WO2019042613A1 - Plug-connection monitoring device and electrical train coupling - Google Patents

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WO2019042613A1
WO2019042613A1 PCT/EP2018/065755 EP2018065755W WO2019042613A1 WO 2019042613 A1 WO2019042613 A1 WO 2019042613A1 EP 2018065755 W EP2018065755 W EP 2018065755W WO 2019042613 A1 WO2019042613 A1 WO 2019042613A1
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coupling
actuator
monitoring device
transducer
centering
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PCT/EP2018/065755
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Inventor
Matthias Homann
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Voith Patent Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6683—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in sensor

Definitions

  • the present invention relates generally to a
  • Plug connection monitoring device and in particular an electric traction coupling with such a connector monitoring device.
  • Plug-in monitoring devices are particularly known in the field of charging connectors for electric vehicles, because due to the large charging currents an improperly executed connector or when disconnecting such a connector is the risk of electric shock or overvoltage damage or AbschaltstromMden.
  • the monitoring of connectors with sensors is also known in other applications.
  • US 2004/0036273 A1 discloses in general a coupling monitoring between two components with which a pressure line, liquid line, electrical signal line or vacuum line is produced.
  • Plug connection monitoring devices are disclosed, for example, in DE 10 2015 015 999 A1, DE 10 2014 217 696 A1 and DE 20 2008 009 929 U1.
  • the said connector monitoring devices have in common that they comprise an actuator or encoder and a proximity sensor, for example in the form of a Hall sensor or magnetic detector.
  • a proximity sensor for example in the form of a Hall sensor or magnetic detector.
  • the locking bolt solution is susceptible to interference, namely, when the locking bolt does not reliably slide into the recess in the connector after a certain period of use, whereas in the embodiments with detection of an approximation of the two Coupling halves in the direction of insertion can not be ruled out sure that a properly connected plug state is erroneously detected when the two coupling halves offset in the radial direction to each other, that is not completely centered to each other are positioned.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a connector monitoring device and an electric traction coupling with such a connector monitoring device, which the do not have the aforementioned disadvantages.
  • the object of the invention is achieved by a
  • Plug connection monitoring device with the features of claim 1 solved.
  • particularly advantageous embodiments and an electric traction coupling are provided with such a connector monitoring device.
  • a plug connection monitoring device has an actuator associated with a first coupling half and a pickup associated with a second coupling half.
  • the actuator and the transducer together form a non-contact capacitive, inductive, magnetic or optical sensor.
  • the actuator or the transducer is provided on or in a centering pin and the respective other component, that is, the transducer when the actuator is provided on or in the centering pin, and the actuator when the sensor is provided on or in the centering pin is provided in a centering bushing surrounding the centering pin.
  • the picker includes a photoelectric barrier and the actuator includes an opaque element that may be formed by the centering pin itself.
  • the actuator and the susceptor form a magnetic sensor
  • the actuator comprises at least one magnet or ferromagnetic material, and the susceptor is configured to detect a magnetic field strength, magnetic field orientation, and / or changes in magnetic field strength and / or magnetic field orientation.
  • the transducer may also include a reed switch, which is switched by a magnet of the actuator.
  • the pickup is adapted to detect an induction voltage or an induction current.
  • the sensor may, for example, have a Hall sensor.
  • the actuator comprises at least one permanent magnet.
  • the centering pin has, in order to fulfill together with the surrounding centering bushing a centering function when coupling the two coupling halves, a front end and a rear end.
  • the front end is when inserting the centering pin in the centering, when the two coupling halves are coupled together, the leading end and the rear end is the following end.
  • the actuator is positioned in the region of the front, that is, the end of the insertion of the centering pin.
  • the transducer may be provided in accordance with the further inner region of the centering, said further inner region in the coupled state of the two coupling halves, the front end of the centering pin, in particular laterally or radially, directly opposite.
  • the connector monitoring device continuously or intermittently signals to a higher-level system the current state of the clutch.
  • the evaluation of the result is preferably carried out via an electronic control device, such as microcontroller or ASIC, and may be provided in a housing of the transducer or outside of this.
  • the data exchange with a higher-level controller can take place, for example, via a suitable interface, for example CAN, with a suitable protocol, for example CANopen.
  • a connector monitoring device makes it possible to selectively effect preventive maintenance if a deteriorated clutch state is detected.
  • a connector according to the invention has a first coupling half and a second coupling half, as well as a
  • the first coupling half comprises the centering pin with the actuator and the second coupling half comprises the centering bushing with the pickup.
  • the first coupling half comprises at least a first electrical connection and the second coupling half comprises at least one second electrical connection.
  • the one or more electrical connections of the first coupling half are electrically contacted with the one or more electrical connections of the second coupling half by coupling the two coupling halves.
  • the electric traction coupling further comprises a connector monitoring device of the type shown, wherein also here the first coupling half comprises the centering pin with the actuator and the second coupling half the centering bushing with the transducer.
