DE19614060C1 - Electric coupling device for vehicles esp. coach train - Google Patents

Electric coupling device for vehicles esp. coach train

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    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts

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Abstract

The device has at least a first elastic coupling element (3) and a second elastic coupling element (4). These electrically connect an electrical connector (5) on a roof of a first vehicle part or carriage (1) with an electrical connector (6) on a roof of a second vehicle part or carriage (2). The two vehicle parts (1,2) are electrically coupled together such that a change in positioning between the two electrical connectors (3,4) along and/or about the three spatial axes, is equalised by an elastic deformation of the coupling elements (3,4). The elastic coupling elements (3,4) have at least one elastic form body which is helical or spiral shaped. This body acts as a mechanical carrier for at least one electric lead (9,10) and at least partly surrounds it.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kupplungseinrichtung für Fahrzeuge.The invention relates to an electrical coupling device for vehicles.

Eine derartige elektrische Kupplungseinrichtung ist durch die DE 43 23 540 C1 bekannt. Im bekannten Fall umfaßt die elek­ trische Kupplungseinrichtung ein elastisches Kupplungsele­ ment, durch das zwei miteinander zu kuppelnde elektrische An­ schlüsse, die jeweils auf dem Dach zweier mechanisch mitein­ ander gekuppelter Fahrzeugteile angeordnet sind, elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Das elastische Kupplungs­ element ist S-förmig ausgebildet und liegt in seiner Ruhelage horizontal über dem Dach der beiden Fahrzeugteile sowie im Übergangsbereich zwischen den beiden Fahrzeugteilen. Das Kupplungselement umfaßt einen elastischen Formkörper aus fa­ serverstärktem Kunststoff und dient als mechanischer Träger für einen elektrischen Leiter, der aus einem den elastischen Formkörper locker umhüllenden Geflecht aus elektrisch leiten­ dem Material besteht. Das S-förmig ausgebildete Kupplungsele­ ment ist an seinen beiden Enden sowohl um die y-Achse als auch um die z-Achse schwenkbar und kann sich dadurch gut an die durch die Fahrzeugbewegung hervorgerufenen Lageänderungen der elektrischen Anschlüsse anpassen.Such an electrical coupling device is due to the DE 43 23 540 C1 known. In the known case, the elek trical coupling device an elastic coupling element ment, through the two electrical coupling to be coupled together conclusions, each mechanically on the roof of two are arranged coupled vehicle parts, electrically are conductively connected to each other. The elastic coupling element is S-shaped and lies in its rest position horizontally above the roof of the two vehicle parts and in Transition area between the two vehicle parts. The Coupling element comprises an elastic molded body made of fa server-reinforced plastic and serves as a mechanical support for an electrical conductor made of an elastic Conduct molded body loosely enveloping braid from electrical the material. The S-shaped coupling element ment is at both ends around the y axis as well can also be swiveled around the z-axis and is therefore easy on itself the changes in position caused by the vehicle movement the electrical connections.

