述壳体端面(A)对齐的所述密封面(5a)邻接到大体上平行地与所述壳体端面(A)对齐的所述密封面(5b)。

3.根据权利要求1或2所述的电接触接头(100)，

其中，所述密封件(3)形成为环状密封件并设置有两个侧密封区域(3c、3c’)，该两个侧密封区域彼此镜面对称，并且每个所述侧密封区域分别将所述上密封区域(3a)连接到所述下密封区域(3b)，并且其中，所述接触区域的在所述防护盖(4)的第一位置接触两个所述密封区域(3c、3c’)之一的每个部分形成为三维尺寸的密封面(5c、5c’)，所述三维尺寸的密封面(5c、5c’)连续地将大体上垂直地与所述壳体端面(A)对齐的所述密封面(5a)邻接到大体上平行地与所述壳体端面(A)对齐的所述密封面(5b)。

4.根据权利要求1或2所述的电接触接头(100)，

其中，所述密封件(3)可拆卸地固定在所述连接壳体(1)上。

5.根据权利要求1或2所述的电接触接头(100)，

其中，所述密封件(3)形成为由弹性材料制作的O型圈。

6.根据权利要求1或2所述的电接触接头(100)，

其中，形成所述防护盖(4)的所述接触区域的所述密封面(5a，5b，5c，5c’)由机加工所述防护盖(4)形成。

7.根据权利要求1或2所述的电接触接头(100)，

其中，所述防护盖(4)通过单关节铰链(6)铰接在所述连接壳体(1)上，以实现枢转。

8.根据权利要求1或2所述的电接触接头(100)，

其中，该电接触接头还包括驱动件(7)，该驱动件(7)使所述防护盖(4)相对于所述连接壳体(1)围绕所述固定的旋转轴线(R)枢转。

9.一种轨道运输车辆，该轨道运输车辆具有根据权利要求1所述的电接触接头(100)，

其中，所述电接触接头(100)安装到或能够安装到所述车辆上，以使得所述电接触接头(100)的所述壳体端面(A)面向所述车辆的连接方向(L)，并且位于连接面(M)内或能够进入连接面(M)内。

10.根据权利要求9所述的轨道运输车辆，其中，所述轨道运输车辆为轨道车辆。