浮动式多芯电气连接器的制作方法

本发明属于轨道交通车辆连接技术领域，尤其涉及一种浮动式多芯电气连接器。

背景技术：

多芯电气连接器是用于全自动、半自动、半永久车钩之间电气连接重要装置，在城市轨道交通领域，多芯电气连接器的应用非常普遍。现有的多芯电气连接器通过螺栓固定安装在车钩上，其动触头基体通过螺纹结构与绝缘体连接。列车运行时，动触头靠其相对于静触头的纵向伸缩补偿车钩在运行过程中必然存在的间隙。

然而，在实际应用中，特别是应用于高速动车组和城市轨道交通领域时，随着车钩使用年限的增加，车钩连挂后产生的间隙必然会逐渐产生或增大。此时，动触头在工作及适应车钩间隙变化时会产生磨损，并存在拉弧放电的可能。因此仅靠动触头来补偿车钩间由于拉压转换动作而产生的间隙，具有很大的局限性。

技术实现要素：

本发明针对现有多芯电气连接器靠触头补偿车钩运行时产生的间隙不能满足车钩间隙逐渐增大的需求的技术问题，提出一种既能满足列车运行过程中车钩拉压转换工况的需求，又能保证动、静触头接触信号稳定的浮动式多芯电气连接器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种浮动式多芯电气连接器，用于车钩间电气系统的连挂，包括用于连接两相邻车钩的多个触头，以及安装触头的绝缘体，绝缘体包括固定在车钩上的外壳，以及套设于外壳内的内绝缘体，内绝缘体与外壳之间连接有弹性元件，车钩连挂时，两对接车钩紧贴，使内绝缘体在第一接触面的压力下克服弹性元件的阻力收缩，车钩解钩时，内绝缘体在弹性元件的作用下回位。

作为优选，内绝缘体朝向相邻车钩的一端有第一接触面，触头设置于第一接触面上，车钩上有用于车钩连挂时与相邻车钩贴合的车钩连挂端面，第一接触面伸出车钩连挂端面，第一接触面与车钩连挂端面间的垂直距离大于或等于列车运行时两对接车钩间的最大间隙。

作为优选，弹性元件套接在内绝缘体上，弹性元件一端与内绝缘体连接，另一端与外壳连接。

作为优选，内绝缘体外侧有第二接触面，外壳内侧对应于第二接触面有第三接触面，第二接触面和第三接触面为锥面，并可在弹性元件的压力下紧密接触，锥面的中心线与内绝缘体伸缩方向平行。

作为优选，第二接触面和第三接触面为圆锥面或棱锥面。

作为优选，外壳侧面上开设有可通过定位销的定位通孔，内绝缘体对应于定位通孔设置有凹槽，凹槽的长度方向与内绝缘体的伸缩方向平行，定位销穿过定位通孔并伸入至凹槽内，以限制内绝缘体在车钩连挂前的轴向转动。

作为优选，凹槽为矩形槽，定位销伸入凹槽的一端侧壁与凹槽在宽度方向上的两个侧壁相切。

作为优选，凹槽包括宽度方向的尺寸大于定位销直径的第一凹槽部，以及宽度方向的尺寸等于定位销直径的第二凹槽部，车钩连挂前，定位销伸入凹槽的一端位于第一凹槽部内；车钩连挂后，定位销伸入凹槽的一端位于第二凹槽部内。

作为优选，第一凹槽部与第二凹槽部之间平滑过渡。

作为优选，内绝缘体安装触头的一端套设有防尘罩。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明通过将现有的多芯电气连接器的绝缘体设置为包括内绝缘体和外壳，并通过设置弹性元件，以及限定第一接触面与车钩连挂端面的相对位置，以此在补偿列车车钩间隙时，将内绝缘体的伸缩运动代替现有的多芯电气连接器动触头的伸缩运动，进而使得本发明既能满足列车运行过程中车钩拉压转换工况的需求，又能保证触头间接触信号的稳定性。

2、本发明通过将第二接触面与第三接触面设置为锥面，使得在车钩解钩时，相邻电器连接器内绝缘体的第一接触面在内绝缘体伸缩方向上准确对中。

3、本发明通过在外壳设置定位销，在内绝缘体设置凹槽，以及设置凹糟包括第一凹槽部和第二凹槽部，使得浮动式多芯电气连接器在列车运行时，能够发挥补偿对接车钩间轴向转动方向上的偏移，以此进一步减小动触头的磨损，而在车钩解钩时能够使内绝缘体自动转动回位，以此使得相邻电器连接器内绝缘体的第一接触面在内绝缘体轴向转动方向上准确对中。

