CN106965829B - 电接触耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使用在轨道车辆，尤其是列车的接触耦合器中的插接设备，用于连接两个轨道车辆的多个电导体，其中，电导体设计用于传输电信号或/和电能，其具有载板和多个固定在其上的触头，其中，触头布置在中轴线的两侧并且触头在中轴线的一侧与中轴线的另一侧上的触头相互适配，其中，中轴线的一侧上的至少一个触头相对于中轴线的另一侧上的触头冗余设计。按本发明规定，载板具有两层，其中，第一信号层设计用于导引信号，第二屏蔽层设计用于屏蔽信号。

Description

电接触耦合器

技术领域

本发明涉及一种用于轨道导向的车辆、尤其轨道车辆的电接触耦合器的插接设备。

背景技术

在轨道车辆技术中，为了在多节式车辆、例如列车的两个相邻车厢之间传输信号并且传输功率使用所谓的电接触耦合器。所使用的电接触耦合器的布置和大小取决于车辆上可供使用的结构空间、待传输信号的数量以及车辆制造者或铁路运营商的要求。在这种电接触耦合器中，通常为了将线路从一个车组导引至相邻的车组而设置插接装置。在联接两个车组时，安设在车组上的电接触耦合器相互运动并且相互面对指向，使得插接装置相互嵌接并且电接触。所有的插接装置设计成冗余适配的并且布置在中轴线的左边和右边，使得轨道导向的车辆是能够转向的。

在通过插接装置传输电信号时，期待传输速率和传输数据的量的提升。因此，目前普遍的是，除了纯控制信号外，数据总线和用于电子娱乐设备的信号也通过插接装置传输。

用于开头所述插接装置的可能的结构，例如EP2746129A1中所描述的，规定载板具有多个固定在其上的触头，这些触头例如借助固定连接部分机械地与载板连接。载板可以包括印制电路，借助印制电路将冗余导引的触头电连接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种开头所述类型的插接设备，该插接设备为高的数据传输速率设计并且尤其具有降低的易干扰性。

该技术问题通过一种用于轨道导向的车辆、尤其轨道车辆的电接触耦合器的插接设备插接设备解决，所述插接设备用于连接两个轨道导向的车辆的多个电导体，其中，电导体设计用于传输电信号或/和电能，所述插接设备具有

载板和多个固定在载板上的触头，

其中，触头布置在中轴线的两侧，并且中轴线的一侧上的触头与中轴线的另一侧上的触头相互适配，

其中，至少一个在中轴线的一侧上的触头相对于中轴线的另一侧上的触头是冗余的，

其中，所述载板具有用于导引信号的信号层和用于信号屏蔽的屏蔽层。

按本发明的用于轨道导向的车辆、尤其轨道车辆的电接触耦合器的插接设备，所述插接设备用于连接两个轨道导向的车辆的多个电导体，其中，电导体设计用于传输电信号或/和电能，所述插接设备具有载板和多个固定在所述载板上的触头。触头布置在中轴线的两侧。中轴线的一侧上的触头与中轴线的另一侧上的触头相互适配地构成。中轴线的一侧上的至少一个触头相对中轴线的另一侧上的触头冗余地构成。

按本发明规定，载板具有用于信号导引的信号层和用于信号屏蔽的屏蔽层。以这种方式可以构造扁平的等势层，所述等势层在信号层的区域内具有较低阻抗，由此可以实现在载板的区域内和此处尤其在触头区域内明显改善的信号屏蔽。这减小周围常规的或干扰信号对插接设备和尤其是触头不期望的影响。同时，通过屏蔽层有效地防止不期望的电磁辐射的照射并因此更易遵守相关的EMV(电磁兼容)-规定。

在按本发明的一种实施形式中可以规定，信号层构造为用于将中轴线的一侧上的触头与中轴线的另一侧上的冗余的触头电连接。因此，由于屏蔽层的存在，可以特别可靠地保持冗余的触头之间的过剩。

一种特别有利的实施形式规定，信号层至少部分地平行于屏蔽层延伸。在信号层和屏蔽层之间几乎相同延伸的间距能够实现的是，通过屏蔽层将可能的干扰信号相对于信号层特别可靠地屏蔽。

