CN1973409A - 电压力接触装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电压力接触装置，包括一个壳体套筒(10)，该壳体套筒具有一个面向触点的端部以及一个背对触点的端部；一在壳体套筒(10)内沿轴向可移动地支承的导电的接触头(14)，该接触头从壳体套筒(10)的面向触点的端部伸出；一设置在壳体套筒(10)内的预紧元件(42)，接触头(14)可以克服该预紧元件(42)的预紧力被推入壳体套筒(10)内；以及一设置在壳体套筒(10)的背对触点的端部上的导电的连接块(30)，该连接块用于固定一输电线。连接块(30)在壳体套筒(10)内具有一面向触点的轴向的孔(38)，接触头(14)的一个与该孔同轴设置的背对触点的部段(18)被容纳在该孔中，以便在接触头(14)与连接块(30)之间建立电接触。这种压力接触装置构成为在高数目的接触行程之后保持完好。

Description

电压力接触装置
技术领域
本发明涉及一种电压力接触装置，包括一个壳体套筒，该壳体套筒具有一个面向触点的端部以及一个背对触点的端部；一在壳体套筒内沿轴向可移动地支承的导电的接触头，其从壳体套筒的面向触点的端部伸出；一设置在壳体套筒内的预紧元件，接触头可以克服该预紧元件的预紧力被推入壳体套筒内；以及一设置在壳体套筒的背对触点的端部上的导电的连接块，该连接块用于固定一输电线。
背景技术
开头所述类型的电压力接触装置例如用于彼此相对运动的元件之间的电流或信号传输。设置在电压力接触装置中的接触头一方面用于与一个相对于壳体套筒运动的对应触点的弹性的机械接触。另一方面，通过一个导电的接触头可以与一个固定在连接块上的输电线建立电接触。
由现有技术已知开头所述类型的电压力接触装置，其具有设置在接触头和连接块上的绞合线。绞合线通常这样进行预扭转，使得在接触头被插入壳体套筒中时胶合线变得松弛，而不会折弯。由此在一定程度上避免了对绞合线的损伤。但是在这种压力接触中由于较大数目的接触行程会导致绞合线的损坏特别是断裂。此外建立这样的压力接触是相对麻烦和花费高的。
在现有技术中参考一个在EP 1 289 072 A2中描述的电压力接触装置。这种压力接触装置具有一个轴向柔性的电导线，该电导线以其面向触点的端部夹紧在构成在接触头的背对触点的端部上的轴向孔内，并且以其背对触点的端部夹紧在构成在连接块的面向触点的端部上的轴向孔内。柔性的电导线可以由绞合线构成，但是也可以由压缩弹簧构成，接触头可以克服压缩弹簧的弹簧力插入壳体套筒中。
DE 39 38 706 C1公开了一种电压力接触装置，其没有通过绞合线实现。如图6所示，在这种压力接触装置中接触头3的背对触点的、即插入壳体套筒1内的部段2构成为空心圆柱体。空心圆柱体的壁具有多个纵向狭槽4，由此构成用作弹性的导电的接触舌片5的壁部段。接触舌片5磨擦地(schleifend)贴靠在传输电流的壳体套筒1的内表面上，从而电流可以通过接触舌片5流向壳体套筒1并且从那儿流向连接块6。
在这种压力接触装置中在接触舌片5与壳体套筒1的内表面之间加入接触润滑脂。接触润滑脂有助于确保接触舌片5与壳体套筒1之间的接触电阻尽可能小和在时间上恒定。然而出现这样的问题，由于接触行程接触润滑脂从壳体套筒1的内部到达外部并且由此不再存在接触润滑或例如被灰尘颗粒污染，所述灰尘颗粒粘附在接触头3的面向触点的端部上并且在插入到达壳体套筒1的内部。由于污染，接触润滑脂逐渐失去其接触功能以及其润滑功能。丧失接触功能会导致接触舌片5与壳体套筒1之间的接触电阻的增大，而丧失润滑功能使得压力接触装置的机械性能的恶化，由此例如接触头3在弹性变形的状态下保持悬挂在壳体套筒1内。
