浮動式多芯電氣連接器的製作方法

2023-05-21 23:05:56

本發明屬於軌道交通車輛連接技術領域，尤其涉及一種浮動式多芯電氣連接器。

背景技術：

多芯電氣連接器是用於全自動、半自動、半永久車鉤之間電氣連接重要裝置，在城市軌道交通領域，多芯電氣連接器的應用非常普遍。現有的多芯電氣連接器通過螺栓固定安裝在車鉤上，其動觸頭基體通過螺紋結構與絕緣體連接。列車運行時，動觸頭靠其相對於靜觸頭的縱向伸縮補償車鉤在運行過程中必然存在的間隙。

然而，在實際應用中，特別是應用於高速動車組和城市軌道交通領域時，隨著車鉤使用年限的增加，車鉤連掛後產生的間隙必然會逐漸產生或增大。此時，動觸頭在工作及適應車鉤間隙變化時會產生磨損，並存在拉弧放電的可能。因此僅靠動觸頭來補償車鉤間由於拉壓轉換動作而產生的間隙，具有很大的局限性。

技術實現要素：

本發明針對現有多芯電氣連接器靠觸頭補償車鉤運行時產生的間隙不能滿足車鉤間隙逐漸增大的需求的技術問題，提出一種既能滿足列車運行過程中車鉤拉壓轉換工況的需求，又能保證動、靜觸頭接觸信號穩定的浮動式多芯電氣連接器。

為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為：

一種浮動式多芯電氣連接器，用於車鉤間電氣系統的連掛，包括用於連接兩相鄰車鉤的多個觸頭，以及安裝觸頭的絕緣體，絕緣體包括固定在車鉤上的外殼，以及套設於外殼內的內絕緣體，內絕緣體與外殼之間連接有彈性元件，車鉤連掛時，兩對接車鉤緊貼，使內絕緣體在第一接觸面的壓力下克服彈性元件的阻力收縮，車鉤解鉤時，內絕緣體在彈性元件的作用下回位。

作為優選，內絕緣體朝向相鄰車鉤的一端有第一接觸面，觸頭設置於第一接觸面上，車鉤上有用於車鉤連掛時與相鄰車鉤貼合的車鉤連掛端面，第一接觸面伸出車鉤連掛端面，第一接觸面與車鉤連掛端面間的垂直距離大於或等於列車運行時兩對接車鉤間的最大間隙。

作為優選，彈性元件套接在內絕緣體上，彈性元件一端與內絕緣體連接，另一端與外殼連接。

作為優選，內絕緣體外側有第二接觸面，外殼內側對應於第二接觸面有第三接觸面，第二接觸面和第三接觸面為錐面，並可在彈性元件的壓力下緊密接觸，錐面的中心線與內絕緣體伸縮方向平行。

作為優選，第二接觸面和第三接觸面為圓錐面或稜錐面。

作為優選，外殼側面上開設有可通過定位銷的定位通孔，內絕緣體對應於定位通孔設置有凹槽，凹槽的長度方向與內絕緣體的伸縮方向平行，定位銷穿過定位通孔並伸入至凹槽內，以限制內絕緣體在車鉤連掛前的軸向轉動。

作為優選，凹槽為矩形槽，定位銷伸入凹槽的一端側壁與凹槽在寬度方向上的兩個側壁相切。

作為優選，凹槽包括寬度方向的尺寸大於定位銷直徑的第一凹槽部，以及寬度方向的尺寸等於定位銷直徑的第二凹槽部，車鉤連掛前，定位銷伸入凹槽的一端位於第一凹槽部內；車鉤連掛後，定位銷伸入凹槽的一端位於第二凹槽部內。

作為優選，第一凹槽部與第二凹槽部之間平滑過渡。

作為優選，內絕緣體安裝觸頭的一端套設有防塵罩。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在於：

1、本發明通過將現有的多芯電氣連接器的絕緣體設置為包括內絕緣體和外殼，並通過設置彈性元件，以及限定第一接觸面與車鉤連掛端面的相對位置，以此在補償列車車鉤間隙時，將內絕緣體的伸縮運動代替現有的多芯電氣連接器動觸頭的伸縮運動，進而使得本發明既能滿足列車運行過程中車鉤拉壓轉換工況的需求，又能保證觸頭間接觸信號的穩定性。

2、本發明通過將第二接觸面與第三接觸面設置為錐面，使得在車鉤解鉤時，相鄰電器連接器內絕緣體的第一接觸面在內絕緣體伸縮方向上準確對中。

3、本發明通過在外殼設置定位銷，在內絕緣體設置凹槽，以及設置凹糟包括第一凹槽部和第二凹槽部，使得浮動式多芯電氣連接器在列車運行時，能夠發揮補償對接車鉤間軸向轉動方向上的偏移，以此進一步減小動觸頭的磨損，而在車鉤解鉤時能夠使內絕緣體自動轉動回位，以此使得相鄰電器連接器內絕緣體的第一接觸面在內絕緣體軸向轉動方向上準確對中。