有利地在一种实施形式中，信号层和屏蔽层相互电绝缘。以这种方式，利用屏蔽层形成具有低阻抗的大面积层面，该大面积层面阻碍入射和出射的信号进一步传播。

在一种实施形式中可以规定，在信号层和屏蔽层之间设有电绝缘层。该电绝缘层可以例如通过绝缘的电路板基础材料形成并因此保证在信号层和屏蔽层之间的有效的电隔离。

一种实施形式可以构成为，使得触头具有固定连接件和插头元件或插口元件，插接设备具有插接侧和连接侧，在所述插接侧上，插接元件或套筒元件可以分别与其他插接设备的相应的其他元件连接，在所述连接侧上，电导体被引入插接设备。

在这种实施形式中可以规定，在从连接侧到插接侧的方向上，屏蔽层布置在信号层之前。因此，减弱尤其是从插接侧朝连接侧方向的出射，反之则减弱从连接侧到插接侧的出射。同时可行的是，例如经连接侧导引至插接设备的导体或导体的屏蔽装置与屏蔽层连接。这能够实现屏蔽层或导体屏蔽装置例如有效的接地连接。

在一种特别有利的实施形式中规定，在连接侧上设置用于将电导体的屏蔽装置与屏蔽层连接的屏蔽连接设备。屏蔽连接设备使电导体的屏蔽装置既能够与屏蔽层机械接触，又能与屏蔽层电接触。因此，以简单的方式可以实现在导体屏蔽装置和屏蔽层之间低阻抗导电的和持久抗震的连接。

一种有利的扩展设计规定，屏蔽连接设备环形包围电导体和/或导体的接头。通过360°包围电导体和/或导体的接头的屏蔽连接设备可以实现导体的屏蔽装置在信号层上完全低阻抗的耦连。

在本发明的一种扩展设计中可以有利地规定，除了信号层和屏蔽层外还设置另外的信号层和另外的屏蔽层，其中，另外的屏蔽层将一个信号层相对于另外的信号层屏蔽。因此，不仅可以通过屏蔽层防止信号层不受外界环境影响或抑制信号层的向外出射，而且还减少一个信号层对另外的信号层可能干扰的因素。在此，根据要求也可以规定，另外的信号层和另外的屏蔽层均具有不同于信号层和屏蔽层的尺寸。各个单独的层面还可以例如夹心层式被层压。

本发明的一种特别有利的扩展设计规定，信号层和另外的信号层传输功能不同的信号。因此可行的是，功能不同的被使用的信号层也根据其易干扰性或其干扰性能通过自身的屏蔽层屏蔽，该自身的屏蔽层必要时也设计成不同并且根据期望的屏蔽可以不同程度地延伸。

附图说明

下面根据附图进一步阐述本发明的实施例。在附图中：

图1示意性示出电接触耦合器在轨道车辆上的应用实施例；以及

图2示出图1的电接触耦合器的插接设备的部分剖面图。

具体实施方式

图1示意性示出电接触耦合器2在仅部分示出的轨道车辆30,32上的应用实施例。电接触耦合器2建立在车组30,32之间的电连接，使得既可传递信号又可传输电能。此外还示意性示出机械的列车耦连器(Zugkupplung)34，借助该列车耦连器机械地连接车组30,32。

在图2的部分剖面图中示出位于电接触耦合器2中的插接设备1的详细构造。此处省掉对本发明来说不重要的细节，例如壳体或设置在电接触耦合器中的对中设备。

图2中所示的插接设备1可以划分成插接侧A和连接侧B。在插接侧A上能够建立与另外的插接设备的插塞连接，在连接侧B上能够实现与电导体的接触。

插接设备1具有设计成多层电路板的载板5。载板5在所示的实施形式中具有带有第一电路板层511和第二电路板层512的电路板51。每个电路板层511，512电绝缘地且足够机械稳定地由电路板基础材料、例如纤维增强塑料构成。