为了避免接触润滑脂的污染，通常对接触头3的从壳体套筒1中伸出的端部进行清洗。然而通常使用的清洁剂是去除油脂的并且当它由于接触头3的行程运动而进入壳体套筒1内部时同样使得接触润滑脂逐渐丧失作用。为了替换变成失去作用的接触润滑脂，必须将压力接触装置拆开，这是很费时、费钱的。
发明内容
由现有技术出发，本发明的目的在于提供一种开头所述类型的电压力接触装置，其构造简单，并且在长时间内具有在机械特性及电特性方面始终良好的工作特性。
本发明这样实现上述目的，即连接块具有一在壳体套筒内的面向触点的轴向的孔，接触头的一个与该孔同轴设置的背对触点的部段被容纳在该孔中，以便在接触头与连接块之间建立电接触。
在本发明的电压力接触装置中，这样建立接触头与连接块之间的电接触，即接触头的背对触点的部段轴向可移动地被容纳在构成在连接块中的面向触点的轴向孔中。电流或信号传输直接通过接触头和连接块实现，传输无须通过壳体套筒实现。连接块的轴向孔在壳体套筒内构成一个单独的接触腔。在这个单独的接触腔内加入接触润滑脂，所述接触润滑脂将接触头与壳体套筒之间的接触电阻保持较小，并且此外有助于接触头的背对触点的部段在连接块的轴向孔内可以小摩擦地移动。因为在本发明的压力接触装置中接触润滑脂被加入单独的接触腔内，所以可以避免由于行程运动可能进入壳体套筒内部的灰尘的污染。由此在较长的使用寿命内也无需与相当大的安装费用相联系的接触润滑脂更换。由此也可以弃用去除油脂的清洁剂，其如上所述损害接触润滑脂的功能。然而本发明提供一种电压力接触装置，其被保护免受环境的影响并且几乎不需要维护。
在一有利的构造中，在孔内存在一与其同轴的导电的接触元件，该接触元件磨擦地贴靠在接触头的在孔内可轴向移动的背对触点的部段的外表面上并且在接触头与连接块之间建立电接触。
在这种构造中在构成在连接块中的孔内设置一个接触元件。接触头的背对触点的部段被导入接触元件中并且与之接触。接触头的背对触点的部段、构成在连接块中的孔以及位于孔内的接触元件构成一个特别稳定的同轴的构造，其使得无高的调整费用的简单安装成为可能。该接触元件磨擦地贴靠在接触头的在孔内可轴向移动的背对触点的部段的外表面上，从而确保了可靠的接触。电流传输以有利地较小的接触电阻从接触头经由接触元件直接通到连接块上，即绕过壳体套筒。
固定位于连接块的孔中的接触元件一方面保证插入孔内的接触头的良好的机械引导，另一方面确保接触头和连接块之间的良好的电接触。由此即使在很高数目的接触行程之后也确保一致的接触电阻。由此压力接触在很长的使用寿命期间具有始终良好的工作特性。
在一有利的构造中设置成，接触元件是一个金属的管形的元件，接触头的背对触点的部段总是有至少一部分被容纳在所述接触元件中，此接触元件具有多个向内拱形弯曲的、在圆周方向上并排设置的并且在纵向上延伸的接触薄片，所述接触薄片对接触头的容纳在接触元件内的部分的外表面弹性地预紧。弹性工作的接触薄片不仅确保良好的机械引导，而且确保接触头的可靠的触点接通。
优选接触元件具有多个在圆周方向上并排设置的、在纵向上延伸的狭槽。在这个实施形式中，接触薄片通过接触元件的位于所述狭槽之间的区域构成。从接触元件可以特别简单地构成，尤其是一体构成，这简化了压力接触装置的构造并且因此降低了制造费用。
