电触点离合器 【技术领域】
本发明涉及一种电触点离合器，包括一个第一触点支承壳和一个第二触点支承壳，它们分别安装用于第一或第二触点元件的第一或第二触点支承，触点元件在离合器接合时互相进入电接触状态。
背景技术
已知一些上述类型的电触点离合器，其中触点元件设计为触针/插座。它们保证高的传输安全性，但机械上敏感。它们要求准确定心和平行的接合面。当斜向和不准确定心时，这种接合可能导致歪斜和弯折。此外已知此类有压力/固定触点的电触点离合器，其中一个触点是固定不动的，而另一个触点沿接合方向弹性加载。这些触点元件机械上不敏感，以及对定心和接合面的平行度均要求不高。当然它们的传输质量一般。接触面比较小以及它们受污染后导致较大的电阻和信号衰减。
传统的例如在有轨机动车中与机械离合器结合使用的电触点离合器，有一些较重的带保护活门的矩形外壳，保护活门或自动打开或强迫控制并防止触点元件在脱开状态被污染。外壳可在杆或轨道上移动，以便将装入的触点元件移到接合面内。外壳的运动或借助一适用的驱动器，例如气动缸，或借助一个与机械离合器连接的作用在外壳外面的驱动器。外壳通常有一定间隙地悬挂或支承，其中，外壳在接合过程中的相互定心通过在外壳上的定心销和插座进行。沿轴向的定位通过机械离合器的压紧力和借助弹簧或橡胶件实现。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种前言所述类型的结构紧凑、模块化和简单的电触点离合器，它保证在具有高的可靠性及抗干扰性的情况下传输数据、信号和/或能量。
按本发明为达到此目的采取的措施是，第一和第二触点支承设计为相对于电触点离合器地离合器轴线旋转对称；第一触点支承设计为有圆柱形外圆周面的插塞部分，第一滑动触点元件设在此外圆周面上；以及，第二触点支承设计为插座部分，它规定用于安装插塞部分并有一圆柱形内圆周面，第二滑动触点元件设在此圆周面上。
优选地，第一和第二滑动触点元件之一有位置固定的接触面，而另一些滑动接触元件有规定贴靠在位置固定的那些接触面上的触点簧片。
在按本发明的方案中，触点元件不受大的机械负荷。滑动触点元件首先对可预计的机械力基本上比较不敏感，此外只有在触点支承已经彼此定心时它们才进入互相接触状态。在每一次的接合过程中滑动触点元件互相滑动，由此实现接触面的清洁，从而始终可以有无可指摘的触点闭合并因而信号传输。触点支承基于其旋转对称的形状因而能易于制造，圆柱形插塞部分在圆柱形插座部分内的定心可以简单而可靠的方式例如通过触点支承上的锥形定心面得到保证。
按本发明的电触点离合器既可以手动也可以自动操纵。它可以应用于不同的技术领域，在那里可拆式地互相连接用于能量、数据及信号传输的导线。尤其是它规定与在车辆尤其有轨机动车上的机械离合器一起使用。
优选地，触点支承之一可借助一调整装置轴向移动。在一种优选的实施形式中这是第一触点支承，它例如与双向作用的气动缸连接。另一个触点支承恰当地沿轴向有弹性地支承和沿接合方向预紧，使它在触点支承聚合时可沿轴向避让，以补偿触点支承壳的加工误差和消除工作中产生的间隙。
为了在触点支承旋转对称的设计中保证互相配属的触点元件的聚合，恰当的是，触点支承不可旋转地装在它们各自的触点支承壳内。防止旋转可例如通过在彼此相对运动的零件上的销/槽导引装置实现。