Die in der DE 43 23 540 C1 beschriebene elektrische Kupp­ lungseinrichtung eignet sich auch für Fahrzeuge, die be­ triebsmäßig automatisch gekuppelt und entkuppelt werden. Um gleichzeitig mit der mechanischen Kupplung auch die elektri­ sche Kupplung zu ermöglichen, muß das elastische Kupplungs­ element gegen axiale Veränderungen relativ starr sein. Mecha­ nische Beschädigungen des elastischen Kupplungselementes, die zwangsläufig zu einer Beeinträchtigung oder gar Unterbrechung der elektrischen Verbindung führen, sind damit nicht auszu­ schließen.The electrical coupling described in DE 43 23 540 C1 lungseinrichtung is also suitable for vehicles that be drive automatically coupled and uncoupled. Around the electri To enable cal coupling, the elastic coupling element to be relatively rigid against axial changes. Mecha African damage to the elastic coupling element inevitably leads to impairment or even interruption of the electrical connection are not sufficient conclude.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache elektrische Kupplungseinrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die wartungsfrei ist und die über ihre gesamte Be­ triebsdauer eine elektrisch sichere Verbindung zwischen zwei Fahrzeugteilen gewährleistet.The object of the present invention is a constructive simple electrical coupling device for vehicles too create that is maintenance free and that over their entire loading operating time an electrically safe connection between two Vehicle parts guaranteed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im An­ spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The object is achieved by the features in the spell 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Die elektrische Kupplungseinrichtung gemäß Anspruch 1 umfaßt wenigstens ein erstes elastisches Kupplungselement und ein zweites elastisches Kupplungselement, durch die ein elektri­ scher Anschluß auf einem Dach eines ersten Fahrzeugteils und ein elektrischer Anschluß auf einem Dach eines zweiten Fahr­ zeugteils derart elektrisch leitend miteinander verbindbar sind, daß eine Lageänderung der beiden elektrischen An­ schlüsse entlang der drei Raumachsen und/oder um die drei Raumachsen über eine elastische Verformung der Kupplungsele­ mente ausgleichbar ist. Die elastischen Kupplungselemente weisen wenigstens einen elastischen Formkörper auf, der wen­ delförmig oder spiralförmig ausgebildet ist und der als me­ chanischer Träger für wenigstens einen elektrischen Leiter dient, und diesen zumindest teilweise umhüllt.The electrical coupling device according to claim 1 comprises at least a first elastic coupling element and a second elastic coupling element through which an electri connection on a roof of a first vehicle part and an electrical connection on a roof of a second drive Stuff can be connected to each other in such an electrically conductive manner are that a change in position of the two electrical conclusions along the three spatial axes and / or around the three Space axes via an elastic deformation of the coupling element elements can be compensated. The elastic coupling elements have at least one elastic molded body, the wen is delta-shaped or spiral-shaped and which as me mechanical carrier for at least one electrical conductor serves, and at least partially envelops it.

Durch die Kupplungselemente der erfindungsgemäßen Kupplungs­ einrichtung werden auf einfache und sichere Weise die elek­ trischen Anschlüsse zweier benachbarter Fahrzeugteile elek­ trisch leitend miteinander verbunden. Bei der elektrischen Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 ist die mechanische von der elektrischen Funktion getrennt. Bei beiden Kupplungsele­ menten ist die mechanische Funktion dem elastischen Formkör­ per und die elektrische Funktion dem elektrischen Leiter zu­ geordnet. Dabei ist durch die leichte Verformbarkeit der ela­ stischen Formkörper, die gemäß Anspruch 4 vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, eine elektrisch einwandfreie Verbindung zwischen beiden Fahrzeugteilen über die gesamte Betriebsdauer der elektrischen Kupplungseinrichtung gewährleistet. Die elektrische Kupplungseinrichtung gemäß Anspruch 1 eignet sich damit auch für Fahrzeuge, bei denen eine große relative Lage­ änderung beider Fahrzeugteile zueinander auftritt.Through the coupling elements of the coupling according to the invention the elec electrical connections of two neighboring vehicle parts trisch conductively connected. With the electrical Coupling device according to claim 1 is the mechanical of the electrical function separately. With both coupling elements ment is the mechanical function of the elastic molded body per and the electrical function to the electrical conductor orderly. The easy deformability of the ela tical shaped body, preferably according to claim 4 Plastic, an electrically perfect connection  between both vehicle parts over the entire operating time the electrical coupling device guaranteed. The electrical coupling device according to claim 1 is suitable thus also for vehicles with a large relative location change between the two vehicle parts occurs.

Aufgrund der wendelförmigen oder spiralförmigen Ausbildung der elastischen Formkörper ist mit wenig Bauraum der Aus­ gleich großer Längenänderungen möglich. Weiterhin ist da­ durch, daß wenigstens zwei elastische Kupplungselemente vor­ gesehen sind, die gewünschte Redundanz gewährleistet.Because of the helical or spiral shape the elastic molded body is the end with little installation space same length changes possible. Still there through that at least two elastic coupling elements in front seen, the desired redundancy is guaranteed.

Erfindungsgemäß ist das erste Kupplungselement radial inner­ halb des zweiten Kupplungselementes angeordnet. Damit ist bei einem eventuellen Bruch eines der Kupplungselemente dieses Kupplungselement vor dem Herabfallen gesichert. Unabhängig davon, ob ein Bruch bei dem ersten Kupplungselement oder bei dem zweiten Kupplungselement auftritt, wird das gebrochene Kupplungselement durch das unbeschädigte Kupplungselement vor dem Herabfallen gesichert.According to the first coupling element is radially inner arranged half of the second coupling element. This is at a possible breakage of one of the coupling elements Coupling element secured against falling. Independently whether a break in the first coupling element or in the second coupling element occurs, the broken Coupling element through the undamaged coupling element secured from falling.