  • the electric traction coupling is designed as a semi-automatic coupling, which allows automatic coupling of the two coupling halves and a manual release of the two coupling halves.
  • the electric traction coupling is designed as a fully automatic coupling, which allows automatic coupling and automatic release of the two coupling halves.
  • an automatic traction coupling with both a mechanical clutch for transmitting tensile and / or compressive forces between two tension members and with an electric traction coupling according to the illustrated type is provided.
  • the two train parts are, for example, cars without their own drive or a car without its own drive and a railcar or two railcars, each with its own drive.
  • FIG. 1 schematically shows an electric traction coupling with a first coupling half 10 and a second coupling half 11.
  • the first coupling half 10 has a number of first electrical connections 12 and the second coupling half 1 1 has a number of second electrical connections 13.
  • the first electrical terminals 12 are electrically contacted with the second electrical terminals 13 to transmit electrical signals and / or for an electrical power supply.
  • an actuator 1 is provided on the first coupling half 10 and a sensor 2 is provided on the second coupling half 11.
  • the actuator 1 is positioned in a centering pin 3 and the pickup 2 is positioned in a centering bush 4 surrounding the centering pin 3.
  • the centering pin 3 and the opposite centering bushing 4 are pushed into each other during coupling of the two coupling halves 10, 1 1 and thereby cause an alignment of the two coupling halves 10, 1 1 in a desired centered position to each other.
  • the pickup 2, which is positioned, for example, in a pickup 14, which also receives an electronic control device 15 detects a signal or a signal change triggered by the positioning of the actuator 1 .
  • the centering pin 3 serves, so to speak, as an encoder for the pickup 2 and has, for example, a ferromagnetic material or a magnet 5, in particular, as shown, a permanent magnet 7.
  • the pickup 2 can detect, for example, the magnetic field strength, if it is designed, for example, as a Hall sensor, or a magnetic field alignment, if he for example, designed as a magnetoresistive sensor.
  • the evaluation of the detection result of the pickup 2 is preferably carried out via the electronic control device 15, which can communicate via a suitable interface with a suitable protocol, for example with a higher-level control.
  • the pick-up 2 comprises a reed switch 6, which is accordingly closed or opened when the magnet 5 is in the opposite position.
  • the actuator 1 and the pickup 2 can also form an optical sensor, for example with a light barrier 16, as shown schematically.
  • the actuator 1 can be formed by the material of the centering pin 3 or by the centering pin 3 itself.
  • the centering pin 3 has a front end 8 and a rear end 9.
  • the actuator 1 is positioned in the region of the front end 8.
  • the pickup 2 not only detects whether the centering pin 3 has largely been pushed into its end position within the centering bush 4, but also detects a deviation from this predetermined end position such that the extent of the deviation can be evaluated. This can already be intervened before the electric traction coupling no longer sufficiently electrically couples. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

The invention relates to a plug-connection monitoring device, comprising an actuator associated with a first coupling half and a detector associated with a second coupling half, the actuator and the detector together forming a contactless capacitive, inductive, magnetic or optical sensor. The plug-connection monitoring device according to the invention is characterized in that the actuator or the detector is provided on or in a centering pin and the other component, the detector or the actuator, is provided in a centering bush surrounding the centering pin.

Description

Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung und Elektrozugkupplung  Connector monitoring device and electric traction coupling
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eineThe present invention relates generally to a
Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung und insbesondere eine Elektrozugkupplung mit einer solchen Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung. Plug connection monitoring device and in particular an electric traction coupling with such a connector monitoring device.
Steckverbindungsüberwachungsvorrichtungen sind besonders auf dem Gebiet von Ladesteckern für Elektrofahrzeuge bekannt, weil aufgrund der großen Ladeströme eine nicht ordnungsgemäß ausgeführte Steckverbindung oder beim Trennen einer solchen Steckverbindung die Gefahr von Stromschlägen oder Überspannungsschäden beziehungsweise Abschaltstromschäden besteht. Jedoch ist die Überwachung von Steckverbindungen mit Sensoren auch bei anderen Anwendungsfällen bekannt. Beispielsweise offenbart US 2004/0036273 A1 ganz allgemein eine Kupplungsüberwachung zwischen zwei Bauteilen, mit denen eine Druckleitung, Flüssigkeitsleitung, elektrische Signalleitung oder Vakuumleitung hergestellt wird. Plug-in monitoring devices are particularly known in the field of charging connectors for electric vehicles, because due to the large charging currents an improperly executed connector or when disconnecting such a connector is the risk of electric shock or overvoltage damage or Abschaltstromschäden. However, the monitoring of connectors with sensors is also known in other applications. For example, US 2004/0036273 A1 discloses in general a coupling monitoring between two components with which a pressure line, liquid line, electrical signal line or vacuum line is produced.