由传导性好的材料、例如铜制成的信号层52布置在第一电路板层511和第二电路板层512之间，也就是说在第一电路板层511面朝连接侧B的表面以及在第二电路板层512面朝插接侧A的表面上。

屏蔽层53(同样由传导性好的材料、例如铜制成)设置在第二电路板层512的另一侧上，也就是说设置在第二电路板层512面朝连接侧B的表面上。

因此获得带有第一电路板层511、信号层52、第二电路板层512和屏蔽层53的载板5的四层结构。信号层52具有印制电路，该印制电路例如可用于冗余触头的电连接。屏蔽层53作为尽可能扁平的低阻抗的印制电路用于屏蔽不期望的辐射，这些不期望的辐射可以从外部入射到插接设备1中或通过插接设备1向外出射。

信号层52的印制电路通过电路板51的绝缘材料、尤其是通过第二电路板层512与屏蔽层53分隔。屏蔽层53基本上平行于信号层52布置并且覆盖信号层52的尽可能大的部分，但可以具有例如用于使电导体穿过至触头3，4的缺口或空隙。

在载板5上布置有多个例如设计成接触式插头3或接触式插口4的触头。除了此处所示的插接外，当然也可考虑其他种类的触头，例如弹簧触头或类似物。每个触头冗余存在。触头可以例如划分成两个彼此冗余的触头组。彼此冗余的或镜像的触头组可以安装在一个或两个分离的联接壳体中，使得两个车组30，32的连接可以与各个车组30，32的定向无关地实现，并因此获得车组30，32的可转向性。在本实施形式中，触头通过中轴线C分开并且就冗余触头而言相对于中轴线C镜像对称地布置。在中轴线C的一侧上设有接触式插头3，在中轴线C的另一侧上设有接触式插口4。在电接触耦合器2水平定向时因此获得车组30，32的可转向性。

为了连接触头，通过电接触耦合器2使插接设备1迎面相对移动，亦即相向运动，直到各接触式插头3插入其对应的接触式插口4并且建立电接触为止。

在此处所示的实施形式中，触头、亦即接触式插头3和接触式插口4由两部分组成。接触式插头3和接触式插口4均具有固定连接件6。固定连接件6机械地与电路板51，也就是说此处与第一和第二电路板层511，512的电路板基础材料固定连接。机械的连接可以例如通过固定连接件6与电路板51的螺纹连接或类似连接而形成。同时，存在固定连接件6和信号层52的印制电路之间的电连接，从而建立为两个触头的冗余所需的电连接。

例如插头元件7或插口元件8可以与固定连接件6机械连接和电连接。固定连接件6和插头元件7或插口元件8之间的连接可以例如通过螺纹连接、插接或夹紧而形成。

为了补偿在插接过程中接触式插头3和接触式插口4之间的位置偏差，在插口元件8中设置接触元件9。接触元件9具有环形的螺旋弹簧，该螺旋弹簧插入插口元件8的槽中。代替螺旋弹簧也可以使用另外的一方面可保证接触另一方面补偿位置误差的元件。插接设备1插入绝缘体12中，该绝缘体12属于电接触耦合器2的(未示出的)壳体。此外，插接设备1的密封装置13防污且防潮，该密封装置在图2中仅部分地示出。

固定连接件6具有电缆承接部61。在电缆承接部61中可以插入从连接侧引入的电缆10或其一股线或多股线101并且与固定连接件6电连接。股线101和电缆承接部61之间的电接触的建立可以例如钎焊、夹紧或插接实现。

电缆100的屏蔽装置102可以与屏蔽连接设备20电连接和机械连接。屏蔽连接设备20本身低阻抗导电地与屏蔽层53连接。为了形成在屏蔽连接设备20和屏蔽层53之间的电接触和机械接触可以设置例如屏蔽连接弓201。

电缆屏蔽装置102和屏蔽连接设备20之间的电接触可以通过设计成环绕360°的触头的屏蔽夹202。为了形成这种接触，在接触部位处的电缆屏蔽装置102通过电缆套的拆除而裸露在外并且与屏蔽夹202低阻抗的导电且持久抗震地连接。