Bei der Kupplungseinrichtung gemäß Anspruch 1 werden die durch den Stromfluß entstehenden elektromagnetischen Felder durch den entgegengesetzten Wicklungssinn der elektrischen Leiter in den beiden Kupplungselementen kompensiert, so daß die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung nach außen hin elektrisch neutral ist.In the coupling device according to claim 1, the electromagnetic fields arising from the current flow due to the opposite winding sense of the electrical Head compensated in the two coupling elements, so that the coupling device according to the invention towards the outside is electrically neutral.

Die elektrische Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung ist für alle Arten von Fahrzeugen geeignet, deren Fahrzeugteile elektrisch miteinander verbunden werden müssen.The electrical coupling device according to the invention is Suitable for all types of vehicles, their vehicle parts must be electrically connected.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, die Gegenstand der weiteren Ansprüche sind, werden im folgenden anhand von zwei schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigen The invention and further advantageous refinements that The following claims are the subject of further claims on the basis of two schematically illustrated embodiments play explained in more detail. Show it  

Fig. 1 eine Seitenansicht im Übergangsbereich von zwei mit­ einander gekuppelten Wagen eines Schienenfahrzeugs mit einer ersten Ausführungsform der elektrischen Kupplungseinrichtung, wobei sich diese in ihrer Ruhe­ lage befindet, Fig. 1 is a side view in the transition region of two mutually coupled with carriage of a rail vehicle with a first embodiment of the electrical coupling means, whereby the latter is in its rest position,

Fig. 2 der Übergangsbereich der beiden miteinander gekuppel­ ten Wagen gemäß Fig. 1, die in Höhe und Abstand zuein­ ander gegenüber der Ruhelage versetzt sind, Fig. 2, the transition region of the two gekuppel th each other carriage according to Fig. 1, which are offset in height and distance zuein other with respect to the rest position,

Fig. 3 eine Seitenansicht von einem Ende einer zweiten Aus­ führungsform der elektrischen Kupplungseinrichtung ohne weitergeführte elektrische Leiter, wobei sich die elektrische Kupplungseinrichtung in ihrer Ruhe­ lage befindet, Fig. 3 is a side view of one end of a second guide die from the electric coupling device without continuing electrical conductor, wherein the electrical coupling means in its rest position is located in,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Ende der elektrischen Kupp­ lungseinrichtung gemäß Fig. 3 mit weitergeführten elektrischen Leitern, wobei sich die elektrische Kupplungseinrichtung in ihrer Ruhelage befindet, Fig. 4 is a plan view of one end of the electrical Kupp averaging means shown in Fig. 3 with continuing electrical conductors, wherein said electrical coupling means is in its rest position,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Ende der elektrischen Kupp­ lungseinrichtung gemäß Fig. 3 ohne weitergeführte elektrische Leiter, wobei die elektrische Kupplungs­ einrichtung aufgrund einer Kurvenfahrt des Schienen­ fahrzeugs ausgelenkt ist. Fig. 5 is a plan view of one end of the electrical coupling device according to FIG. 3 without further electrical conductors, the electrical coupling device being deflected due to a cornering of the rail vehicle.

In den Fig. 1 und 2 sind mit den Fahrzeugteilen 1 und 2 die beiden mechanisch miteinander gekuppelten Wagen eines Schie­ nenfahrzeugs bezeichnet. Die Hochspannungs-Energieübertragung zwischen den beiden Fahrzeugteilen 1 und 2 erfolgt durch eine elektrische Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung.In Figs. 1 and 2, the two ganged together cars are referred to a slide nenfahrzeugs with the vehicle parts 1 and 2. The high-voltage energy transmission between the two vehicle parts 1 and 2 is carried out by an electrical coupling device according to the invention.