Ladestecker für Elektrofahrzeuge mit einerCharging plug for electric vehicles with one
Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung werden beispielsweise in DE 10 2015 015 999 A1 , DE 10 2014 217 696 A1 und DE 20 2008 009 929 U1 offenbart. Plug connection monitoring devices are disclosed, for example, in DE 10 2015 015 999 A1, DE 10 2014 217 696 A1 and DE 20 2008 009 929 U1.
Den genannten Steckverbindungsüberwachungsvorrichtungen ist gemein, dass diese einen Aktuator oder Geber und einen Näherungssensor, beispielsweise in Form eines Hall-Sensors oder Magnetdetektors umfassen. Durch Bewegen des Aktuators oder Gebers auf den Sensor zu kann eine Annäherung beider Kupplungshälften zur Herstellung der Steckverbindung erfasst werden und aus einer vom Sensor erfassten Signalstärke oder aus einem entsprechend erfassten Signalverlauf kann erfasst werden, ob sich die beiden Kupplungshälften der Steckverbindung soweit aneinander angenähert haben, dass von einem ordnungsgemäßen Kuppelzustand ausgegangen werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß DE 10 2014 217 696 A1 wird anstelle zur erfassten Näherung der beiden Kupplungshälften in der Steckrichtung ein Einrasten eines Verriegelungsbolzens seitlich in den Ladestecker mit einem Magnetfelddetektor erfasst und daraus geschlossen, dass der Stecker ordnungsgemäß in die Steckdose gesteckt wurde. The said connector monitoring devices have in common that they comprise an actuator or encoder and a proximity sensor, for example in the form of a Hall sensor or magnetic detector. By moving the actuator or encoder on the sensor to an approximation of both coupling halves can be detected for producing the connector and from a detected signal from the sensor signal strength or from a corresponding detected waveform can be detected whether the two coupling halves of the connector have approached as far as that a proper coupling state can be assumed. In the Embodiment according to DE 10 2014 217 696 A1, instead of the detected approximation of the two coupling halves in the insertion direction, a locking of a locking bolt laterally detected in the charging plug with a magnetic field detector and concluded that the plug was properly inserted into the socket.
Bei den dargestellten Ausführungsformen besteht in der Praxis das Problem, dass die Lösung mit dem Verriegelungsbolzen anfällig für Störungen ist, wenn nämlich der Verriegelungsbolzen nach einiger Gebrauchszeit nicht mehr zuverlässig in die Aussparung in den Stecker gleitet, während bei den Ausführungsformen mit Erfassung einer Näherung der beiden Kupplungshälften in der Steckrichtung nicht sicher ausgeschlossen werden kann, dass fälschlicherweise ein ordnungsgemäß verbundener Steckzustand erfasst wird, wenn die beiden Kupplungshälften in Radialrichtung versetzt zueinander, das heißt nicht vollständig zentriert zueinander positioniert sind. In the illustrated embodiments, there is a problem in practice that the locking bolt solution is susceptible to interference, namely, when the locking bolt does not reliably slide into the recess in the connector after a certain period of use, whereas in the embodiments with detection of an approximation of the two Coupling halves in the direction of insertion can not be ruled out sure that a properly connected plug state is erroneously detected when the two coupling halves offset in the radial direction to each other, that is not completely centered to each other are positioned.
Bei Elektrozugkupplungen, insbesondere automatischen Elektrozugkupplungen, wie sie die vorliegende Erfindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft, ist ferner bekannt, einen ordnungsgemäß mechanisch gekuppelten Zustand der beiden Kupplungshälften dadurch zu erfassen, dass zwei elektrische Kontakte in einer Kupplungshälfte durch eine elektrische Brücke in der anderen Kupplungshälfte miteinander verbunden werden. Die daraus gewonnene Information zeigt aber nur an, dass diese beiden Kontakte miteinander elektrisch verbunden sind. Es gibt keine Information über die Güte der mechanischen Verbindung der Kupplungshälften und somit auch keine Information über die Güte der elektrischen Verbindung. In Elektrozugkupplungen, in particular automatic Elektrozugkupplungen, as the present invention relates to a preferred embodiment, it is also known to detect a properly mechanically coupled state of the two coupling halves in that two electrical contacts in a coupling half by an electrical bridge in the other coupling half with each other get connected. However, the information obtained from it only indicates that these two contacts are electrically connected to each other. There is no information about the quality of the mechanical connection of the coupling halves and thus no information about the quality of the electrical connection.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung sowie eine Elektrozugkupplung mit einer solchen Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung anzugeben, welche die zuvor genannten Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere soll mit der Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung festgestellt werden können, ob die mechanische Verbindung zweier Kupplungshälften nicht nur hergestellt ist, sondern ob die mechanische Verbindung ausreichend ist, um eine zuverlässige elektrische Verbindung zu gewährleisten. The present invention is therefore an object of the invention to provide a connector monitoring device and an electric traction coupling with such a connector monitoring device, which the do not have the aforementioned disadvantages. In particular, should be able to determine with the connector monitoring device, whether the mechanical connection of two coupling halves is not only made, but whether the mechanical connection is sufficient to ensure a reliable electrical connection.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eineThe object of the invention is achieved by a
Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sowie eine Elektrozugkupplung mit einer solchen Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung angegeben. Plug connection monitoring device with the features of claim 1 solved. In the dependent claims particularly advantageous embodiments and an electric traction coupling are provided with such a connector monitoring device.