4、通過將第二接觸面與第三接觸面設置為錐面，在外殼設置定位銷，在內絕緣體設置凹槽，以及設置凹糟包括第一凹槽部和第二凹槽部，一方面在列車運行時，使得內絕緣體能夠補償對接車鉤在X、Y、Z和軸向旋轉方向上的間隙，進一步減小動觸頭的磨損，保證信號傳輸的穩定性；另一方面，在車鉤解鉤時能夠使內絕緣體自動回位，以此無需人工調整便可使本發明直接用於下一次的車鉤連掛。

附圖說明

圖1為本發明浮動式多芯電氣連接器在車鉤連掛前安裝於車鉤上的結構示意圖；

圖2為本發明浮動式多芯電氣連接器在列車運行時的結構示意圖；

圖3為本發明浮動式多芯電氣連接器凹槽的結構示意圖；

圖4為圖3的變形形式一；

圖5為圖3的變形形式二。

以上各圖中：1觸頭；2、外殼；3、內絕緣體；4、第一接觸面；5、端環；6、彈性元件；7、第二接觸面；8、車鉤連掛端面；9、定位通孔；10、凹槽；11、定位銷；12、第一凹槽部；13、第二凹槽部；14、防塵罩；15、第三接觸面。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本發明進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結構和特徵也可以有益地結合到其他實施方式中。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「內」、「外」、「上」、「下」、「前」、「後」等指示的方位或位置關係為基於附圖1所示的位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

參見圖1和圖2，圖1為本發明浮動式多芯電氣連接器在車鉤連掛前安裝於車鉤上的結構示意圖，圖2為本發明浮動式多芯電氣連接器在列車運行時的結構示意圖。如圖1和圖2所示，一種浮動式多芯電氣連接器，用於車鉤間電氣系統的連掛，包括用於連接兩相鄰車鉤的多個觸頭1，以及安裝觸頭1的絕緣體；為了能滿足列車車鉤間隙逐漸增大的需求，並保證動、靜觸頭接觸信號的穩定性，絕緣體包括固定在車鉤上的外殼2，以及套設於外殼2內的內絕緣體3，內絕緣體3與外殼2之間連接有彈性元件6，車鉤連掛時，兩對接車鉤緊貼，使內絕緣體3在第一接觸面4的壓力下克服彈性元件6的阻力收縮，車鉤解鉤時，內絕緣體3在彈性元件6的作用下回位。

本發明通過將現有的多芯電氣連接器的絕緣體設置為包括內絕緣體3和外殼2，並通過設置彈性元件6，以及限定第一接觸面4與車鉤連掛端面8的相對位置，以此在補償列車車鉤間隙時，將內絕緣體3的伸縮運動代替現有的多芯電氣連接器動觸頭的伸縮運動，進而使得本發明既能滿足列車運行過程中車鉤拉壓轉換工況的需求，又能保證觸頭1之間接觸信號的穩定性。

另外，如圖1所示，內絕緣體3朝向相鄰車鉤的一端端面為第一接觸面4，觸頭1設置於第一接觸面4上，車鉤上有用於車鉤連掛時與相鄰車鉤貼合的車鉤連掛端面8。同時，為了使內絕緣體3能夠伸縮，並能夠有效補償列車運行過程中產生的沿運行方向的間隙，第一接觸面4伸出車鉤連掛端面8，第一接觸面4與車鉤連掛端面8間的垂直距離大於或等於列車運行時兩對接車鉤間的最大間隙。需要說明的是，兩對接車鉤的最大間隙是根據列車實際運行時，兩對接車鉤間磨損程度的不同而變化，因此，上述兩對接車鉤的最大間隙是指在車鉤間磨損程度達到最大時(根據工程上對各型號車鉤的不同要求可確定車鉤間的最大磨損程度)所對應的最大間隙。

針對上述彈性元件6的安裝位置，具體為：如圖1或圖2所示，彈性元件6套接在內絕緣體3上，彈性元件6的左端與內絕緣體3連接，彈性元件6的右端與外殼2連接。其中，彈性元件6可以設置為彈簧。需要說明的是，彈性元件6的安裝位置不限於上述。例如，可以將彈性元件6設置在內絕緣體3的右方，即彈性元件6的左端與內絕緣體3的右端相連，彈性元件6的右端與外殼2相連。相對於將彈性元件6設置在內絕緣體3的後方的技術方案，採用將彈性元件6套接在內絕緣體3外的技術方案更加便於彈性元件6和內絕緣體3之間在外殼內的裝配和定位，進而在列車運行時單靠一個彈性元件6便可使得內絕緣體3的伸縮運動準確補償在列車運行時，對接車鉤沿列車行使方向上產生的間隙。

