PL205043B1 - Złącze elektrostykowe - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest złącze elektrostykowe, zawierające pierwszą i drugą obudowę nośnika styków, z których każda mieści pierwszy względnie drugi nośnik styków dla pierwszych względnie drugich elementów stykowych, które przy łączeniu wchodzą w styk elektryczny wzajemnie ze sobą.

Znane są złącza elektrostykowe określonego powyżej rodzaju, w których elementy stykowe mają postać zestyków kołkowo-gniazdowych. Gwarantują one dużą pewność przenoszenia, jednak są wrażliwe pod względem mechanicznym. Wymagają one dokładnego centrowania i równoległych płaszczyzn łączenia. Przy skośnym biegu lub niedokładnym centrowaniu może sprzęganie prowadzić do skośnego ustawienia i wyboczenia kołków stykowych. Ponadto znane są tego rodzaju złącza elektrostykowe z zestykami dociskowymi i stałymi, w których jeden element stykowy jest unieruchomiony, natomiast drugi jest obciążony sprężyście w kierunku łączenia. Te elementy stykowe są niewrażliwe pod względem mechanicznym i nie stawiają wysokich wymagań ani odnośnie do centrowania ani co do równoległości płaszczyzn łączenia. Ich zdolność przenoszenia jest jednak umiarkowana. Powierzchnie stykowe są stosunkowo małe, a ich zanieczyszczenie powoduje większe oporności i tłumienia sygnałów.

Zwykle stosowane złącza elektrostykowe, które przykładowo są stosowane w pojazdach szynowych w połączeniu ze sprzęgami mechanicznymi, mają ciężką prostokątną obudowę z klapą ochronną, która jest klapą samootwierającą się lub sterowaną w sposób wymuszony i która zabezpiecza elementy stykowe w stanie rozłączenia przed zanieczyszczeniem. Obudowy te dają się przesuwać na drążkach lub szynach, w celu przemieszczania wbudowanych elementów stykowych do płaszczyzny łączenia. Ruch obudowy odbywa się albo za pomocą własnego napędu, na przykład za pomocą cylindra pneumatycznego, albo za pomocą napędu sprzężonego ze sprzęgiem mechanicznym, który wchodzi w obudowę z zewnątrz. Obudowy są zwykle zawieszone lub ułożyskowane z pewnym luzem, przy czym ustawianie obudów względem siebie przy procesie łączenia odbywa się za pomocą trzpieni centrujących i tulei w obudowach. Ustawianie w kierunku osiowym odbywa się poprzez docisk sprzęgu mechanicznego i za pomocą sprężyn lub elementów gumowych.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 14 38 777A znane jest złącze elektrostykowe, które w szczególnoś ci ma dwa, zaopatrzone w elementy stykowe noś niki styków, które mają kształ t obrotowo-symetryczny względem osi złącza. Jeden z nośników styków ma postać części wtykowej, a drugi nośnik styków ma postać części tulejowej.

Celem wynalazku jest dostarczenie mającego zwartą budowę, modułowego złącza elektrostykowego o prostej budowie określonego na wstępie typu, które zapewni przekazywanie danych, sygnałów i/lub energii z wysoką niezawodnością i odpornością na zakłócenia oraz ułatwi jego montaż i obsł ugę .

Złącze elektrostykowe, zawierające pierwszą obudowę nośnika styków, mieszczącą pierwszy nośnik styków dla pierwszych elementów stykowych, i drugą obudowę nośnika styków, mieszczącą drugi nośnik styków dla drugich elementów stykowych, przy czym pierwsze i drugie elementy stykowe przy łączeniu wchodzą w styk elektryczny wzajemnie ze sobą, zaś pierwszy i drugi nośnik styków mają kształt obrotowo-symetryczny względem osi złącza elektrostykowego, przy czym pierwszy nośnik styków ma postać części wtykowej z cylindryczną zewnętrzną powierzchnią obwodową, na której są umieszczone tworzące pierwsze elementy stykowe pierwsze cierne elementy stykowe, a drugi nośnik styków ma postać części tulejowej, która jest przeznaczona do przyjmowania części wtykowej i ma cylindryczną wewnę trzną powierzchnię obwodową, na której są umieszczone tworzące drugie elementy stykowe drugie cierne elementy stykowe, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pierwszy nośnik styków na swej stronie odwrotnej względem drugiego nośnika styków jest połączony z puszką noś nika styków mieszczącej w sobie koń cówki przyłączeniowe pierwszych elementów stykowych, której dno jest połączone z tłoczyskiem pneumatycznego urządzenia nastawczego, które ma uchodzący do puszki nośnika styków, przebiegający osiowo kanał kablowy.

Korzystnie, pierwsza obudowa nośnika styków jest zamocowana na pierwszej główce sprzęgu, a druga obudowa jest zamocowana na drugiej główce sprzę gu automatycznego sprzę gu mechanicznego dla pojazdów, zwłaszcza dla pojazdów szynowych.

Korzystnie, jeden z pierwszych i drugich ciernych elementów stykowych mają nieruchome powierzchnie stykowe, zaś drugie cierne elementy stykowe mają sprężyny stykowe przeznaczone do przylegania do nieruchomych powierzchni stykowych.

Korzystnie, pierwszy nośnik styków jest przestawny osiowo za pomocą urządzenia nastawczego.

PL 205 043 B1

Korzystnie, pierwszy nośnik styków jest połączony z tłoczyskiem cylindra pneumatycznego podwójnego działania stanowiącego urządzenie nastawcze.

Korzystnie, drugi nośnik styków jest osadzony osiowo sprężyście i jest wstępnie naprężony w kierunku łączenia.

Korzystnie, nośniki styków są osadzone nieobrotowo za pomocą prowadzeń trzpieniowo-rowkowych, każdy w swojej obudowie nośnika styków.

Korzystnie, pierwszy nośnik styków na swej stronie zwróconej do drugiego nośnika styków ma cylindryczne wybranie o kształcie garnka, w którym są umieszczone wtykowe elementy stykowe, które są przeznaczone do współpracy z wtykowymi przeciwelementami stykowymi w drugim nośniku styków.