在接触元件的壁上构成一安装狭槽，此安装狭槽在接触元件的整个长度上贯通接触元件，并且接触元件可以在安装狭槽的宽度减小的情况下被压缩，从而使得接触元件的直径减小。本发明的这个有利的进一步构造允许，在安装压力接触元件时简单地压缩接触元件并且将接触元件推入构成在连接块中的孔内。在插入孔内之后接触元件由于其弹性重新扩张并且因此可靠和稳定地固定在孔内。由此简化压力接触装置的组装。
优选接触元件压入配合地设置在连接块的孔内。这也简化了压力接触装置的构造。
在本发明的一有利的构造中设置成，连接块的孔具有一个直径较大的部分、一个直径较小的部分以及一个位于两个部分之间的径向向内伸出的凸肩，接触元件设置在直径较大的部分内并且以一端部贴靠在凸肩上。这个构造使得可以将接触元件以特别简单的方式安装在连接块的孔内。因为接触元件设置在孔的直径较大的部分内，所以接触头的背对触点的端部可以穿过接触元件直至被推入孔的直径较小的部分内。这允许在良好的机械引导以及可靠的接触头触点接通的情况下压力接触装置的特别紧凑的构造。
在上述的一个进一步构造中优选接触元件的长度与孔的直径较大的部分的长度相同，接触元件的两个端部的外直径与孔的直径较大的部分的直径相同。接触元件在孔的直径较大的部分的整个长度上将该部分填满并且以其两个端部径向固定在孔的这个部分内。这也简化了压力接触装置的构造。
优选当接触头被最大化插入壳体套筒时，接触头的背对触点的直径较小的部段完全被容纳在孔中，而当接触头最大化从壳体套筒的面向触点的端部中伸出时，触头仅以其背对触点的端部被容纳在孔的直径较大的部分内。由此接触头的背对触点的部段更加可靠在连接块的孔内引导。接触头的背对触点的直径较小的部段的长度优选对应于孔的长度。由此可以减小压力接触装置的轴向尺寸。
优选接触元件由镀银的黄铜制成。这种材料一方面具有良好的导电性，另一方面在于机械稳定性。并且有助于确保良好的机械引导以及接触头的可靠的触点接通。
在一个替代的实施方式中，接触头的背对触点的部段构成为空心圆柱体，该空心圆柱体的壁设有多个纵向狭槽，由此构成弹性的磨擦地贴靠在孔的内表面上的壁部段。就此而言，这个实施形式对应于由DE3938706C1中已知的压力头部(Druckkopf)。
在另外一构造中设置成，连接块具有一背对触点的直径较大的部段和一面向触点的直径较小的部段，连接块经由所述背对触点的直径较大的部段固定在壳体套筒的内壁上，接触头具有一面向触点的直径较大的部段和背对触点的直径较小的部段，预紧元件是一个螺旋弹簧，其包围接触头的背对触点的部段和连接块的面向触点的部段。在这个实施形式中在腔内设置一个构成预紧元件的螺旋弹簧，所述腔存在于壳体套筒内并且围绕由接触头部和连接块构成的相互嵌合的构造、即上述接触腔。由此最佳地利用了可供使用的安装空间。
这种电压力接触装置可以广泛应用。例如可以是轨道耦合器(Bahnkupplung)的一部分。
附图说明
本发明的解决方案的由下面的说明产生，其与附图相结合借助于一个实施例进行阐述。其中：
图1本发明的电压力接触装置的侧视图；
图2本发明的电压力接触装置的纵向剖视图；
图3设置在电压力接触装置中的接触元件的透视图；
图4接触元件的另外一个透视图；
图5接触元件的俯视图；
图6由现有技术已知的电压力接触装置的纵向剖视图。
具体实施方式
图1至图5示出了本发明的具有一壳体套筒10的电压力接触装置的一个实施例，壳体套筒10具有一个面向触点的在图1和图2中的上端部以及一个背对触点的在图1和图2中的下端部。
在壳体套筒10中轴向可移动地支承一个接触头14。接触头14具有一个面向触点的部段16以及一个背对触点的部段18，该面向触点的部段在图2的压力接触状态下由壳体套筒10的面向触点的端部伸出，该背对触点的部段位于壳体套筒10内。面向触点的部段16的直径比背对触点的部段18的直径大。