Eine erfindungsgemäße Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung weist einen einer ersten Kupplungshälfte zugeordneten Aktuator und einen einer zweiten Kupplungshälfte zugeordneten Aufnehmer auf. Der Aktuator und der Aufnehmer bilden zusammen einen berührungslosen kapazitiven, induktiven, magnetischen oder optischen Sensor aus. A plug connection monitoring device according to the invention has an actuator associated with a first coupling half and a pickup associated with a second coupling half. The actuator and the transducer together form a non-contact capacitive, inductive, magnetic or optical sensor.
Erfindungsgemäß ist der Aktuator oder der Aufnehmer auf oder in einem Zentrierstift vorgesehen und das jeweils andere Bauteil, also der Aufnehmer, wenn der Aktuator auf oder in dem Zentrierstift vorgesehen ist, und der Aktuator, wenn der Aufnehmer auf oder in dem Zentrierstift vorgesehen ist, ist in einer den Zentrierstift umgebenden Zentrierbuchse vorgesehen. Wenn der Aktuator und der Aufnehmer einen optischen Sensor ausbilden, umfasst der Aufnehmer beispielsweise eine Lichtschranke und der Aktuator umfasst ein lichtundurchlässiges Element, das durch den Zentrierstift selbst gebildet werden kann. Wenn der Aktuator und der Aufnehmer einen magnetischen Sensor ausbilden, umfasst der Aktuator wenigstens einen Magneten oder einen ferromagnetischen Werkstoff und der Aufnehmer ist eingerichtet, eine Magnetfeldstärke, eine Magnetfeldausrichtung und/oder Änderungen einer Magnetfeldstärke und/oder Magnetfeldausrichtung zu erfassen. According to the invention, the actuator or the transducer is provided on or in a centering pin and the respective other component, that is, the transducer when the actuator is provided on or in the centering pin, and the actuator when the sensor is provided on or in the centering pin is provided in a centering bushing surrounding the centering pin. For example, when the actuator and the picker form an optical sensor, the picker includes a photoelectric barrier and the actuator includes an opaque element that may be formed by the centering pin itself. When the actuator and the susceptor form a magnetic sensor, the actuator comprises at least one magnet or ferromagnetic material, and the susceptor is configured to detect a magnetic field strength, magnetic field orientation, and / or changes in magnetic field strength and / or magnetic field orientation.
Der Aufnehmer kann auch einen Reed-Schalter umfassen, der durch einen Magneten des Aktuators geschaltet wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Aufnehmer eingerichtet, eine Induktionsspannung oder eine Induktionsstromstärke zu erfassen. The transducer may also include a reed switch, which is switched by a magnet of the actuator. According to one embodiment of the invention, the pickup is adapted to detect an induction voltage or an induction current.
Der Aufnehmer kann beispielsweise einen Hall-Sensor aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Aktuator wenigstens einen Dauermagneten. The sensor may, for example, have a Hall sensor. According to one embodiment, the actuator comprises at least one permanent magnet.
Der Zentrierstift weist, um zusammen mit der umgebenden Zentrierbuchse eine Zentrierfunktion beim Kuppeln der beiden Kupplungshälften zu erfüllen, ein vorderes Ende und ein hinteres Ende auf. Das vordere Ende ist beim Einschieben des Zentrierstiftes in die Zentrierbuchse, wenn die beiden Kupplungshälften miteinander gekuppelt werden, das führende Ende und das hintere Ende ist das folgende Ende. Bevorzugt ist der Aktuator im Bereich des vorderen, das heißt des beim Einschieben des Zentrierstiftes führenden Endes positioniert. Insbesondere kann dann der Aufnehmer im entsprechend weiter innen liegenden Bereich der Zentrierbuchse vorgesehen sein, wobei dieser weiter innen liegende Bereich im gekuppelten Zustand der beiden Kupplungshälften dem vorderen Ende des Zentrierstiftes, insbesondere seitlich oder radial, unmittelbar gegenüberliegt. Dadurch, dass das Ausrichten der beiden Kupplungshälften zueinander über den Zentrierstift und die Zentrierbuchse erfolgt und zugleich der berührungslose Sensor, der durch den Aktuator und den Aufnehmer gebildet wird, in diese Zentriereinrichtung integriert ist, wird nur dann ein eingekuppelter Zustand der beiden Kupplungshälften als ordnungsgemäß erfasst, wenn die beiden Kupplungshälften nicht nur ineinander gesteckt, sondern auch zueinander zentriert sind. Gleichzeitig ist der Sensor geschützt vor Umwelteinflüssen positioniert und die Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung ist universell bei verschiedenen Kupplungstypen einsetzbar, ohne die Kupplungskompatibilität von zwei Kupplungshälften zu beeinflussen. The centering pin has, in order to fulfill together with the surrounding centering bushing a centering function when coupling the two coupling halves, a front end and a rear end. The front end is when inserting the centering pin in the centering, when the two coupling halves are coupled together, the leading end and the rear end is the following end. Preferably, the actuator is positioned in the region of the front, that is, the end of the insertion of the centering pin. In particular, then, the transducer may be provided in accordance with the further inner region of the centering, said further inner region in the coupled state of the two coupling halves, the front end of the centering pin, in particular laterally or radially, directly opposite. Characterized in that the alignment of the two coupling halves to each other via the centering pin and the centering and at the same time the non-contact sensor, which is formed by the actuator and the transducer is integrated into this centering device, only a coupled state of the two coupling halves is detected as properly when the two coupling halves are not only inserted into each other, but also centered to each other. At the same time, the sensor is protected against environmental influences and the connector monitoring device is universally applicable to various types of coupling, without affecting the coupling compatibility of two coupling halves.