Korzystnie, wtykowe elementy stykowe mają postać kołków stykowych, a przeciwelementy stykowe mają postać gniazd wtykowych.

Korzystnie, w tworzących nośniki styków części wtykowej i części tulejowej są utworzone powierzchnie centrujące przeznaczone do wzajemnej współpracy.

Korzystnie, w wybraniu pierwszego nośnika styków są umieszczone elementy centrujące.

Korzystnie, elementy centrujące mają postać wykonanych z materiału przewodzącego elektryczność żeber, które rozciągają się pomiędzy wtykowymi elementami stykowymi i które przy sprzęganiu wchodzą w komplementarne wybrania w drugim nośniku styków.

Korzystnie, wtykowe elementy stykowe osobno lub w grupach są otoczone ekranowaniem elektrycznym, korzystnie w postaci powierzchni ekranujących i żeber.

Korzystnie, w pierwszym nośniku styków lub puszce nośnika styków utworzona jest powierzchnia uszczelniająca przeznaczona do przylegania do drugiej obudowy nośnika styków.

Korzystnie, drugi nośnik styków jest ruchomy wzdłuż osi i jest osadzony z luzem promieniowym w drugiej obudowie noś nika styków, ma na swym brzegu zewnę trznym zwróconym do pierwszego nośnika styków centrującą powierzchnię stożkową, która przeznaczona jest do przylegania do komplementarnej oporowej powierzchni stożkowej drugiej obudowy nośnika styków, i jest przez elementy sprężyste wstępnie naprężony w kierunku do oporowej powierzchni stożkowej.

Korzystnie, obudowy nośników styków są zaopatrzone w mechaniczne środki centrujące, które podczas procesu łączenia wchodzą ze sobą w przypór.

Korzystnie, środkom centrującym przyporządkowany jest nadajnik sygnałów, który reaguje na wzajemny przypór środków centrujących.

Korzystnie, co najmniej jedna z obudów nośników styków jest za pośrednictwem sprężystych elementów mocujących mocowana na danej główce sprzęgu.

Korzystnie, elementy mocujące są tak rozmieszczone, że obudowy nośników styków nieznacznie wystają w kierunku łączenia poza daną główkę sprzęgu mechanicznego.

Korzystnie, otwory złączowe obudów nośników styków każdorazowo są zamykane za pomocą sterowalnego zamknięcia.

Korzystnie, zamknięcie zawiera co najmniej jedną, przestawną poprzecznie do osi łączenia płytę zamykającą.

Korzystnie, zamknięcie jest sterowane w zależności od przebiegu łączenia tak, że jest otwierane dopiero wówczas, gdy obie obudowy nośników przylegają do siebie i jest zamykane zanim obie obudowy nośników styków ulegną rozdzieleniu.

Korzystnie, nośniki styków w stanie złączenia są blokowane wzajemnie ze sobą.

Korzystnie, pierwszy nośnik styków jest blokowany z drugą obudową nośnika styków.

Korzystnie, w jednej z przeznaczonych do wzajemnego blokowania części umieszczony jest co najmniej jeden nastawny promieniowo element blokujący, który przeznaczony jest do zahaczania w przyporzą dkowanym mu wybraniu w każdorazowo drugiej części.

Korzystnie, element blokujący stanowi trzpień nastawialny za pomocą elektromagnesu.

Korzystnie, blokowanie odbywa się za pomocą co najmniej jednego elementu zatrzaskowego.

Korzystnie, element blokujący lub zatrzaskowy jest umieszczony w drugiej obudowie nośnika styków.

Korzystnie, element blokujący lub zatrzaskowy jest umieszczony w części tulejowej.

Korzystnie, element blokujący lub zatrzaskowy jest tak ukształtowany, że przy sile ciągnącej działającej na wzajemnie zablokowane części przekraczającej określoną wartość progową blokada zostaje zwolniona.

Korzystnie, złącze zawiera czujnik, który kontroluje i reguluje całkowite wsunięcie nośnika styków w postaci części wtykowej w nośnik styków stanowiący część tulejową.

PL 205 043 B1

Korzystnie, przemieszczane części urządzenia nastawczego co najmniej w dużej części są umieszczone w pierwszej obudowie nośnika styków lub w sztywno z nią połączonej obudowie.

Korzystnie, urządzenie nastawcze w stanie złączenia jest przełączalne w położenie ruchu swobodnego, w którym pierwszy nośnik styków swobodnie porusza się wzdłuż osi względem pierwszej obudowy nośnika styków.

W rozwią zaniu wedł ug wynalazku na elementy stykowe nie dział a ż adne istotne obciążenie mechaniczne. Cierne elementy stykowe po pierwsze są zasadniczo stosunkowo niewrażliwe na siły, których należy oczekiwać, i poza tym wchodzą ze sobą w styk dopiero wówczas, gdy nośniki styków są już względem siebie wycentrowane. W trakcie każdego procesu łączenia cierne elementy stykowe ślizgają się wzajemnie na sobie, wskutek czego odbywa się czyszczenie powierzchni stykowych, tak że stale możliwy jest doskonały styk, a tym samym możliwe jest doskonałe przenoszenie sygnału. Nośniki styków są łatwe do wykonania dzięki ich obrotowo-symetrycznemu kształtowi i może być w prosty i niezawodny sposób zagwarantowane centrowanie cylindrycznego elementu wtykowego w cylindrycznej części tulejowej, na przykł ad przez stożkowe powierzchnie centrujące w noś nikach styków.

Złącze elektrostykowe według wynalazku może być uruchamiane zarówno ręcznie jak i automatycznie. Może ono byś stosowane w różnych dziedzinach techniki tam, gdzie trzeba łączyć w sposób rozłączny przewody do przenoszenia energii, danych i sygnałów. W szczególności jest ono przeznaczone do stosowania ze sprzęgami mechanicznymi w pojazdach, zwłaszcza pojazdach szynowych.

Korzystnie jest, gdy jeden z nośników styków daje się przestawiać osiowo za pomocą urządzenia nastawczego. W korzystnej postaci wykonania pierwszy nośnik styków jest tym, który jest przykładowo połączony z cylindrem pneumatycznym o podwójnym działaniu. Drugi nośnik styków jest odpowiednio ułożyskowany osiowo sprężyście i wstępnie naprężony w kierunku łączenia, tak że przy spotykaniu się może ten nośnik osprzętu ustępować w kierunku osiowym, tak aby kompensowane były tolerancje wykonania w obudowach nośników styków i pochłaniany był luz występujący podczas pracy.