Die elektrische Kupplungseinrichtung umfaßt im dargestellten Ausführungsbeispiel ein erstes elastisches Kupplungselement 3 und ein zweites elastisches Kupplungselement 4. Die elasti­ schen Kupplungselemente 3 und 4 sind mit ihren einen Enden gemeinsam an einen elektrischen Anschluß 5 und mit ihren an­ deren Enden gemeinsam an einen elektrischen Anschluß 6 ge­ führt. In Fig. 4 ist dies am Beispiel den Anschlusses 5 darge­ stellt.In the exemplary embodiment shown, the electrical coupling device comprises a first elastic coupling element 3 and a second elastic coupling element 4 . The elastic coupling's 3 and 4 are at their one ends together to an electrical connection 5 and with their ends together leads to an electrical connection 6 ge. In Fig. 4 this is the example of the connection 5 Darge provides.

Die Anschlüsse 5 und 6 sind jeweils über einen Isolator 7 und 8 auf dem Dach des ersten Fahrzeugteils 1 bzw. auf dem Dach des zweiten Fahrzeugteils 2 abgestützt. An die Anschlüsse 5 und 6 ist jeweils eine in der Fig. 1 und 2 nicht dargestellte Dachleitung des entsprechenden Fahrzeugteils 1 bzw. 2 ge­ führt.The connections 5 and 6 are each supported by an insulator 7 and 8 on the roof of the first vehicle part 1 and on the roof of the second vehicle part 2 . At the connections 5 and 6 is in each case in Fig. 1 and 2, not shown, the roof pipe of the corresponding vehicle parts 1 and 2 leads GE.

Die elastischen Kupplungselemente 3 und 4 bestehen aus einem elastischen Formkörper aus Kunststoff. Beide elastischen Formkörper sind im gezeigten Ausführungsbeispiel wendelförmig ausgebildet ist und umhüllen jeweils einen elektrischen Lei­ ter 9 bzw. 10, für den sie jeweils als mechanischer Träger dienen.The elastic coupling elements 3 and 4 consist of an elastic molded body made of plastic. Both elastic shaped bodies are helical in the embodiment shown and each encase an electrical conductor 9 or 10 , for which they each serve as a mechanical support.

Erfindungsgemäß ist das erste Kupplungselement 3 radial innerhalb des zweiten Kupplungselementes 4 angeordnet. Unab­ hängig davon, ob ein Bruch bei dem ersten Kupplungselement 3 oder bei dem zweiten Kupplungselement 4 auftritt, wird das gebrochene Kupplungselement durch das unbeschädigte Kupp­ lungselement vor dem Herabfallen gesichert.According to the first coupling element 3 is arranged radially within the second coupling element 4 . Regardless of whether a break occurs in the first coupling element 3 or in the second coupling element 4 , the broken coupling element is secured by the undamaged coupling element from falling down.

Wie ein Vergleich von Fig. 1 mit Fig. 2 deutlich macht, wird eine Lageänderung der beiden elektrischen Anschlüsse 5 und 6 entlang der drei Raumachsen und/oder um die drei Raumachsen auf einfache Weise über eine elastische Verformung der Kupp­ lungselemente 3 und 4 ausgeglichen.As is clear from a comparison of FIG. 1 with FIG. 2, a change in position of the two electrical connections 5 and 6 along the three spatial axes and / or around the three spatial axes is easily compensated for by elastic deformation of the coupling elements 3 and 4 .

Bei der in Fig. 3 bis 5 gezeigten Ausführungsform sind die An­ schlüsse 5 und 6 derart ausgebildet, daß die beiden elasti­ schen Kupplungselemente 3 und 4 an ihren beiden Enden um die z-Achse schwenkbar sind. In den Fig. 3 bis 5 ist dies am Bei­ spiel des elektrischen Anschlusses 5 gezeigt. In Verbindung mit der wendelförmigen Ausbildung der elastischen Kupplungs­ elemente 3 und 4 kann sich die elektrische Kupplungseinrich­ tung optimal an die durch die Fahrzeugbewegung hervorgeru­ fenen Lageänderungen der elektrischen Anschlüsse 5 und 6 an­ passen, wobei gleichzeitig die elastischen Kupplungselemente 3 und 4 bei Kurvenfahrt weniger belastet werden, da die ela­ stischen Formkörper nur auf Zug und nicht auf Biegung bean­ sprucht werden.In the embodiment shown in Fig. 3 to 5, the connections 5 and 6 are formed such that the two elastic coupling elements 3 and 4 are pivotable at their two ends about the z-axis. In FIGS. 3 to 5 shown in the case of play of the electrical terminal 5. In connection with the helical configuration of the elastic coupling elements 3 and 4, the electrical Kupplungseinrich can tung optimally to the hervorgeru by vehicle motion fenen changes in position of the electric terminals 5 and 6 to fit, are at the same time the burden on the elastic coupling elements 3 and 4 when cornering , since the elastic molded bodies are only subjected to tension and not to bending.