因为滑动触点元件设在第一触点支承的外圆周面上，从而又提供了可能性，在第一触点支承的内部设另一些触点元件。为此，第一触点支承可在其面对第二触点支承的一侧有一个罐状的圆柱形槽，槽内设有插接触点元件，它们规定与第二触点支承处的对应的插接触点元件配合工作。例如插接触点元件由触针构成，而对应的插接触点元件由插孔构成。因为定心力由设计在插塞部分和插座部分上的定心面承受，所以在按本发明的方案中，插接触点元件基本上没有机械负荷，在传统的具有插销/插座接点的电触点离合器中则产生这种机械负荷。但为了更加保险地确定避免触针上有任何横向力，还可以在第一触点支承的槽内设另一些定心部分。它们可例如由用导电材料制的肋构成，这些肋在插接触点元件之间延伸，以及当离合器接合时它们插入第二触点支承的互补槽内。这些定心部分借此承担另一项屏蔽元件的功能，屏蔽元件还可以通过另一个电屏蔽装置补全，插接触点元件单个或成组地被此电屏蔽装置包围。
第一触点支承可在其背对第二触点支承的那一侧与容纳触点元件连接端的触点支承套连接，它的底部与气动调整装置的活塞杆连接，活塞杆有一通入触点支承套内的轴向贯通的电缆通道。电缆可穿过空心的活塞杆去第一触点支承。若触点支承与支承套底部直接连接以及与触点支承套可拆式连接，则触点支承套的外套可与支承套底部和触点支承分开并向前脱出，从而使第一触点支承触点元件的外端露出。这样做使装配和维护更加方便。
为避免水分和污物侵入已互相接合的触点支承中，恰当的是，在第一触点支承上设计有规定用于支承在第二触点支承壳上的密封面。
如前言已指出的那样，第二触点支承恰当地可沿轴向运动和有径向间隙地装在第二触点支承壳内，在其面朝第一触点支承的外边缘处有一锥形定心面，它规定用于贴靠在第二触点支承壳互补的锥形止挡面上，其中，第二触点支承通过弹性装置朝止挡面方向预紧。当离合器脱开时第二触点支承被沿轴向作用的弹簧压靠在第二触点支承壳止挡面上时，第二触点支承自动定心。若反之在离合器接合状态第二触点支承沿轴向从此止挡面退开，则它同时获得一个径向间隙，从而可以补偿触点支承壳相互之间在工作中产生的轴向和径向运动，不会使触点支承相对运动。
恰当地，触点支承壳设有机械定心装置，它们在离合器接合过程互相进入啮合状态，所以在第一触点支承移动以及触点元件互相进入接触状态之前使触点支承壳彼此对准。可以为定心装置配设一信号发生器，它响应定心装置的彼此啮合，以及例如一旦这两个触点支承壳已彼此对准便起动第一触点支承的移动。但信号发生器也可以设在机械离合器上并在机械离合器闭合时响应。
为了补偿机械离合器自动车钩钩头(Kupplungskpfe)的误差，恰当的是，至少触点支承壳之一可通过弹性紧固件固定在各自的离合器自动车钩钩头上。这些紧固件可布置为，使触点支承壳沿接合方向略从机械离合器各自的离合器自动车钩钩头伸出。由此保证，与机械离合器的间隙无关，电触点离合器的触点支承壳无论如何均能聚合。
为了即使在工作过程中也能保证可靠的触点闭合，第一触点支承在离合器已接合的状态或可直接与第二触点支承锁定，或可与第二触点支承壳锁定。为此，可在互相要锁定的部分之一上设至少一个可径向调整的锁止元件，它规定用于啮合在另一个部分中为它配设的槽内。锁止元件例如是一个可借助电磁铁移动的销子。此锁止元件可设在插座部分上或第二触点支承壳上。为了避免在机械离合器无意中脱开时电触点离合器过载，恰当地将锁止元件设计为，当在互相锁定的部分上的拉力超过规定的阈值时解脱此锁定。这一点可通过相应地设计有斜面或类似结构的锁止元件来保证，以及在最不利的情况下通过在锁止元件中组合一个额定断裂部位来保证。
恰当地设一传感器，它监测和控制插塞部分在插座部分内的完全插入。例如设计为接近传感器(Nherungsensor)的传感器在插塞部分完全插入插座部分时切断调整装置以及控制锁止元件的操纵。在离合器部分无意中彼此移开时，传感器必要时重新命令接通调整装置。