Dla zapewniania przy konstrukcji obrotowo-symetrycznej spotykania się ze sobą przyporządkowanych sobie wzajemnie elementów stykowych korzystne jest, gdy nośniki styków są osadzone każdy w swojej obudowie w sposób zabezpieczający przed obrotem. To zabezpieczenie przed obrotem może na przykład być realizowane za pomocą prowadzeń trzpieniowo-rowkowych w ruchomych względem siebie częściach.

Ponieważ cierne elementy stykowe są umieszczone na zewnętrznej powierzchni obwodowej pierwszego nośnika styków, więc istnieje jeszcze możliwość umieszczenia wewnątrz pierwszego nośnika styków dalszych elementów stykowych. Przy tym pierwszy nośnik styków może na swej stronie zwróconej do drugiego nośnika styków mieć cylindryczne wybranie o kształcie garnka, w którym są umieszczone wtykowe elementy stykowe, które są przeznaczone do współpracy z wtykowymi przeciwelementami stykowymi na drugim nośniku styków. Przykładowo wtykowe elementy stykowe mają postać kołków wtykowych, a wtykowe przeciwelementy stykowe mają postać gniazd wtykowych. Ponieważ siły centrujące są przejmowane przez powierzchnie centrujące utworzone w części wtykowej i w części tulejowej, więc wtykowe elementy stykowe w rozwiązaniu według wynalazku są w dużej mierze wolne od mechanicznych obciążeń, które występują w zwykle stosowanych złączach elektrostykowych z zestykami kołkowo-gniazdowymi. Aby jednak całkowicie się zabezpieczyć i w celu uniknięcia jakichkolwiek sił poprzecznych, także w wybraniu pierwszego nośnika styków mogą być umieszczone dalsze elementy centrujące. Mogą one na przykład być utworzone z wykonanych z przewodzącego elektryczność materiału żeber, które rozciągają się pomiędzy wtykowymi elementami stykowymi i które przy sprzęganiu wchodzą w komplementarne wybrania w drugim nośniku styków. Te elementy centrujące przejmują więc dalszą funkcję - funkcję elementów ekranujących, która może być uzupełniana jeszcze przez dalsze elektryczne ekranowanie, które otacza wtykowe elementy stykowe pojedynczo lub w grupach.

Pierwszy nośnik styków jest na swej stronie zwróconej do drugiego nośnika styków połączony z puszką noś nika styków mieszczą c ą w sobie koń cówki przyłączeniowe elementów stykowych, której dno jest połączone z tłoczyskiem pneumatycznego urządzenia nastawczego, które ma przechodzący przez nie osiowo, uchodzący do gniazda nośnika styków kanał kablowy. Dzięki wydrążonemu tłoczysku kabel może zostać przeprowadzony do pierwszego nośnika styków. Jeżeli nośnik styków jest połączony bezpośrednio z dnem puszki i rozłącznie z puszką nośnika styków, wówczas płaszcz puszki nośnika styków może być odłączony od dna puszki i od nośnika styków i odciągnięty do przodu, tak że

PL 205 043 B1 końcówki przyłączeniowe elementów stykowych pierwszego nośnika styków są odsłonięte. Ułatwia to montaż i konserwację.

Aby uniknąć wnikania wilgoci i brudu do sprzężonych ze sobą nośników styków korzystnie w pierwszym noś niku styków jest utworzona powierzchnia uszczelniająca, mają ca za zadanie wchodzić w styk z obudową drugiego nośnika styków.

Jak to zostało już powiedziane na wstępie, drugi nośnik styków jest odpowiednio osadzony osiowo przesuwnie i z promieniowym luzem w drugiej obudowie nośnika styków i ma na swoim zewnętrznym brzegu zwróconym do pierwszego nośnika styków stożkową powierzchnię centrującą, która ma za zadanie przylegać do komplementarnej powierzchni oporowej drugiej obudowy nośnika styków, przy czym drugi nośnik styków jest wstępnie naprężony przez środek sprężysty w kierunku do powierzchni oporowej. Gdy drugi nośnik styków jest przy otwartym złączu dociskany przez działające osiowo sprężyny do powierzchni oporowej drugiej obudowy nośnika styków, to jest on wówczas automatycznie centrowany. Jeżeli jest on natomiast w stanie złączenia odsuwany osiowo od tej powierzchni oporowej, to uzyskuje on jednocześnie luz promieniowy, tak że mogą być kompensowane występujące podczas pracy osiowe i promieniowe ruchy względem siebie nawzajem obudów nośników styków bez przemieszczania się względem siebie nośników styków.

W korzystny sposób obudowy noś ników styków są zaopatrzone w mechaniczne ś rodki centrujące, które podczas procesu łączenia wchodzą w przypór ze sobą, tak że obudowy nośników styków są wyrównane względem siebie, zanim zostanie przestawiony pierwszy nośnik styków i wejdą w przypór ze sobą elementy stykowe. Środkom centrującym może być przyporządkowany nadajnik sygnałów, który reaguje na wzajemny przypór środków centrujących i przykładowo wyzwala przemieszczanie pierwszego nośnika styków, skoro tylko obie obudowy nośników styków są względem siebie wyrównane. Nadajnik sygnałów może być jednak także umieszczony na sprzęgu mechanicznym i reagować na zblokowanie sprzęgu mechanicznego.

Dla skompensowania tolerancji główek sprzęgu mechanicznego jest korzystne, jeśli co najmniej jedna z obudów nośników styków daje się zamocować na danej główce sprzęgu za pomocą sprężystych elementów mocujących. Te sprężyste elementy mocujące mogą być tak rozmieszczone, że obudowy nośników styków nieznacznie wystają w kierunku łączenia poza odnośną główkę sprzęgu mechanicznego. Wskutek tego jest zagwarantowane to, że niezależnie od luzu sprzęgu mechanicznego w każ dym przypadku mogą się zejść obudowy noś ników styków złącza elektrostykowego.