在接触头14的面向触点的部段16内插入一个例如由银制成的接触铆钉20，该接触铆钉具有拱形的接触面22。接触面22规定用于贴靠在一个在图1和图2中未示出的对应触点上。
在壳体套筒10的背对触点的端部内插入一个连接块30，该连接块30具有一个面向触点的部段32和一个背对触点的部段34。部段34的直径比部段32的直径大。连接块30以其直径较大的端部34固定在壳体套筒10的内侧面上，例如以压入配合。连接块30此外具有背对触点的端部36，其由壳体套筒10的背对触点的端部伸出。与接触头14不同，连接块30不运动地设置在壳体套筒10内。
在连接块30内构成一个面向触点的孔38，其朝向在图2中未示出的对应触点方向开口。在这个实施例中孔38构成为盲孔。在盲孔38内插入接触头14的背对触点的部段18，其中在图2所示的状态下背对触点的部段18仅以其自由端位于孔38内。接触头14的背对触点的部段18的长度和盲孔38的长度这样设计，使得当对应触点将接触头14推入壳体套筒10内时，背对触点的部段18完全被容纳在盲孔38内。在完全推入状态下一个在接触头14上构成的凸肩40贴靠在连接块30的面向触点的端部上。在这个实施例中接触头14的背对触点的部段18和盲孔38具有大致相同的长度。这意味着，当接触头14完全插入壳体套筒10内时，盲孔38基本上在其整个长度上被背对触点的部段18填满。
在壳体套筒10内设置一个螺旋弹簧42，其在接触方向上预紧接触头14。螺旋弹簧42以其面向触点的端部支承在构成在接触头14上的凸肩40上，而其背对触点的端部支承在一另外的凸肩44上，该凸肩由连接块30的直径较大的部段34的面向触点的端面构成。接触头14通过对应触点克服螺旋弹簧42的作用被推入壳体套筒10内。
盲孔38具有一面向触点的部分46和一背对触点的部分48。面向触点的部分46的直径大致大于背对触点的部分48的直径。盲孔38的两个部分46和48之间的过渡部分由一个凸肩50构成。
在盲孔38的直径较大的部分46内有一个一体构成的接触元件60，该接触元件在图3至5中详细示出。接触元件60是一个管形的金属元件，例如镀银的黄铜。接触元件60具有一个面向触点的端部62和一个背对触点的端部64，它们分别具有一个环形的在纵向方向上直的外表面66或68。接触元件60以外表面66或68贴靠在盲孔38的直径较大的部分46的内壁上。此外，接触元件60的端部64的背对触点的端面69贴靠在构成在盲孔38的两个部分46和48之间的凸肩50上。接触元件60的长度对应于盲孔38的直径较大的部分46的长度。接触元件60的两个端部62和64的外直径对应于盲孔38的直径较大的部分46的直径。由于接触元件60的上述尺寸，接触元件60固定在盲孔38的直径较大的部分46内。
接触元件60的位于两个端部62和64之间的部分具有多个向内拱形弯曲的、在圆周方向上并排设置的并且在纵向上延伸的接触薄片70。接触薄片70通过接触元件60的区域构成，所述区域位于在接触元件60的壁内构成的各狭槽72之间，所述狭槽在接触元件60的圆周方向上并排设置并且在纵向上平行于壳体套筒轴线12延伸。接触元件60构成为使得其接触薄片70弹性构成。
接触元件60此外在其壁上具有贯通的安装狭槽74。安装狭槽74允许在安装时压缩接触元件60，从而安装狭槽74的相互面对的端面彼此贴靠。由此接触元件60的直径减小，从而接触元件可以被插入盲孔38的直径较大的部分46内。一旦被插入部分46之后，接触元件由于其弹性又重新扩张，由此外表面66和68与盲孔38的直径较大的部分46的内壁接触。接触元件60而后固定在盲孔38的直径较大的部分46内。