另外，如圖1或圖2所示，內絕緣體3外側有第二接觸面7，外殼2內側對應於第二接觸面7有第三接觸面15，第二接觸面7和第三接觸面15可在彈性元件6的壓力下緊密接觸。

優選的，如圖1或圖2所示，為了在車鉤解鉤時，使得相鄰電器連接器內絕緣體3的第一接觸面4在內絕緣體伸縮方向上準確對中，第二接觸面7和第三接觸面15可設置為錐面，同時，錐面的中心線與內絕緣體3伸縮方向平行。具體的，第二接觸面7和第三接觸面15的錐面可設置為圓錐面或稜錐面。

優選的，如圖1或圖2所示，為了保證車鉤解鉤時，內絕緣體3保持在轉動方向上的初始位置，在外殼2側面上開設有可通過定位銷11的定位通孔9，內絕緣體3對應於定位通孔9設置有凹槽10，凹槽10的長度方向與內絕緣體3的伸縮方向平行，定位銷11穿過定位通孔9並伸入至凹槽10內，以限制內絕緣體3在車鉤連掛前的軸向轉動。其中，為了使得本發明結構更加穩定，定位通孔9、定位銷11和凹槽10的數量可以設置為多個。

針對上述凹槽10的結構，具體為：如圖3所示，凹槽10可以為矩形槽，定位銷11伸入凹槽10的一端側壁與凹槽10在寬度方向上的兩個側壁相切。此外，如圖4和圖5所示，凹槽10還可以設置為：凹槽10包括寬度方向的尺寸大於定位銷11直徑的第一凹槽部12，以及寬度方向的尺寸等於定位銷11直徑的第二凹槽部13，車鉤連掛前，定位銷11伸入凹槽10的一端位於第一凹槽部12內；車鉤連掛後，定位銷11伸入凹槽10的一端位於第二凹槽部13內。

需要說明的是，本發明通過在外殼2設置定位銷11，在內絕緣體3設置凹槽10，以及設置凹糟10包括第一凹槽部12和第二凹槽部13，使得浮動式多芯電氣連接器在列車運行時，能夠發揮補償對接車鉤間軸向轉動方向上的偏移，以此進一步減小動觸頭1的磨損，而在車鉤解鉤時能夠使內絕緣體3自動轉動回位。

優選的，如圖4或圖5所示，為了在車鉤解鉤時使定位銷11快速回位至第一凹槽部12內，且減小與凹槽4側臂發生的衝擊，可設置第一凹槽部12與第二凹槽部13之間平滑過渡。針對上述第一凹槽部12和第二凹槽部13的結構，具體為：，如圖4所示，第一凹槽部12和第二凹槽部13構成類似扇形的結構；如圖5所示，第一凹槽部12為矩形槽，第二凹槽部13的兩側面為弧面，且在與第一凹槽部12的連接處與第一凹槽部12的兩側面相切。

需要說明的是，通過將第二接觸面4和第三接觸面15設置為錐面，在外殼2設置定位銷11，在內絕緣體3設置凹槽10，以及設置凹糟10包括第一凹槽部12和第二凹槽部13，一方面在列車運行時，內絕緣體3能夠補償對接車鉤在X、Y、Z和軸向旋轉方向上的間隙，進一步減小動觸頭1的磨損，保證信號傳輸的穩定性；另一方面，在車鉤解鉤時能夠使內絕緣體3自動回位，以此無需人工調整便可使本發明直接用於下一次的車鉤連掛。

優選的，如圖1和圖2所示，為了保證內絕緣體3與外殼2之間較高的密封性，在內絕緣體3安裝觸頭1的一端可套設防塵罩14，且在防塵罩14與內絕緣體3之間設置有用於安裝防塵罩的端環5。

如圖1、圖2、圖4和圖5所示，本發明的使用過程如下；

車鉤連掛時，兩對接車鉤的車鉤連掛端面8相對運動，促使兩個內絕緣體3的第一接觸面4對中接觸並相互擠壓，從而使得內絕緣體3克服彈性元件6的阻力沿外殼軸向收縮，直到兩對接車鉤的車鉤連掛端面8完全貼合。

列車運行時，兩對接車鉤的車鉤連掛端面8間會產生間隙，內絕緣體3通過彈性元件6的作用下在外殼2內伸縮，並補償兩對接車鉤的車鉤連掛端面8間沿列車運行方向上的間隙。內絕緣體3通過定位銷11在第二凹槽部13(如圖4或圖5所示)內的偏移，補償兩對接車鉤的車鉤連掛端面8間沿軸向轉動方向上的間隙。

車鉤解鉤時，內絕緣體3在彈性元件6的作用下伸出回位。過程中，內絕緣體3與外殼2間通過圓錐面接觸，使得內絕緣體3實現在X、Y、Z方向上的準確回位。定位銷11的下端從第二凹槽部13運動至第一凹槽部12，使得內絕緣體3實現在轉動方向上的準確回位。