调整装置可设计为在离合器已接合的状态它可被控制处于空程位置，在此位置第一触点支承可相对于第一触点支承壳沿轴向自由运动。若第一触点支承在接合状态锁定在第二触点支承壳上以及第二触点支承朝第一触点支承预紧，则触点支承壳之间的相对运动不会传给触点支承，也就是说，触点支承保持不受此相对运动的影响以及可以共同相对于第一触点支承壳运动。由此避免在触点支承壳相对运动时，在触点支承上的触点元件彼此摩擦。
为了在离合器接合状态防止电触点离合器的触点元件受污染和水分侵入，各触点支承壳的离合器孔可通过一个可控制的盖关闭，如已知的那样。在按本发明的方案中，此盖优选地包括至少一块可横向于离合器轴线调整的盖板。与已知的可回转式活门相比，此方案突出的优点在于，此盖只是在电触点离合器的触点支承壳已互相贴靠并因而触点支承壳的离合器孔已能防止脏物和水分侵入时才需要打开。活门则相反，它必须在触点支承壳互相能移近前先转开，从而使离合器孔至少直至触点支承壳聚合前处于无保护的显露状态。在按本发明的方案中，盖因而恰当地可根据接合过程控制，也就是说，此盖要在两个触点支承壳彼此贴靠时才打开，或此盖在两个触点支承壳分开前关闭。也可以设一种类型的百叶窗取代可移动的盖板。百叶窗也可以设计为使离合器孔只有在触点支承壳聚合后才需要打开。
【附图说明】
由下面的说明给出本发明的其他特征和优点，此说明借助实施例结合附图解释本发明。其中：
图1按本发明的电触点离合器局部三维示意总图；
图2沿图1中的线II-II通过电触点离合器包含轴线在内的剖面；
图3设计为插塞部分的第一触点支承三维图；
图4设计为插座部分的第二触点支承与图3相应的三维图；
图5一个第一滑动触点元件的示意侧视图；以及
图6一个第二滑动触点元件的示意侧视图。
【具体实施方式】
图中示意表示的电触点离合器包括一个总体用10表示的第一个离合器部分和一个总体用12表示的第二离合器部分。第一离合器部分有一个具有圆柱壁16的第一离合器壳14，圆柱壁沿轴向以一个在前部的凸缘18和一个在后部的凸缘20为界。这些凸缘18和20在一侧削平并与装配板22连接。装配板带橡胶缓冲器24，其中埋入螺栓26，借助螺栓26可将离合器部分10固定在有轨机动车机械离合器未表示的自动车钩钩头上。在前部的凸缘18通过一块垂直于圆柱形触点支承壳14轴线定向的挡板28覆盖，挡板本身侧向(在图1中向上和向下)超过前部凸缘18向外延伸。在前部凸缘18内的一个朝挡板28方向开口的槽30中，两个板状滑块32可沿箭头A的方向往复移动，它们可关闭或释放在前部凸缘18和挡板28中的圆形离合器孔34。图中未表示用于滑块32的调整驱动器，原则上它可以是任意的。
在后部凸缘20上向后连接一气动缸36，活塞杆38从气动缸伸出，它与一个设在第一触点支承壳内总体用40表示的第一触点支承连接，从而可沿轴向移动触点支承，如后面还要详细说明的那样。
第二离合器部分包括一个第二触点支承壳42，它基本上设计为与第一触点支承壳14相同，所以相同的部分用同样的符号表示并不再说明。第二触点支承壳42用于安装第二触点支承44，后面还要详细说明此第二触点支承。
在两个触点支承壳14和42的前部凸缘18上设定心销46和定心导套48，在图1和2中分别只画了其中一对，它们在离合器接合过程中互相插套，使触点支承40和44互相进入接触状态前两个离合器部分10和12同轴地彼此对准。