接触薄片70磨擦地贴靠在接触头14的背对触点的部段18的外表面上。由此有助于接触元件60与接触头14的持久接触，当接触头14被一个未示出的对应触点推入盲孔38内时。此外背对触点的部段18通过将其包围的接触元件60机械地引导。接触元件60的弹性作用不仅对于电接触而且对于接触头14的机械引导都是有利的。
如果接触头14被推入壳体套筒10内，那么接触头14的直径较小的部段18的面向触点的端部穿过接触元件60进入盲孔38的直径较小的部分48内。在这个实施例中压力接触装置的尺寸这样选择，即在图2中所示的状态时，接触头14由壳体套筒10的面向触点的端部最大化地伸出，接触头14的背对触点的部段18几乎完全被容纳在接触元件60内。由此在将接触头14推入壳体套筒10内时，接触头14和接触元件60之间的接触面尽可能地保持恒定。由此接触头14和接触元件60之间的接触电阻几乎在接触行程的整个长度上保持恒定。
电流传输从未示出的对应触点经由接触铆钉20、接触头14、接触元件60以及连接块30到达一个未示出的输电线，该输电线固定在连接块30的背对触点的端部36上。由此电流传输没有必要经过壳体套筒10。
所述的压力接触装置的另外一个重要特征在于，构成在连接块30内的孔38在壳体套筒10内构成一个单独的接触腔。该接触腔相对于位于壳体套筒10内的将其包围的腔尽可能密封。由此可以在孔38内附加地设置一个在图2的实施例中未设置的密封元件，该密封元件将接触腔相对于包围该接触腔的腔密封。在接触腔内可以在接触元件60的区域内加入合适的接触润滑脂。通过将接触润滑脂设置在密封的接触腔内，可以保护接触润滑脂免受环境影响，例如进入壳体套筒内的灰尘或由于接触行程例如由于磨损在壳体套筒10产生的颗粒。因为接触润滑脂在接触腔内不受污染并且也不会从接触腔漏出，所以通常即使在非常高的数目的接触行程之后也无须更换。压力接触装置也无须在其中使用的接触润滑脂而需特别维护。
本发明的电接触装置不限于上述的实施例。例如接触元件无须一体构成。接触元件也可以在设置在连接块内的孔的整个长度上延伸。
接触元件也可以省略。例如容纳在孔38内的接触头14的背对触点的部段18也可以构成为空心圆柱体，如在DE 3938706C中已知。在这种情况下在接触头上构成弹性的壁部段，其贴靠在孔38的内表面上。

Claims (15)

1.一种电压力接触装置，包括一个壳体套筒(10)，该壳体套筒具有一个面向触点的端部以及一个背对触点的端部；一在壳体套筒(10)内沿轴向可移动地支承的导电的接触头(14)，该接触头从壳体套筒(10)的面向触点的端部伸出；一设置在壳体套筒(10)内的预紧元件(42)，接触头(14)可以克服该预紧元件(42)的预紧力被推入壳体套筒(10)内；以及一设置在壳体套筒(10)的背对触点的端部上的导电的连接块(30)，该连接块用于固定一输电线，其特征在于，连接块(30)在壳体套筒(10)内具有一面向触点的轴向的孔(38)，接触头(14)的一个与该孔同轴设置的背对触点的部段(18)被容纳在该孔中，以便在接触头(14)与连接块(30)之间建立电接触。
2.如权利要求1所述的电压力接触装置，其特征在于，在孔(38)内存在一与其同轴的导电的接触元件(60)，该接触元件磨擦地贴靠在接触头(14)的在孔(38)内可轴向移动的背对触点的部段(18)的外表面上并且在接触头(14)与连接块(30)之间建立电接触。