4、通过将第二接触面与第三接触面设置为锥面，在外壳设置定位销，在内绝缘体设置凹槽，以及设置凹糟包括第一凹槽部和第二凹槽部，一方面在列车运行时，使得内绝缘体能够补偿对接车钩在X、Y、Z和轴向旋转方向上的间隙，进一步减小动触头的磨损，保证信号传输的稳定性；另一方面，在车钩解钩时能够使内绝缘体自动回位，以此无需人工调整便可使本发明直接用于下一次的车钩连挂。

附图说明

图1为本发明浮动式多芯电气连接器在车钩连挂前安装于车钩上的结构示意图；

图2为本发明浮动式多芯电气连接器在列车运行时的结构示意图；

图3为本发明浮动式多芯电气连接器凹槽的结构示意图；

图4为图3的变形形式一；

图5为图3的变形形式二。

以上各图中：1触头；2、外壳；3、内绝缘体；4、第一接触面；5、端环；6、弹性元件；7、第二接触面；8、车钩连挂端面；9、定位通孔；10、凹槽；11、定位销；12、第一凹槽部；13、第二凹槽部；14、防尘罩；15、第三接触面。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1和图2，图1为本发明浮动式多芯电气连接器在车钩连挂前安装于车钩上的结构示意图，图2为本发明浮动式多芯电气连接器在列车运行时的结构示意图。如图1和图2所示，一种浮动式多芯电气连接器，用于车钩间电气系统的连挂，包括用于连接两相邻车钩的多个触头1，以及安装触头1的绝缘体；为了能满足列车车钩间隙逐渐增大的需求，并保证动、静触头接触信号的稳定性，绝缘体包括固定在车钩上的外壳2，以及套设于外壳2内的内绝缘体3，内绝缘体3与外壳2之间连接有弹性元件6，车钩连挂时，两对接车钩紧贴，使内绝缘体3在第一接触面4的压力下克服弹性元件6的阻力收缩，车钩解钩时，内绝缘体3在弹性元件6的作用下回位。

本发明通过将现有的多芯电气连接器的绝缘体设置为包括内绝缘体3和外壳2，并通过设置弹性元件6，以及限定第一接触面4与车钩连挂端面8的相对位置，以此在补偿列车车钩间隙时，将内绝缘体3的伸缩运动代替现有的多芯电气连接器动触头的伸缩运动，进而使得本发明既能满足列车运行过程中车钩拉压转换工况的需求，又能保证触头1之间接触信号的稳定性。

另外，如图1所示，内绝缘体3朝向相邻车钩的一端端面为第一接触面4，触头1设置于第一接触面4上，车钩上有用于车钩连挂时与相邻车钩贴合的车钩连挂端面8。同时，为了使内绝缘体3能够伸缩，并能够有效补偿列车运行过程中产生的沿运行方向的间隙，第一接触面4伸出车钩连挂端面8，第一接触面4与车钩连挂端面8间的垂直距离大于或等于列车运行时两对接车钩间的最大间隙。需要说明的是，两对接车钩的最大间隙是根据列车实际运行时，两对接车钩间磨损程度的不同而变化，因此，上述两对接车钩的最大间隙是指在车钩间磨损程度达到最大时(根据工程上对各型号车钩的不同要求可确定车钩间的最大磨损程度)所对应的最大间隙。

针对上述弹性元件6的安装位置，具体为：如图1或图2所示，弹性元件6套接在内绝缘体3上，弹性元件6的左端与内绝缘体3连接，弹性元件6的右端与外壳2连接。其中，弹性元件6可以设置为弹簧。需要说明的是，弹性元件6的安装位置不限于上述。例如，可以将弹性元件6设置在内绝缘体3的右方，即弹性元件6的左端与内绝缘体3的右端相连，弹性元件6的右端与外壳2相连。相对于将弹性元件6设置在内绝缘体3的后方的技术方案，采用将弹性元件6套接在内绝缘体3外的技术方案更加便于弹性元件6和内绝缘体3之间在外壳内的装配和定位，进而在列车运行时单靠一个弹性元件6便可使得内绝缘体3的伸缩运动准确补偿在列车运行时，对接车钩沿列车行使方向上产生的间隙。