Aby zagwarantować niezawodną zdolność kontaktowania podczas pracy, pierwszy nośnik styków w stanie sprzęgnięcia może być blokowany albo bezpośrednio z drugim nośnikiem styków albo z obudową drugiego nośnika styków. Przy tym na jednej z części przeznaczonych do wzajemnego blokowania może być umieszczony co najmniej jeden nastawny promieniowo element blokujący, który ma za zadanie wchodzić w przyporządkowane mu wybranie w każdorazowo drugiej części. Na przykład element blokujący stanowi trzpień dający się przestawiać za pomocą elektromagnesu. Element blokujący może być umieszczony w części tulejowej lub w drugiej obudowie nośnika styków. Dla uniknięcia przeciążenia złącza elektrostykowego przy niezamierzonym rozłączeniu sprzęgu mechanicznego element blokujący jest korzystnie tak ukształtowany, że przy sile ciągnącej przekraczającej pewną określoną wartość progową, działającej na wzajemnie zablokowane ze sobą części blokada ta ulega rozłączeniu. Może być zapewnione poprzez odpowiednie ukształtowanie elementu blokującego z powierzchnią pochyłą i podobnie, a w najniekorzystniejszym przypadku poprzez umieszczenie w elemencie blokującym miejsca zadanego pękania.

Przewidziany jest czujnik, który kontroluje i steruje całkowite wsuwanie części wtykowej do części tulejowej. Przykładowo, czujnik w postaci czujnika zbliżeniowego wyłącza urządzenie nastawcze przy całkowitym wsunięciu części wtykowej do części tulejowej i steruje uruchamianiem elementu blokującego. Przy niezamierzonym rozsunięciu się części złącza czujnik powoduje ewentualnie włączenie urządzenia nastawczego.

Urządzenie nastawcze może mieć takie ukształtowanie, że w stanie złączenia może być przełączane do stanu biegu jałowego, w którym pierwszy nośnik styków może poruszać się osiowo swobodnie względem pierwszej obudowy nośnika styków. Gdy pierwszy nośnik styków w stanie sprzęgnięcia jest zablokowany w drugiej obudowie nośnika styków i drugi nośnik styków jest naprężony wstępnie względem pierwszego nośnika styków, wówczas względny ruch pomiędzy obudowami nośników styków nie może być przenoszony na nośniki styków, co oznacza, że ten ruch względny nie wywiera na nie wpływu i mogą się one wspólnie przemieszczać względem pierwszej obudowy nośnika styków.

PL 205 043 B1

W ten sposób unika się tarcia o siebie nawzajem elementów stykowych w noś nikach styków przy ruchu względnym obudów elementów stykowych.

W celu zabezpieczenia elementów stykowych złącza elektrostykowego w stanie rozłączenia przed zabrudzeniem i wnikaniem wilgoci, otwory złączowe odnośnej obudowy nośnika styków mogą być zamykane przez dające się sterować zamknięcie, które jest znane jak takie. W rozwiązaniu według wynalazku zamknięcie to zawiera korzystnie co najmniej jedną, przestawną poprzecznie do osi złącza płytkę zamykającą. W stosunku do znanych odchylnych klapek rozwiązanie to ma tę dużą zaletę, że zamknięcie to musi być otwierane dopiero wówczas, gdy obudowy nośników styków już przylegają do siebie i otwory złączowe obudów nośników styków są już tym sposobem zabezpieczone przed brudem i wilgocią. Natomiast klapka musi zostać odchylona wcześniej, zanim mogą być do siebie doprowadzane obudowy nośników styków, tak że otwory złączowe co najmniej do spotkania się ze sobą obudów nośników styków pozostają otwarte, bez ochrony. W rozwiązaniu według wynalazku zamknięcie może więc być sterowane w zależności od przebiegu łączenia, to znaczy zamknięcie jest otwierane dopiero wówczas, gdy obie obudowy nośników styków przylegają do siebie względnie zamknięcie jest zamykane zanim obie obudowy nośników styków ulegną rozdzieleniu. Zamiast przesuwnej płytki zamykającej mogłaby także być stosowana pewnego rodzaju żaluzja. Może ona także być tak ukształtowana, aby otwór złączowy musiał być otwierany dopiero po złączeniu się ze sobą obudów nośników styków.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie w całkowitym widoku perspektywicznym złącze elektrostykowe według wynalazku, fig. 2 - złącze elektrostykowe w zawierającym oś przekroju wzdłuż linii II-II na fig. 1, fig. 3 - mający postać części wtykowej pierwszy nośnik styków, w widoku perspektywicznym, fig. 4 mający postać części tulejowej drugi nośnik styków, w widoku perspektywicznym odpowiadającym widokowi przedstawionemu na fig. 3, fig. 5 - pierwszy cierny element stykowy w schematycznym widoku z boku, a fig. 6 - drugi cierny element stykowy, w schematycznym widoku z boku.

Przedstawione schematycznie na fig. 1 złącze elektrostykowe zawiera pierwszą część, oznaczoną jako całość odnośnikiem 10, i drugą część, oznaczoną jako całość odnośnikiem 12. Pierwsza część 10 złącza ma pierwszą obudowę 14 złącza z cylindryczną ścianką 16, która jest osiowo ograniczona przez przedni kołnierz 18 i przez tylny kołnierz 20. Te kołnierze 18 i 20 są z jednej strony spłaszczone i połączone z płytą montażową 22. Na płycie montażowej znajdują się elementy mocujące w postaci gumowych zderzaków 24, w których są osadzone trzpienie gwintowane 26, za pomocą których pierwsza część 10 złącza może być mocowana do główki sprzęgu mechanicznego dla pojazdów szynowych. Zderzaki 24 i trzpienie gwintowane 26 tworzą sprężyste elementy mocujące. Przedni kołnierz 18 jest przykryty przez usytuowaną prostopadle do osi cylindrycznej obudowy 14 nośnika styków płytę czołową 28, która po bokach (na fig. 1 w górę i do dołu) rozciąga się poza przedni kołnierz 18. W otwartym ku płycie czołowej 28 wybraniu 30 w przednim kołnierzu 18 dają się przestawiać w kierunku strzałek A tam i z powrotem dwie płytowe zasuwy 32, które mogą zamykać względnie odsłaniać okrągły otwór złączowy 34 w przednim kołnierzu 18 i płycie czołowej 28. Napęd przesuwu zasuwy 32 nie jest przedstawiony i może być w zasadzie dowolny.