除了已述的信号层52和屏蔽层53外还可以提供另外的信号层和屏蔽层(未示出)。在此可以例如规定，信号根据其功能性分组并且在不同信号层中导引相应的信号组并且借助屏蔽层使相应的信号组相互屏蔽。该信号组可以是例如控制信号组、车辆公交组和/或电子娱乐设备组。根据这些组的安全级别、放射特性或/和易干扰性可以进行特殊的屏蔽。不同的信号和屏蔽层可以在此借助已知的电路板-制造工艺像夹心层一样地被层压。

Claims (13)

1.一种用于轨道导向的车辆(30,32)的电接触耦合器(2)的插接设备(1)，所述插接设备用于连接两个轨道导向的车辆(30,32)的多个电导体(10)，其中，电导体(10)设计用于传输电信号或/和电能，所述插接设备具有

载板(5)和多个固定在载板上的触头(3,4)，

其中，触头(3,4)布置在中轴线(C)的两侧，并且中轴线(C)的一侧上的触头(3)与中轴线(C)的另一侧上的触头(4)相互适配，

其中，至少一个在中轴线(C)的一侧上的触头(3)相对于中轴线(C)的另一侧上的触头(4)是冗余的，

其特征在于，所述载板(5,51)具有用于导引信号的信号层(52)和用于信号屏蔽的屏蔽层(53)，其中，所述信号层(52)至少部分地平行于所述屏蔽层(53)延伸，并且其中，所述信号层(52)和所述屏蔽层(53)相互电绝缘，

其中，所述信号层构造为用于将中轴线的一侧上的触头与中轴线的另一侧上的冗余的触头电连接。

2.按权利要求1所述的插接设备，所述轨道导向的车辆(30,32)是轨道车辆。

3.按权利要求1所述的插接设备，其中，在所述信号层(52)和所述屏蔽层(53)之间设有电绝缘层(512)。

4.按权利要求1所述的插接设备，其中，所述触头(3,4)具有固定连接件(6)和插头元件(7)或插口元件(8)，所述插接设备(1)具有插接侧(A)和连接侧(B)，在所述插接侧(A)上，插头元件(7)或插口元件(8)分别与其他插接设备的相应的其他元件连接，在所述连接侧(B)上，电导体(10)被引入插接设备(1)。

5.按权利要求4所述的插接设备，其中，在从连接侧(B)到插接侧(A)的方向上，所述屏蔽层(53)布置在信号层(52)之前。

6.按权利要求4或5所述的插接设备，其中，屏蔽连接设备(20)布置在连接侧(B)上，用于将电导体(10)的屏蔽装置(102)与屏蔽层(53)接触。

7.按权利要求6所述的插接设备，其中，屏蔽连接设备(20)环形包围电导体(10)。

8.按权利要求1所述的插接设备，其中，除了所述信号层(52)和屏蔽层(53)外还设有另外的信号层和另外的屏蔽层，其中，所述另外的屏蔽层将所述信号层(52)相对于所述另外的信号层屏蔽。

9.按权利要求8所述的插接设备，其中，所述信号层(52)和所述另外的信号层传输功能不同的信号。

10.按权利要求3所述的插接设备，其中，所述触头(3,4)具有固定连接件(6)和插头元件(7)或插口元件(8)，所述插接设备(1)具有插接侧(A)和连接侧(B)，在所述插接侧(A)上，插头元件(7)或插口元件(8)分别与其他插接设备的相应的其他元件连接，在所述连接侧(B)上，电导体(10)被引入插接设备(1)。

11.按权利要求10所述的插接设备，其中，在从连接侧(B)到插接侧(A)的方向上，所述屏蔽层(53)布置在信号层(52)之前。

12.按权利要求11所述的插接设备，其中，屏蔽连接设备(20)布置在连接侧(B)上，用于将电导体(10)的屏蔽装置(102)与屏蔽层(53)接触。

13.按权利要求12所述的插接设备，其中，除了所述信号层(52)和屏蔽层(53)外还设有另外的信号层和另外的屏蔽层，其中，所述另外的屏蔽层将所述信号层(52)相对于所述另外的信号层屏蔽。