Bevorzugt signalisiert die Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung einem übergeordneten System fortlaufend oder intermittierend den aktuellen Zustand der Kupplung. Die Auswertung des Ergebnisses erfolgt bevorzugt über eine elektronische Steuereinrichtung, wie MikroController oder ASIC, und kann in einem Gehäuse des Aufnehmers oder auch außerhalb von diesem vorgesehen sein. Der Datenaustausch mit einer übergeordneten Steuerung kann beispielsweise über eine geeignete Schnittstelle, zum Beispiel CAN, mit einem geeigneten Protokoll, zum Beispiel CANopen, erfolgen. Preferably, the connector monitoring device continuously or intermittently signals to a higher-level system the current state of the clutch. The evaluation of the result is preferably carried out via an electronic control device, such as microcontroller or ASIC, and may be provided in a housing of the transducer or outside of this. The data exchange with a higher-level controller can take place, for example, via a suitable interface, for example CAN, with a suitable protocol, for example CANopen.
Die Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung erlaubt es, gezielt vorbeugende Wartungsarbeiten zu veranlassen, falls ein sich verschlechternder Kupplungszustand erfasst wird. Eine erfindungsgemäße Steckverbindung weist eine erste Kupplungshälfte und eine zweite Kupplungshälfte auf, sowie eineThe connector monitoring device makes it possible to selectively effect preventive maintenance if a deteriorated clutch state is detected. A connector according to the invention has a first coupling half and a second coupling half, as well as a
Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung der dargestellten Art. Die erste Kupplungshälfte umfasst den Zentrierstift mit dem Aktuator und die zweite Kupplungshälfte umfasst die Zentrierbuchse mit dem Aufnehmer. Bei einer erfindungsgemäßen Elektrozugkupplung umfasst die erste Kupplungshälfte wenigstens einen ersten elektrischen Anschluss und die zweite Kupplungshälfte umfasst wenigstens einen zweiten elektrischen Anschluss. Der oder die elektrischen Anschlüsse der ersten Kupplungshälfte sind mit dem oder den elektrischen Anschlüssen der zweiten Kupplungshälfte durch Kuppeln der beiden Kupplungshälften elektrisch kontaktierbar. Erfindungsgemäß weist die Elektrozugkupplung ferner eine Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung der dargestellten Art auf, wobei auch hier die erste Kupplungshälfte den Zentrierstift mit dem Aktuator und die zweite Kupplungshälfte die Zentrierbuchse mit dem Aufnehmer umfasst. Plug connection monitoring device of the type shown. The first coupling half comprises the centering pin with the actuator and the second coupling half comprises the centering bushing with the pickup. In an electric traction coupling according to the invention, the first coupling half comprises at least a first electrical connection and the second coupling half comprises at least one second electrical connection. The one or more electrical connections of the first coupling half are electrically contacted with the one or more electrical connections of the second coupling half by coupling the two coupling halves. According to the invention, the electric traction coupling further comprises a connector monitoring device of the type shown, wherein also here the first coupling half comprises the centering pin with the actuator and the second coupling half the centering bushing with the transducer.