Claims (6)

1. Elektrische Kupplungseinrichtung für Fahrzeuge, die fol­ gende Merkmale umfaßt:
  • - wenigstens ein erstes elastisches Kupplungselement (3) und ein zweites elastisches Kupplungselement (4), durch die ein elektrischer Anschluß (5) auf einem Dach eines ersten Fahr­ zeugteils (1) und ein elektrischer Anschluß (6) auf einem Dach eines zweiten Fahrzeugteils (2) derart elektrisch lei­ tend miteinander verbindbar sind, daß
  • - eine Lageänderung der beiden elektrischen Anschlüsse (5, 6) entlang der drei Raumachsen und/oder um die drei Raumachsen über eine elastische Verformung der Kupplungselemente (3, 4) ausgleichbar ist, wobei
  • - die elastischen Kupplungselemente (3, 4) wenigstens einen elastischen Formkörper aufweisen, der wendelförmig oder spiralförmig ausgebildet ist und der als mechanischer Trä­ ger für wenigstens einen elektrischen Leiter (9, 10) dient und diesen zumindest teilweise umhüllt, und wobei
  • - das erste Kupplungselement (3) radial innerhalb des zweiten Kupplungselementes (4) angeordnet ist und die elastischen Formkörper der beiden Kupplungselemente (3, 4) eine entge­ gengesetzte Windungsrichtung aufweisen.
1. Electric coupling device for vehicles, comprising the following features:
  • - At least a first elastic coupling element ( 3 ) and a second elastic coupling element ( 4 ) through which an electrical connection ( 5 ) on a roof of a first driving tool part ( 1 ) and an electrical connection ( 6 ) on a roof of a second vehicle part ( 2 ) are electrically connected to each other such that
  • - A change in position of the two electrical connections ( 5 , 6 ) along the three spatial axes and / or around the three spatial axes can be compensated for by an elastic deformation of the coupling elements ( 3, 4 ), wherein
  • - The elastic coupling elements ( 3 , 4 ) have at least one elastic molded body which is helical or spiral-shaped and which serves as a mechanical carrier for at least one electrical conductor ( 9 , 10 ) and at least partially envelops it, and wherein
  • - The first coupling element ( 3 ) is arranged radially within the second coupling element ( 4 ) and the elastic molded body of the two coupling elements ( 3 , 4 ) have an opposite winding direction.
2. Elektrische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Formkörper aus Kunststoff besteht.2. Electrical coupling device according to claim 1, characterized, that the elastic molded body is made of plastic. 3. Elektrische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bin Ende der elastischen Kupplungselemente (3, 4) gelenkig mit dem zugehörigen Fahrzeugteil (1, 2) verbunden ist.3. Electrical coupling device according to claim 1, characterized in that at least bin end of the elastic coupling elements ( 3 , 4 ) is articulated to the associated vehicle part ( 1 , 2 ). 4. Elektrische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der elastischen Kupplungselemente (3, 4) ge­ meinsam über jeweils wenigstens ein Gelenk um die y-Achse schwenkbar sind.4. Electrical coupling device according to claim 3, characterized in that both ends of the elastic coupling elements ( 3 , 4 ) GE can be pivoted together about at least one joint about the y-axis. 5. Elektrische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der elastischen Kupplungselemente (3, 4) ge­ meinsam über jeweils wenigstens ein Gelenk um die z-Achse schwenkbar sind.5. Electrical coupling device according to claim 3, characterized in that both ends of the elastic coupling elements ( 3 , 4 ) are jointly pivotable about at least one joint about the z-axis. 6. Elektrische Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der elastischen Kupplungselemente (3, 4) ge­ meinsam über jeweils wenigstens ein Gelenk um die y-Achse und über jeweils wenigstens ein Gelenk um die z-Achse schwenkbar sind.6. Electrical coupling device according to claim 3, characterized in that both ends of the elastic coupling elements ( 3 , 4 ) are jointly pivotable via at least one joint about the y-axis and at least one joint about the z-axis.
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