Do tylnego kołnierza 20 przyłączone jest urządzenie nastawcze 36 w postaci skierowanego ku tyłowi cylindra pneumatycznego, z którego wystaje tłoczysko 38, które połączone jest z pierwszym nośnikiem styków, umieszczonym w pierwszej obudowie i oznaczonym jako całość odnośnikiem 40, tak że może on być przestawiany w kierunku osiowym, jak to jest dalej dokładniej objaśnione.

Druga część 12 złącza zawiera drugą obudowę 42 nośnika styków, która w zasadzie jest zbudowana dokładnie tak, jak pierwsza obudowa 14 nośnika styków, a takie same części są zaopatrzone w takie same odnośniki i nie są dalej objaśniane ponownie. Druga obudowa 42 nośnika styków służy do umieszczania drugiego nośnika 44 styków, który zostanie jeszcze bliżej objaśniony poniżej.

Na przednich kołnierzach 18 obu obudów 14 i 42 nośników styków są umieszczone czopy centrujące 46 i tulejki centrujące 48, z których na każdej z figur 1 i 2 jest przedstawiona tylko jedna para i które podczas procesu włączania złącza wchodzą jedne w drugie, aby ustawić wzajemnie współosiowo obie części złącza, zanim wejdą w przypór ze sobą nośniki 40 i 44 styków.

Zgodnie z fig. 3 pierwszy nośnik 40 styków ma ukształtowany obrotowo-symetrycznie korpus izolacyjny 50 z cylindryczną zewnętrzną powierzchnią obwodową 52. Na swym tylnym końcu korpus izolacyjny 50 ma wystający promieniowo ponad powierzchnię obwodową 52 kołnierz pierścieniowy 54. W powierzchni obwodowej 52 są wykonane w równych odstępach obwodowych równoległe do osi rowki 56, w każdy z których jest wstawiony jeden pierwszy element stykowy 58. Pierwszy element

PL 205 043 B1 stykowy 58 ma zgodnie z fig. 5 cylindryczną część trzpieniową 60 i podłużną część wsporczą 62, która wchodzi w rowek 56 i na której jest umieszczona sprężyna stykowa 64. Na tylnym swobodnym końcu części trzpieniowej 60 jest zamocowana końcówka przyłączeniowa 66. Pierwszy element stykowy 58 może być wykonany jako jednolita jedna część.

Na przednim, na fig. 3 zwróconym ku patrzącemu, końcu korpus izolacyjny 50 ma cylindryczne, mające kształt garnka wybranie 68, w którym rozmieszczone są wzdłuż okręgu dalsze wtykowe elementy stykowe w postaci wtykowych kołków stykowych 70. W środku tego wybrania znajduje się wtykowy element stykowy w postaci kołka stykowego 72. Kołki stykowe 70 i 72 są otoczone każdorazowo powierzchnią ekranującą 74 względnie 76, przy czym powierzchnie ekranujące 74 i 76 są ze sobą połączone promieniowymi żebrami 78, które podobnie jak powierzchnie ekranujące 74 i 76 są wykonane z metalu i oprócz pełnienia roli ekranowania pełnią również rolę elementów centrujących, jak to jeszcze dokładnie zostanie objaśnione. Kołki stykowe 70, 72 i elementy ekranowania w postaci powierzchni ekranujących 74, 76 żeber 78 mogą stanowić części wkładu, który daje się wkładać do garnkowego wybrania 68 i jest trzymany przez pierścień czołowy 80, który jest za pomocą śrub 82 przymocowany do korpusu izolacyjnego 50. Pierścień czołowy 80 jest zaopatrzony w stożkowe powierzchnie centrujące 83, 84, które ułatwiają wprowadzanie mającego postać części wtykowej pierwszego nośnika 40 styków do mającego postać części tulejowej drugiego nośnika 44 styków.

Nośnik 40 styków jest na swym tylnym końcu połączony z cylindryczną puszką 86, która zamknięta jest dnem 88 i mieści w sobie części trzpieniowe elementów stykowych 58 z wyprowadzeniami w postaci końcówek przyłączeniowych 66. Pierwszy nośnik 40 styków jest przy tym poprzez trzpienie 89 połączony bezpośrednio z dnem 88 puszki. Trzpienie 89 przechodzą przez korpus izolacyjny 50 w nie przedstawiony sposób aż do położonej pod pierścieniem czołowym 80 powierzchni końcowej korpusu izolacyjnego 50, tak że połączenie pomiędzy pierwszym nośnikiem 40 styków i dnem 88 puszki może być rozłączone od przodu. Płaszcz boczny puszki nośnika 40 styków jest także połączony z dnem 88 za pomocą również dostępnych od przodu, nie przedstawionych śrub i może dlatego być wyciągany do przodu. Ułatwia to dostęp do wyprowadzeń w postaci końcówek przyłączeniowych 66 elementów stykowych 58.

Tłoczysko 38 jest połączone sztywno z dnem 88 puszki. Tłoczysko 38 ma kształt rury z centralnym kanałem 90, przez który może być przeprowadzony nie przedstawiony kabel, który zawiera żyły do łączenia z końcówkami przyłączeniowymi 66. Tłoczysko 38 jest ponadto połączone nieruchomo z tłokiem 92, który jest prowadzony przesuwnie w cylindrze stanowiącym urządzenie nastawcze 36. Cylinder ten ma postać cylindra podwójnego działania, który może być połączony ze schematycznie zaznaczonymi przewodami pneumatycznymi 94, aby przesuwać tłok 92 i tym samym pierwszy nośnik 40 styków tam i z powrotem w kierunku podwójnej strzałki B. Zewnętrzny koniec tłoczyska 38 może być chroniony przez nie przedstawiony mieszek. Jak można zauważyć, poruszane części urządzenia nastawczego są położone wewnątrz pierwszej obudowy 14 nośnika styków i sztywno z nią połączonego urządzenia nastawczego 36 w postaci cylindra i dlatego są zabezpieczone przed oddziaływaniem z zewnątrz. Dzięki temu uzyskuje się bardzo zwartą i mocną konstrukcję złącza.