按图3，第一触点支承40有一个设计为旋转对称具有圆柱形外圆周面52的绝缘体50。在其后端，绝缘体50有一个沿径向伸出圆周面52的环形法兰54。在圆周面52内按均匀的周向间距加工平行于轴线的槽56，槽内各装入一个第一触点元件58。此第一触点元件58按图5有一圆柱形杆部60和一细长的支承部分62，后者插入槽56内并在此支承部分上设一触点簧片64。在杆部60的后自由端上固定一接线片66。此触点元件58可制成一体。
绝缘体50在图3中面朝观察者的前端有一圆柱形的罐状槽68，形式上为插接触针70的另一些触点元件圆形地排列在槽68内。在此槽中心有一触针72。触针70和72分别被圆柱形屏蔽面74或76围绕，其中，屏蔽面74和76通过径向肋78互相连接，肋78与屏蔽面74和76一样用金属制成，以及除了它们的屏蔽作用外如下面还应详细说明的那样也用作定心部分。触点元件70和72和屏蔽装置74、76、78可以是一个嵌入件的组成部分，此嵌入件可装入罐状槽68内并通过端环80固定，端环80则借助螺钉82固定在绝缘体50上。端环80制有锥形定心面83、84，它们使设计为插塞部分的第一触点支承40更易于插入设计为插座部分的第二触点支承44中。
触点支承40在其后端与一圆柱形触点支承套86连接，触点支承套86通过支承套底部88封闭并容纳具有接线片66的触点元件58的杆部。在这里，触点支承通过螺栓89直接与支承套底部88连接。螺栓以未表示的方式穿过绝缘体50一直延伸到绝缘体位于端环80下方的端面，所以在第一触点支承40与支承套底部之间的连接可以在前部拆开。触点支承套的外套与底部通过同样可从前部接近的图中未表示的螺钉连接，并因此可以从前面拉出。这样使易于接近触点元件58的接线片。
活塞杆38与支承套底部88刚性连接。活塞杆38设计成有一中央通道90的管子，图中未表示的电缆可以穿过中央通道，电缆包括要与接线片66连接的电缆芯线。此外，活塞杆38与一活塞92固定连接，活塞92在缸36内可移动地被导引。缸36设计为双向作用的缸，它可与示意表示的气体管路94连接，以便使活塞92并因而触点支承40沿双向箭头B的方向往复移动。活塞杆38的外端可通过一图中未表示的膜盒保护。可以看出，调整装置可运动的部分处于触点支承壳14和与之刚性地连接的缸36的内部，因此可防止外界影响。由此得到一种非常紧凑而坚固的离合器结构。
触点支承套86在其外圆周面上有一滑环96，触点支承套86借助滑环96滑动地在外壳壁16的内表面上导引。
图4中表示的第二触点支承44设计为有一绝缘体98的插座部分，它有一罐状槽100。在槽100圆柱形的内圆周壁102上具有均匀周向间距地设第二触点元件104，它们有位置固定的接触条106。图6表示了此触点元件104。位置固定的接触条106与圆柱形杆部108连接，在杆部108的自由端各有一接线片110。触点元件104装入绝缘体98内图中未表示的槽内。
绝缘体98由环112构成，它在其后侧用底部114封闭。在底部114面朝环112的那一侧带有一个圆柱形基座116，基座116设有与第一触点支承40的触针70和72互补的插孔118、120。基座116被沿径向延伸的槽122和圆柱形环槽124分割。槽122和124用于在第一触点支承40插入第二触点支承44中时接纳肋78或屏蔽装置76。插孔118有漏斗形扩张的导入面126，它们使触针70更容易插入插孔118内。
触点支承44在触点支承壳42内支承在平行于轴线定向的销钉128在具有径向间隙的情况下可沿轴向移动，并通过弹簧130沿箭头C的方向预紧。在图2中只画了一个销钉128和一个弹簧130。销钉128在第二触点支承44的绝缘体98内有径向间隙，所以第二触点支承44可补偿径向误差。