另外，如图1或图2所示，内绝缘体3外侧有第二接触面7，外壳2内侧对应于第二接触面7有第三接触面15，第二接触面7和第三接触面15可在弹性元件6的压力下紧密接触。

优选的，如图1或图2所示，为了在车钩解钩时，使得相邻电器连接器内绝缘体3的第一接触面4在内绝缘体伸缩方向上准确对中，第二接触面7和第三接触面15可设置为锥面，同时，锥面的中心线与内绝缘体3伸缩方向平行。具体的，第二接触面7和第三接触面15的锥面可设置为圆锥面或棱锥面。

优选的，如图1或图2所示，为了保证车钩解钩时，内绝缘体3保持在转动方向上的初始位置，在外壳2侧面上开设有可通过定位销11的定位通孔9，内绝缘体3对应于定位通孔9设置有凹槽10，凹槽10的长度方向与内绝缘体3的伸缩方向平行，定位销11穿过定位通孔9并伸入至凹槽10内，以限制内绝缘体3在车钩连挂前的轴向转动。其中，为了使得本发明结构更加稳定，定位通孔9、定位销11和凹槽10的数量可以设置为多个。

针对上述凹槽10的结构，具体为：如图3所示，凹槽10可以为矩形槽，定位销11伸入凹槽10的一端侧壁与凹槽10在宽度方向上的两个侧壁相切。此外，如图4和图5所示，凹槽10还可以设置为：凹槽10包括宽度方向的尺寸大于定位销11直径的第一凹槽部12，以及宽度方向的尺寸等于定位销11直径的第二凹槽部13，车钩连挂前，定位销11伸入凹槽10的一端位于第一凹槽部12内；车钩连挂后，定位销11伸入凹槽10的一端位于第二凹槽部13内。

需要说明的是，本发明通过在外壳2设置定位销11，在内绝缘体3设置凹槽10，以及设置凹糟10包括第一凹槽部12和第二凹槽部13，使得浮动式多芯电气连接器在列车运行时，能够发挥补偿对接车钩间轴向转动方向上的偏移，以此进一步减小动触头1的磨损，而在车钩解钩时能够使内绝缘体3自动转动回位。

优选的，如图4或图5所示，为了在车钩解钩时使定位销11快速回位至第一凹槽部12内，且减小与凹槽4侧臂发生的冲击，可设置第一凹槽部12与第二凹槽部13之间平滑过渡。针对上述第一凹槽部12和第二凹槽部13的结构，具体为：，如图4所示，第一凹槽部12和第二凹槽部13构成类似扇形的结构；如图5所示，第一凹槽部12为矩形槽，第二凹槽部13的两侧面为弧面，且在与第一凹槽部12的连接处与第一凹槽部12的两侧面相切。

需要说明的是，通过将第二接触面4和第三接触面15设置为锥面，在外壳2设置定位销11，在内绝缘体3设置凹槽10，以及设置凹糟10包括第一凹槽部12和第二凹槽部13，一方面在列车运行时，内绝缘体3能够补偿对接车钩在X、Y、Z和轴向旋转方向上的间隙，进一步减小动触头1的磨损，保证信号传输的稳定性；另一方面，在车钩解钩时能够使内绝缘体3自动回位，以此无需人工调整便可使本发明直接用于下一次的车钩连挂。

优选的，如图1和图2所示，为了保证内绝缘体3与外壳2之间较高的密封性，在内绝缘体3安装触头1的一端可套设防尘罩14，且在防尘罩14与内绝缘体3之间设置有用于安装防尘罩的端环5。

如图1、图2、图4和图5所示，本发明的使用过程如下；

车钩连挂时，两对接车钩的车钩连挂端面8相对运动，促使两个内绝缘体3的第一接触面4对中接触并相互挤压，从而使得内绝缘体3克服弹性元件6的阻力沿外壳轴向收缩，直到两对接车钩的车钩连挂端面8完全贴合。

列车运行时，两对接车钩的车钩连挂端面8间会产生间隙，内绝缘体3通过弹性元件6的作用下在外壳2内伸缩，并补偿两对接车钩的车钩连挂端面8间沿列车运行方向上的间隙。内绝缘体3通过定位销11在第二凹槽部13(如图4或图5所示)内的偏移，补偿两对接车钩的车钩连挂端面8间沿轴向转动方向上的间隙。

车钩解钩时，内绝缘体3在弹性元件6的作用下伸出回位。过程中，内绝缘体3与外壳2间通过圆锥面接触，使得内绝缘体3实现在X、Y、Z方向上的准确回位。定位销11的下端从第二凹槽部13运动至第一凹槽部12，使得内绝缘体3实现在转动方向上的准确回位。