Bevorzugt ist die Elektrozugkupplung als halbautomatische Kupplung ausgeführt, die ein automatisches Kuppeln der beiden Kupplungshälften und ein manuelles Lösen der beiden Kupplungshälften ermöglicht. Preferably, the electric traction coupling is designed as a semi-automatic coupling, which allows automatic coupling of the two coupling halves and a manual release of the two coupling halves.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Elektrozugkupplung als vollautomatische Kupplung ausgeführt, die ein automatisches Kuppeln und automatisches Lösen der beiden Kupplungshälften ermöglicht. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine automatische Zugkupplung mit sowohl einer mechanischen Kupplung zum Übertragen von Zug- und/oder Druckkräften zwischen zwei Zugteilen sowie mit einer Elektrozugkupplung gemäß der dargestellten Art vorgesehen. Bei den beiden Zugteilen handelt es sich beispielsweise um Wagen ohne eigenen Antrieb oder um einen Wagen ohne eigenen Antrieb und einen Triebwagen oder um zwei Triebwagen, jeweils mit eigenem Antrieb. According to an alternative embodiment, the electric traction coupling is designed as a fully automatic coupling, which allows automatic coupling and automatic release of the two coupling halves. According to one embodiment of the invention, an automatic traction coupling with both a mechanical clutch for transmitting tensile and / or compressive forces between two tension members and with an electric traction coupling according to the illustrated type is provided. The two train parts are, for example, cars without their own drive or a car without its own drive and a railcar or two railcars, each with its own drive.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figur exemplarisch erläutert werden. In der Figur 1 ist schematisch eine Elektrozugkupplung dargestellt, mit einer ersten Kupplungshälfte 10 und einer zweiten Kupplungshälfte 1 1 . Die erste Kupplungshälfte 10 weist eine Anzahl erster elektrischer Anschlüsse 12 auf und die zweite Kupplungshälfte 1 1 weist eine Anzahl zweiter elektrischer Anschlüsse 13 auf. Im vollständig gekuppelten Zustand der ersten Kupplungshälfte 10 und der zweiten Kupplungshälfte 1 1 sind die ersten elektrischen Anschlüsse 12 elektrisch mit den zweiten elektrischen Anschlüssen 13 kontaktiert, um elektrische Signale zu übertragen und/oder für eine elektrische Spannungsversorgung. Um die Güte der mechanischen Verbindung zwischen den beiden Kupplungshälften 10, 1 1 beziehungsweise zwischen den elektrischen Anschlüssen 12, 13 zu erfassen, ist an der ersten Kupplungshälfte 10 ein Aktuator 1 vorgesehen und an der zweiten Kupplungshälfte 1 1 ist ein Aufnehmer 2 vorgesehen. The invention will be explained below by way of example with reference to an embodiment and the figure. FIG. 1 schematically shows an electric traction coupling with a first coupling half 10 and a second coupling half 11. The first coupling half 10 has a number of first electrical connections 12 and the second coupling half 1 1 has a number of second electrical connections 13. In the fully coupled state of the first coupling half 10 and the second coupling half 1 1, the first electrical terminals 12 are electrically contacted with the second electrical terminals 13 to transmit electrical signals and / or for an electrical power supply. In order to detect the quality of the mechanical connection between the two coupling halves 10, 11 or between the electrical connections 12, 13, an actuator 1 is provided on the first coupling half 10 and a sensor 2 is provided on the second coupling half 11.
Der Aktuator 1 ist in einem Zentrierstift 3 positioniert und der Aufnehmer 2 ist in einer den Zentrierstift 3 umgebenden Zentrierbuchse 4 positioniert. Der Zentrierstift 3 und die gegenüberliegende Zentrierbuchse 4 werden beim Kuppeln der beiden Kupplungshälften 10, 1 1 ineinander geschoben und bewirken dadurch eine Ausrichtung der beiden Kupplungshälften 10, 1 1 in einer gewünschten zentrierten Lage zueinander. Erst wenn der Zentrierstift 3 ausreichend weit oder vollständig in die Zentrierbuchse 4 eingeschoben ist, erfasst der Aufnehmer 2, der beispielsweise in einem Aufnehmergehäuse 14 positioniert ist, das auch eine elektronische Steuervorrichtung 15 aufnimmt, ein Signal oder eine Signaländerung, ausgelöst durch die Positionierung des Aktuators 1 . Der Zentrierstift 3 dient sozusagen als Geber für den Aufnehmer 2 und weist beispielsweise einen ferromagnetischen Werkstoff oder einen Magneten 5, insbesondere, wie dargestellt, einen Dauermagneten 7 auf. Der Aufnehmer 2 kann beispielsweise die magnetische Feldstärke erfassen, wenn er beispielsweise als Hall-Sensor ausgeführt ist, oder eine magnetische Feldausrichtung, wenn er beispielsweise als magnetoresistiver Sensor ausgeführt ist. Die Auswertung des Erfassungsergebnisses des Aufnehmers 2 erfolgt bevorzugt über die elektronische Steuervorrichtung 15, die über eine geeignete Schnittstelle mit einem geeigneten Protokoll beispielsweise mit einer übergeordneten Steuerung kommunizieren kann. The actuator 1 is positioned in a centering pin 3 and the pickup 2 is positioned in a centering bush 4 surrounding the centering pin 3. The centering pin 3 and the opposite centering bushing 4 are pushed into each other during coupling of the two coupling halves 10, 1 1 and thereby cause an alignment of the two coupling halves 10, 1 1 in a desired centered position to each other. Only when the centering pin 3 is inserted sufficiently far or completely into the centering bush 4, the pickup 2, which is positioned, for example, in a pickup 14, which also receives an electronic control device 15 detects a signal or a signal change triggered by the positioning of the actuator 1 . The centering pin 3 serves, so to speak, as an encoder for the pickup 2 and has, for example, a ferromagnetic material or a magnet 5, in particular, as shown, a permanent magnet 7. The pickup 2 can detect, for example, the magnetic field strength, if it is designed, for example, as a Hall sensor, or a magnetic field alignment, if he for example, designed as a magnetoresistive sensor. The evaluation of the detection result of the pickup 2 is preferably carried out via the electronic control device 15, which can communicate via a suitable interface with a suitable protocol, for example with a higher-level control.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform, die schematisch dargestellt ist, umfasst der Aufnehmer 2 einen Reed-Schalter 6, der entsprechend dann geschlossen oder geöffnet wird, wenn sich der Magnet 5 in der gegenüberstehenden Position befindet. According to an alternative embodiment, which is shown schematically, the pick-up 2 comprises a reed switch 6, which is accordingly closed or opened when the magnet 5 is in the opposite position.