Puszka 86 nośnika styków ma na swej powierzchni zewnętrznej pierścień ślizgowy 96, za pomocą którego jest ona prowadzona suwliwie po powierzchni wewnętrznej ścianki 16 obudowy.

Przedstawiony na fig. 4 drugi nośnik 44 styków ma postać części tulejowej z korpusem izolacyjnym 98, który ma wybranie 100 o kształcie garnka. W cylindrycznej wewnętrznej ściance obwodowej 102 wybrania 100 są umieszczone z takimi samymi odstępami obwodowymi drugie elementy stykowe 104, które mają stałe powierzchnie stykowe 106 w postaci ścieżek stykowych. Elementy stykowe 104 są przedstawione na fig. 6. Nieruchome ścieżki stykowe 106 są połączone z cylindryczną częścią trzpieniową 108, na której swobodnym końcu znajduje się każdorazowo wyprowadzenie przyłączeniowe 110. Elementy stykowe 104 są włożone w nie przedstawione wybrania w korpusie izolacyjnym 98.

Korpus izolacyjny 98 składa się z pierścienia 112, który na swojej tylnej stronie jest zamknięty przez dno 114. Na zwróconej do pierścienia 112 stronie dna 114 znajduje się cylindryczny cokół 116, w którym są umieszczone wtykowe przeciwelementy stykowe w postaci gniazd wtykowych 118, 120, komplementarnych względem kołków wtykowych 70 i 72 pierwszego nośnika 40 styków. Cokół 116 jest podzielony przez przebiegające promieniowo szczeliny 122 i cylindryczną pierścieniową szczelinę 124. Szczeliny 122 i 124 służą do przyjmowania żeber 78 względnie ekranowania z powierzchnią ekranującą 76, gdy pierwszy nośnik 40 styków jest wkładany do drugiego nośnika 44 styków. Gniazda wtykowe, 118 mają rozszerzone na kształt lejka powierzchnie naprowadzające 126, które ułatwiają wprowadzanie wtykowych kołków stykowych 70 do gniazd wtykowych 118.

PL 205 043 B1

Drugi nośnik 44 styków jest osadzony w drugiej obudowie 42 nośnika styków przesuwnie z luzem promieniowym na równolegle do osi skierowanych trzpieniach 128 i naprężony wstępnie przez sprężyny 130 w kierunku strzałki C. Na fig. 2 przedstawiono tylko jeden trzpień 128 i tylko jedną sprężynę 130. Trzpienie 128 mają promieniowy luz w korpusie izolacyjnym 98 drugiego nośnika 44 styków, tak że drugi nośnik 44 styków może kompensować odchyłki promieniowe.

Pierścień 112 korpusu izolacyjnego 98 ma na swym swobodnym brzegu powierzchnię stożkową 132, która ma za zadanie przylegać do komplementarnej powierzchni stożkowej 134 drugiej obudowy 42 nośnika styków, jak to jest przedstawione na fig. 2. Przez te powierzchnie stożkowe 132 i 134 jest automatycznie centrowany drugi nośnik 44 styków, gdy jest on dociskany przez sprężyny 130 do powierzchni stożkowej 134 stanowiącej powierzchnię przylegania.

Tylny kołnierz 20 drugiej obudowy 42 nośnika styków ma otwór 136, przez który może być wprowadzany do wnętrza obudowy kabel z żyłami dającymi się przyłączać do drugich elementów stykowych 104 i gniazd wtykowych 118 i 120.

Części 10 i 12 złącza są tak przymocowane do nie przedstawionych główek sprzęgu mechanicznego, że wystają one nieznacznie w kierunku łączenia poza daną główkę sprzęgu. Gdy główki sprzęgu są przemieszczane ku sobie w kierunku łączenia, wówczas wskutek tego jest zapewniane to, że płyty czołowe części 10 i 12 złącza wchodzą w styk ze sobą, przy czym środki centrujące w postaci czopów centrujących 46 i tulejek centrujących 48 na kołnierzach 18 obudowy wchodzą ze sobą w przypór, tak że obudowy pierwsza 14 i druga 42 nośników styków są ustawione wzajemnie współosiowo. Może być zastosowany nie przedstawiony czujnik, który sygnalizuje, gdy płyty czołowe przylegają do siebie i czopy centrujące 46 oraz tulejki centrujące 48 są w przyporze ze sobą. Zależnie od sygnału czujnika są wówczas otwierane zamykające zasuwy 32 w obu obudowach 14 i 42 nośników styków. Następnie za pomocą urządzenia nastawczego 36 w postaci cylindra pneumatycznego pierwszy nośnik 40 styków jest wysuwany na fig. 2 w prawo z pierwszej obudowy 14 nośnika styków i wsuwany w drugi nośnik 44 styków. Oba nośniki 40, 44 styków są względem siebie równo ustawiane przez różne wspomniane powierzchnie centrujące, tak że każdy kołek stykowy 70 i 72 jest wprowadzany w przynależne gniazdo wtykowe 118 względnie 120, bez istnienia zagrożenia, że kołki te ustawią się ukośnie. Jednocześnie sprężyny stykowe 64 pierwszych elementów stykowych 58 ślizgają się na ścieżkach stykowych drugich elementów stykowych 104, wskutek czego powierzchnie stykowe są czyszczone. Gdy pierwszy nośnik 40 styków osiąga swoje położenie końcowe w drugim nośniku 44 styków, to może to być sygnalizowane za pomocą dalszego, nie przedstawionego czujnika, na przykład wyłącznika krańcowego. W tym położeniu utworzona na puszce 86 nośnika styków powierzchnia pierścieniowa 138 przylega do komplementarnej powierzchni pierścieniowej 140 drugiej obudowy 42 nośnika styków. Jednocześnie umieszczona w puszce 86 nośnika styków uszczelka pierścieniowa 142, na przykład pierścień uszczelniający o przekroju okrągłym typu O-Ring, poprzez swoje przyleganie do cylindrycznej powierzchni pierścieniowej 144 drugiej obudowy 42 nośnika styków uszczelnia dostęp do wnętrza tej obudowy.