3.如权利要求2所述的电压力接触装置，其特征在于，接触元件(60)是一个金属的管形的元件，接触头(14)的背对触点的部段(18)总是有至少一部分被容纳在所述接触元件中，此接触元件具有多个向内拱形弯曲的、在圆周方向上并排设置的并且在纵向上延伸的接触薄片(70)，所述接触薄片对接触头(14)的容纳在接触元件(60)内的部分的外表面弹性地预紧。
4.如权利要求3所述的电压力接触装置，其特征在于，在接触元件(60)的壁上构成多个在圆周方向上并排设置的、在纵向上延伸的狭槽(72)，并且接触薄片(70)通过接触元件(60)的位于所述狭槽(72)之间的区域构成。
5.如权利要求3或4所述的电压力接触装置，其特征在于，在接触元件(60)的壁上构成一安装狭槽(74)，此安装狭槽在接触元件的整个长度上贯通接触元件，并且接触元件(60)可以在安装狭槽(74)的宽度减小的情况下被压缩，从而使得接触元件(60)的直径减小。
6.如权利要求3至5之一所述的电压力接触装置，其特征在于，接触元件(60)压入配合地设置在连接块(30)的孔(38)内。
7.如权利要求3至6之一所述的电压力接触装置，其特征在于，连接块(30)的孔(38)具有一个面向触点的直径较大的部分(46)、一个背对触点的直径较小的部分(48)以及一个位于两个部分(46，48)之间的径向向内伸出的凸肩(50)，接触元件(60)设置在直径较大的部分(46)内并且以一端部贴靠在凸肩(50)上。
8.如权利要求7所述的电压力接触装置，其特征在于，接触元件(60)的长度与孔(38)的直径较大的部分(46)的长度相同，接触元件(60)的两个端部的外直径与孔(38)的直径较大的部分(46)的直径相同。
9.如权利要求8所述的电压力接触装置，其特征在于，接触元件(60)的两个端部分别具有一个环形的在纵向方向上直的外表面(66，68)，所述外表面(66，68)贴靠在孔(38)的直径较大的部分(46)的内壁上。
10.如权利要求7至9之一所述的电压力接触装置，其特征在于，当接触头(14)被最大化插入壳体套筒(10)时，接触头(14)的背对触点的直径较小的部段(18)完全被容纳在孔(38)中，而当接触头(14)最大化从壳体套筒(10)的面向触点的端部中伸出时，触头(14)仅以其背对触点的端部被容纳在孔(38)的直径较大的部分(46)内。
11.如权利要求10所述的电压力接触装置，其特征在于，接触头(14)的背对触点的直径较小的部段(18)对应于孔(38)的长度。
12.如上述权利要求之一所述的电压力接触装置，其特征在于，接触元件(60)由镀银的黄铜制成。
13.如权利要求1所述的电压力接触装置，其特征在于，接触头的背对触点的部段(18)构成为空心圆柱体，该空心圆柱体的壁设有多个纵向狭槽，由此构成弹性的磨擦地贴靠在孔的内表面上的壁部段。
14.如上述权利要求之一所述的电压力接触装置，其特征在于，连接块(30)具有一背对触点的直径较大的部段(34)和一面向触点的直径较小的部段(32)，连接块经由所述背对触点的直径较大的部段固定在壳体套筒(10)的内壁上，接触头(14)具有一面向触点的直径较大的部段(16)和背对触点的直径较小的部段(18)，预紧元件(42)是一个螺旋弹簧，其包围接触头(14)的背对触点的部段(18)和连接块(30)的面向触点的部段(32)。
15.如上述权利要求之一所述的电压力接触装置，其特征在于，在孔(38)设置接触润滑剂。
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