绝缘体98的环112在其自由边有一锥形面132，此锥形面132规定用于贴靠在触点支承壳42互补的锥面134上，如图2所示。通过这些锥面132和134，第二触点支承44在它被弹簧130压靠在支承面134上时自动定心。
第二触点支承壳42后部的凸缘20有一孔136，具有可连接在触点元件104、118和120上的电缆芯线的电缆可通过此孔引入外壳内部。
离合器部分10和12固定在未表示的机械离合器的自动车钩钩头上，并使它们朝接合方向略从各自的自动车钩钩头伸出。由此，当自动车钩钩头朝接合方向移近时，保证离合器部分10和12的挡板互相贴靠，此时在外壳凸缘18上的定心元件46和48进入互相插接状态，从而使触点支承壳14和42同轴地互相对准。可以存在一个图中未表示的传感器，当挡板互相贴靠以及定心元件46、48互相啮合时传感器发出信号。然后，根据传感器信号打开在两个触点支承壳14和42处的盖的滑块32。接着，借助于气动缸36将图2中的第一触点支承40向右从第一触点支承壳14移出并移入第二触点支承44内。这两个触点支承通过已提及的各种定心面彼此对准，所以触针70和72分别插入所属的插孔118或120内，不存在使触针歪斜的危险。与此同时，第一触点元件58的触点簧片64在第二触点元件104的接触条106上滑动，由此清洁接触面。若第一触点支承40已到达其在第二触点支承44内的终端位置，则可借助另一个未在图中表示的传感器，例如一终端开关发出信号。在此位置，一个设计在触点支承套86上的环形面138贴靠在第二触点支承壳42的一个互补的环形面140上。与此同时，设在触点支承套86上的一个环形密封装置142，例如一O型密封圈，通过其贴靠在第二触点支承壳42圆柱形环面144上，密封住去此外壳内部的入口。
在此位置第一触点支承40锁定在第二触点支承壳42上。为此在第二触点支承壳42的前部凸缘18上设至少一块在图1中用虚线示意表示的电磁铁146，它沿径向移动锁止销148，从而可将锁止销148插入设计在触点支承套86壁内的槽150中。在图2中此槽150错移90°表示。取代具有销子148或类似的形封闭的通过信号操纵的锁止装置的电磁铁146，也可以设一弹性的形封闭的在超过一阈值时打开的锁定装置，它例如由一个具有一个弹簧加载的滚珠的滚珠锁或光圈弹簧(Irisfeder)构成。
为了避免在无意中打开机械离合器时损坏电触点离合器，上述锁定装置可设计为，当将两个离合器部分10和12彼此拉开的拉力超过一预定值时锁定装置失效。在一种弹性的形封闭锁定装置中，阈值可通过恰当选择弹性元件规定。一种形封闭的锁定装置同样可以设计为，在预定的拉力作用下它自动打开。为此在锁止销上设一斜面，当轴向拉力超过一预定值时销子被迫通过斜面压至其释放位置。除此之外，在所述的具有一可沿径向移动的销子的锁定装置中销子可制有一额定断裂部位。
上述电触点离合器由能简单地制造和装配的零件组成。完全包围触点元件的触点支承壳能可靠地防止侵入脏物和水分，因为它们只有在两个离合器部分10和12的挡板28互相贴靠时才打开，并因而实际上不可能在触点支承壳的内腔侵入任何脏物或水分。采用滑动触点保证可靠的触点闭合。因为触点支承本身互相插接，所以触点元件在触点闭合时没有负荷。它们可以自动清洁。互相插接的触点支承大面积地定心，还能保证在第一触点支承内的触针无径向负荷地进入第二触点支承上相关的插孔中。第二触点支承的轴向可偏移性及其径向间隙。允许补偿触点支承壳沿轴向和径向的相对运动。离合器部分10和12在一定程度上弹性地固定在机械离合器所述的自动车钩钩头上，允许补偿机械离合器的运动。触点支承壳在机械离合器的自动车钩钩头上的可移动性是不需要的。上述电触点离合器不仅易于装配，而且便于维护。