W tym położeniu pierwszy nośnik 40 styków zostaje zablokowany w drugiej obudowie 42 nośnika styków. Przy tym na przednim kołnierzu 18 drugiej obudowy 42 nośnika styków jest umieszczony co najmniej jeden, na fig. 1 przedstawiony linią kreskową, elektromagnes 146, który przesuwa promieniowo element blokujący 148 w postaci trzpienia blokującego, tak że może on wchodzić w wybranie 150 utworzone w ściance puszki 86 nośnika styków. Na fig. 2 to wybranie 150 jest pokazane w położeniu obróconym o 90°. Zamiast elektromagnesu 146 z trzpieniem 148 lub podobnej kształtowej, uruchamianej sygnałem blokady, może być przewidziana blokada sprężysta, kształtowa, otwierająca się przy przekroczeniu wartości progowej, która przykładowo może być utworzona z przytrzymywacza kulkowego z kulką obciążona sprężyną lub sprężyny irysowej.

Dla uniknięcia uszkodzenia złącza elektrostykowego przy niezamierzonym otwarciu sprzęgu mechanicznego, opisane powyżej urządzenie blokujące może być tak ukształtowane, że przy przekroczeniu zadanej siły ciągnącej, która odciąga od siebie obie części 10 i 12 złącza, blokada ustępuje. W sprężystej blokadzie kształtowej wartość progowa może być określona przez odpowiedni dobór elementów sprężystych. Blokada kształtowa może być również tak ukształtowana, że otwiera się samoczynnie przy z góry zadanej sile ciągnącej. Przy tym na trzpieniu blokującym znajduje się powierzchnia pochyła, przez którą trzpień jest w sposób wymuszony cofany do jego położenia zwolnienia, gdy osiowa siła ciągnąca przekroczy zadaną z góry wartość. Dodatkowo przy tym w opisanej blokadzie z przestawnym promieniowo trzpieniem trzpień ten może być wyposażony w miejsce zadanego pękania.

PL 205 043 B1

Opisane powyżej złącze elektrostykowe składa się z części łatwych do wykonywania i do montowania. Obudowy nośników styków, które całkowicie zamykają elementy stykowe, mogą być niezawodnie chronione przed wnikaniem brudu i wilgoci, ponieważ otwierają się one tylko wówczas, gdy płyty czołowe 28 obu części 10 i 12 złącza przylegają do siebie i tym samym brud i wilgoć nie mogą wnikać do przestrzeni wewnętrznej obudowy nośnika styków. Zestyki cierne zapewniają niezawodny styk. Ponieważ nośniki styków same wchodzą w siebie wzajemnie, więc elementy stykowe nie są obciążane przy doprowadzaniu do styku. Mogą one oczyszczać się samoczynnie. Wielkopowierzchniowe centrowanie wchodzących w siebie wzajemnie nośników styków gwarantuje to, że także kołki stykowe w pierwszym nośniku styków mogą wchodzić bez promieniowego obciążenia do przynależnych gniazd wtykowych w drugim nośniku styków. Zdolność osiowego odchylania drugiego nośnika styków i jego luz pionowy umożliwiają kompensowanie względnych ruchów osiowych i promieniowych obudów nośników styków. W pewnym zakresie sprężyste zamocowanie obu części 10 i 12 złącza do przynależnych główek sprzęgu mechanicznego umożliwia kompensowanie ruchów sprzęgu mechanicznego. Nie jest konieczna zdolność przemieszczania się obudów nośników styków na główkach sprzęgu mechanicznego. Opisane powyżej złącze elektrostykowe daje się nie tylko łatwo montować, lecz także łatwo konserwować.

Claims (33)

1. Złącze elektrostykowe, zawierające pierwszą obudowę nośnika styków, mieszczącą pierwszy nośnik styków dla pierwszych elementów stykowych, i drugą obudowę nośnika styków, mieszczącą drugi nośnik styków dla drugich elementów stykowych, przy czym pierwsze i drugie elementy stykowe przy łączeniu wchodzą w styk elektryczny wzajemnie ze sobą, zaś pierwszy i drugi nośnik styków mają kształt obrotowo-symetryczny względem osi złącza elektrostykowego, przy czym pierwszy nośnik styków ma postać części wtykowej z cylindryczną zewnętrzną powierzchnią obwodową, na której są umieszczone tworzące pierwsze elementy stykowe pierwsze cierne elementy stykowe, a drugi nośnik styków ma postać części tulejowej, która jest przeznaczona do przyjmowania części wtykowej i ma cylindryczną wewnętrzną powierzchnię obwodową, na której są umieszczone tworzące drugie elementy stykowe drugie cierne elementy stykowe, znamienne tym, że pierwszy nośnik (40) styków na swej stronie odwrotnej względem drugiego nośnika (44) styków jest połączony z puszką (86) nośnika styków mieszczącej w sobie końcówki przyłączeniowe (66) pierwszych elementów stykowych (58), której dno (88) jest połączone z tłoczyskiem (38) pneumatycznego urządzenia nastawczego (36), które ma uchodzący do puszki (86) nośnika styków, przebiegający osiowo kanał kablowy (90).

2. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza obudowa (14) nośnika styków jest zamocowana na pierwszej główce sprzęgu, a druga obudowa (42) jest zamocowana na drugiej główce sprzęgu automatycznego sprzęgu mechanicznego dla pojazdów, zwłaszcza dla pojazdów szynowych.

3. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że jeden z pierwszych i drugich ciernych elementów stykowych (58, 104) mają nieruchome powierzchnie stykowe (106), zaś drugie cierne elementy stykowe (58) mają sprężyny stykowe (64) przeznaczone do przylegania do nieruchomych powierzchni stykowych.

4. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwszy nośnik (40) styków jest przestawny osiowo za pomocą urządzenia nastawczego (36).

5. Złącze według zastrz. 4, znamienne tym, że pierwszy nośnik (40) styków jest połączony z tłoczyskiem (38) cylindra pneumatycznego podwójnego działania stanowiącego urządzenie nastawcze (36).