Gemäß noch einer alternativen Ausführungsform können der Aktuator 1 und der Aufnehmer 2 auch einen optischen Sensor bilden, beispielsweise mit einer Lichtschranke 16, wie diese schematisch dargestellt ist. In diesem Fall kann der Aktuator 1 durch das Material des Zentrierstifts 3 beziehungsweise durch den Zentrierstift 3 selbst gebildet werden. According to yet an alternative embodiment, the actuator 1 and the pickup 2 can also form an optical sensor, for example with a light barrier 16, as shown schematically. In this case, the actuator 1 can be formed by the material of the centering pin 3 or by the centering pin 3 itself.
Der Zentrierstift 3 weist ein vorderes Ende 8 und ein hinteres Ende 9 auf. Bevorzugt ist der Aktuator 1 im Bereich des vorderen Endes 8 positioniert. The centering pin 3 has a front end 8 and a rear end 9. Preferably, the actuator 1 is positioned in the region of the front end 8.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfasst der Aufnehmer 2 nicht nur, ob der Zentrierstift 3 weitgehend in seine Endlage innerhalb der Zentrierbuchse 4 eingeschoben wurde, sondern er erfasst auch eine Abweichung von dieser vorgegebenen Endlage derart, dass das Ausmaß der Abweichung bewertet werden kann. Dadurch kann bereits eingegriffen werden, bevor die Elektrozugkupplung nicht mehr ausreichend elektrisch kuppelt. Bezugszeichenliste According to one embodiment of the invention, the pickup 2 not only detects whether the centering pin 3 has largely been pushed into its end position within the centering bush 4, but also detects a deviation from this predetermined end position such that the extent of the deviation can be evaluated. This can already be intervened before the electric traction coupling no longer sufficiently electrically couples. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Aktuator 1 actuator
2 Aufnehmer  2 transducers
3 Zentrierstift  3 centering pin
4 Zentrierbuchse  4 centering bush
5 Magnet  5 magnet
6 Reed-Schalter  6 reed switches
7 Dauermagnet  7 permanent magnet
8 vorderes Ende  8 front end
9 hinteres Ende  9 back end
10 erste Kupplungshälfte  10 first coupling half
1 1 zweite Kupplungshälfte  1 1 second coupling half
12 erster elektrischer Anschluss  12 first electrical connection
13 zweiter elektrischer Anschluss 13 second electrical connection
14 Gehäuse 14 housing
15 elektronische Steuervorrichtung 15 electronic control device
16 Lichtschranke 16 light barrier

Claims

Patentansprüche claims
1 . Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung 1 . Connector monitoring device
mit einem einer ersten Kupplungshälfte (10) zugeordneten Aktuator (1 ) und einem einer zweiten Kupplungshälfte (1 1 ) zugeordneten Aufnehmer (2), wobei  with a first coupling half (10) associated actuator (1) and a second coupling half (1 1) associated with the transducer (2), wherein
der Aktuator (1 ) und der Aufnehmer (2) zusammen einen berührungslosen kapazitiven, induktiven, magnetischen oder optischen Sensor ausbilden; dadurch gekennzeichnet, dass  the actuator (1) and the transducer (2) together form a contactless capacitive, inductive, magnetic or optical sensor; characterized in that
der Aktuator (1 ) oder der Aufnehmer (2) auf oder in einem Zentrierstift (3) vorgesehen ist und das jeweils andere Bauteil, Aufnehmer (2) oder Aktuator, (1 ) in einer den Zentrierstift (3) umgebenden Zentrierbuchse (4) vorgesehen ist.  the actuator (1) or the transducer (2) is provided on or in a centering pin (3) and the respective other component, transducer (2) or actuator (1) is provided in a centering bushing (4) surrounding the centering pin (3) is.
2. Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1 ) wenigstens einen Magneten (5) und der Aufnehmer (2) einen Reed-Schalter (6) umfasst. 2. Connector monitoring device according to claim 1, characterized in that the actuator (1) at least one magnet (5) and the transducer (2) comprises a reed switch (6).
3. Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1 ) wenigstens einen Magneten (5) oder einen ferromagnetischen Werkstoff umfasst und der Aufnehmer (2) eingerichtet ist, eine Magnetfeldstärke, eine Magnetfeldausrichtung und/oder Änderung in einer Magnetfeldstärke und/oder einer Magnetausrichtung zu erfassen. 3. Connector monitoring device according to claim 1, characterized in that the actuator (1) comprises at least one magnet (5) or a ferromagnetic material and the transducer (2) is arranged, a magnetic field strength, a magnetic field alignment and / or change in a magnetic field strength and / or a magnetic alignment.
4. Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer (2) eingerichtet ist, eine Induktionsspannung oder eine Induktionsstromstärke und/oder Änderungen einer Induktionsspannung und/oder einer Induktionsstromstärke zu erfassen. 4. Connector monitoring device according to claim 3, characterized in that the transducer (2) is adapted to detect an induction voltage or an induction current strength and / or changes of an induction voltage and / or an induction current.
5. Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1 ) einen Dauermagneten umfasst. 5. Connector monitoring device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the actuator (1) comprises a permanent magnet.
6. Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierstift (3) ein vorderes, beim Einschieben des Zentrierstiftes (3) in die Zentrierbuchse (4) führendes Ende (8) und ein hinteres, beim Einschieben des Zentrierstiftes (3) in die Zentrierbuchse (4) folgendes Ende (9) aufweist und der Aktuator (1 ) im Bereich des vorderen Endes (8) positioniert ist. 6. Connector monitoring device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the centering pin (3) a front, during insertion of the centering pin (3) in the centering bushing (4) leading end (8) and a rear, during insertion of the centering pin ( 3) in the centering bush (4) has the following end (9) and the actuator (1) in the region of the front end (8) is positioned.
7. Steckverbindung mit einer ersten Kupplungshälfte (10) und einer zweiten Kupplungshälfte (1 1 ) und mit einer Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei 7. plug connection with a first coupling half (10) and a second coupling half (1 1) and with a connector monitoring device according to one of claims 1 to 6, wherein
die erste Kupplungshälfte (10) den Zentrierstift (3) mit dem Aktuator (1 ) und die zweite Kupplungshälfte (1 1 ) die Zentrierbuchse (4) mit dem Aufnehmer (2) aufweist.  the first coupling half (10) has the centering pin (3) with the actuator (1) and the second coupling half (11) the centering bush (4) with the transducer (2).
8. Elektrozugkupplung, umfassend eine erste Kupplungshälfte (10) und eine zweite Kupplungshälfte (1 1 ), wobei 8. electric traction coupling, comprising a first coupling half (10) and a second coupling half (1 1), wherein
die erste Kupplungshälfte (10) wenigstens einen ersten elektrischen Anschluss (12) und die zweite Kupplungshälfte (1 1 ) wenigstens einen zweiten elektrischen Anschluss (13) aufweist und  the first coupling half (10) has at least one first electrical connection (12) and the second coupling half (11) has at least one second electrical connection (13) and
die beiden elektrischen Anschlüsse (12, 13) durch Kuppeln der beiden Kupplungshälften (10, 1 1 ) elektrisch miteinander kontaktierbar sind, gekennzeichnet durch  the two electrical connections (12, 13) are electrically contactable with each other by coupling the two coupling halves (10, 11), characterized by
eine Steckverbindungsüberwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Kupplungshälfte (10) den Zentrierstift (3) mit dem Aktuator (1 ) und die zweite Kupplungshälfte (1 1 ) die Zentrierbuchse (4) mit dem Aufnehmer (2) umfasst. A connector monitoring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the first coupling half (10) comprises the centering pin (3) with the actuator (1) and the second coupling half (11) comprises the centering bushing (4) with the transducer (2).
9. Elektrozugkupplung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrozugkupplung als halbautomatische Kupplung, die ein automatisches Kuppeln der beiden Kupplungshälften (10, 1 1 ) und ein manuelles Lösen der beiden Kupplungshälften (10, 1 1 ) ermöglicht, oder als vollautomatische Kupplung, die ein automatisches Kuppeln und Lösen der beiden Kupplungshälften (10, 1 1 ) ermöglicht, ausgeführt ist. 9. electric traction coupling according to claim 8, characterized in that the electric traction coupling as a semi-automatic coupling, which allows automatic coupling of the two coupling halves (10, 1 1) and a manual release of the two coupling halves (10, 1 1), or as fully automatic coupling, the automatic coupling and releasing the two coupling halves (10, 1 1) allows is executed.
10. Automatische Zugkupplung mit einer mechanischen Kupplung zum Übertragen von Zug- und/oder Druckkräften zwischen zwei Zugteilen wie Wagen und/oder Triebwagen und mit einer Elektrozugkupplung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9. 10. Automatic Zugkupplung with a mechanical coupling for transmitting tensile and / or compressive forces between two train parts such as cars and / or railcar and with an electric traction coupling according to one of claims 8 or 9.
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