6. Złącze według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że drugi nośnik (44) styków jest osadzony osiowo sprężyście i jest wstępnie naprężony w kierunku łączenia.

7. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że nośniki (40, 44) styków są osadzone nieobrotowo za pomocą prowadzeń trzpieniowo-rowkowych, każdy w swojej obudowie (14 lub 42) nośnika styków.

8. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwszy nośnik (40) styków na swej stronie zwróconej do drugiego nośnika (44) styków ma cylindryczne wybranie (68) o kształcie garnka, w którym są umieszczone wtykowe elementy stykowe, które są przeznaczone do współpracy z wtykowymi przeciwelementami stykowymi w drugim nośniku (44) styków.

9. Złącze według zastrz. 8, znamienne tym, że wtykowe elementy stykowe mają postać kołków stykowych (70, 72), a przeciwelementy stykowe mają postać gniazd wtykowych (118, 120).

PL 205 043 B1

10. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że w tworzących nośniki (40, 44) styków części wtykowej i części tulejowej są utworzone powierzchnie centrujące przeznaczone do wzajemnej współpracy.

11. Złącze według zastrz. 8 albo 10, znamienne tym, że w wybraniu (68) pierwszego nośnika (40) styków są umieszczone elementy centrujące.

12. Złącze według zastrz. 11, znamienne tym, że elementy centrujące mają postać wykonanych z materiału przewodzącego elektryczność żeber (78), które rozciągają się pomiędzy wtykowymi elementami stykowymi i które przy sprzęganiu wchodzą w komplementarne wybrania (122) w drugim nośniku (44) styków.

13. Złącze według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że wtykowe elementy stykowe osobno lub w grupach są otoczone ekranowaniem elektrycznym, korzystnie w postaci powierzchni ekranujących (74, 76) i żeber (78).

14. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że w pierwszym nośniku (40) styków lub puszce (86) nośnika styków utworzona jest powierzchnia uszczelniająca (138, 142) przeznaczona do przylegania do drugiej obudowy (42) nośnika styków.

15. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że drugi nośnik (44) styków jest ruchomy wzdłuż osi i jest osadzony z luzem promieniowym w drugiej obudowie (42) nośnika styków, ma na swym brzegu zewnętrznym zwróconym do pierwszego nośnika (40) styków centrującą powierzchnię stożkową (132), która przeznaczona jest do przylegania do komplementarnej oporowej powierzchni stożkowej (134) drugiej obudowy (42) nośnika styków, i jest przez elementy sprężyste wstępnie naprężony w kierunku do powierzchni oporowej (134).

16. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowy (14, 42) nośników styków są zaopatrzone w mechaniczne środki centrujące (46, 48), które podczas procesu łączenia wchodzą ze sobą w przypór.

17. Złącze według zastrz. 16, znamienne tym, że środkom centrującym (46, 48) przyporządkowany jest nadajnik sygnałów, który reaguje na wzajemny przypór środków centrujących (46, 48).

18. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej jedna z obudów (14, 42) nośników styków jest za pośrednictwem sprężystych elementów mocujących (24, 26) mocowana na danej główce sprzęgu.

19. Złącze według zastrz. 18, znamienne tym, że elementy mocujące (24, 26) są tak rozmieszczone, że obudowy (14, 42) nośników styków nieznacznie wystają w kierunku łączenia poza daną główkę sprzęgu mechanicznego.

20. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że otwory złączowe (34) obudów (14, 42) nośników styków każdorazowo są zamykane za pomocą sterowalnego zamknięcia (32).

21. Złącze według zastrz. 20, znamienne tym, że zamknięcie (32) zawiera co najmniej jedną, przestawną poprzecznie do osi łączenia płytę zamykającą (23).

22. Złącze według zastrz. 20 albo 21, znamienne tym, że zamknięcie (32) jest sterowane w zależności od przebiegu łączenia tak, że jest otwierane dopiero wówczas, gdy obie obudowy nośników przylegają do siebie i jest zamykane zanim obie obudowy nośników styków ulegną rozdzieleniu.

23. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że nośniki (40, 44) styków w stanie złączenia są blokowane wzajemnie ze sobą.

24. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwszy nośnik (40) styków jest blokowany z drugą obudową (42) nośnika styków.

25 Złącze według zastrz. 23 albo 24, znamienne tym, że w jednej z przeznaczonych do wzajemnego blokowania części umieszczony jest co najmniej jeden nastawny promieniowo element blokujący (148), który przeznaczony jest do zahaczania w przyporządkowanym mu wybraniu (150) w każdorazowo drugiej części.

26. Złącze według zastrz. 25, znamienne tym, że element blokujący (148) stanowi trzpień nastawialny za pomocą elektromagnesu (146).

27. Złącze według zastrz. 23 albo 24, znamienne tym, że blokowanie odbywa się za pomocą co najmniej jednego elementu zatrzaskowego.

28. Złącze według zastrz. 25 albo 27, znamienne tym, że element blokujący (148) lub zatrzaskowy jest umieszczony w drugiej obudowie (42) nośnika styków.

29. Złącze według zastrz. 25 albo 27, znamienne tym, że element blokujący (148) lub zatrzaskowy jest umieszczony w części tulejowej.

PL 205 043 B1

30. Złącze według zastrz. 25, znamienne tym, że element blokujący (148) lub zatrzaskowy jest tak ukształtowany, że przy sile ciągnącej działającej na wzajemnie zablokowane części przekraczającej określoną wartość progową blokada zostaje zwolniona.

31. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera czujnik, który kontroluje i reguluje całkowite wsunięcie nośnika (40) styków w postaci części wtykowej w nośnik (44) styków stanowiący część tulejową.

32. Złącze według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że przemieszczane części (38, 92) urządzenia nastawczego (36) co najmniej w dużej części są umieszczone w pierwszej obudowie nośnika styków lub w sztywno z nią połączonej obudowie.

33. Złącze według zastrz. 4 albo 5, albo 20, znamienne tym, że urządzenie nastawcze (36) w stanie złączenia jest przełączalne w położenie ruchu swobodnego, w którym pierwszy nośnik (40) styków swobodnie porusza się wzdłuż osi względem pierwszej obudowy (14) nośnika styków.