非接触式插接器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于传输高频信号的插塞连接器，包括至少一对用于差分传输非反相信号以及反相信号的耦合面。所述插塞连接器还包括至少一个发射器以及一个接收器。为了获得一种具有最优传输性能的、对称地构造的、紧凑的插塞连接器，在所述插塞连接器中，耦合面构成为点对称的。
【专利说明】非接触式插接器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非接触式插塞连接器，特别是一种用于高频信号的非接触式插塞连接器。
【背景技术】
[0002]在GB2149548A中公开了一种非接触式电子插塞连接器。在这里经由电容式耦合面不仅传输用于供能的交换信号而且还传输对此调制的数据。这种布置的缺点是带宽低。
[0003]在EP1762455B1中公开了一种中心缓冲器接合装置，所述中心缓冲器接合装置具有一个用于无线信号传输的天线。在这里借助一个盘式单极天线and在千兆赫范围内在载体上传输信号。这种布置的缺点是比较复杂的用于调制和解调信号的电路，以及盘式单极天线的低的相对带宽。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于这样地构造一种非接触式插接器或一种非接触式插塞连接器，以致可以以高的带宽传输高频信号。同时，所述非接触式插塞连接器应当具有制造成本低的简单的结构形式，所述结构形式同时在应用中是耐用和可靠的。
[0005]该目的通过一种根据独立权利要求所述的装置实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
[0006]本发明涉及一种具有非接触式插接器的牵引接合装置(Zugkupplungseinrichtung)。这样的牵引接合装置优选用在如火车、有轨电车等轨道车辆中。此外，本发明还涉及一种优选广泛用在工业设备中的非接触式插接器，但在牵引接合装置中的使用例外。
[0007]牵引接合装置特别是指用于多单元轨道车辆的自动式中心缓冲器接合装置，如在EP1762455中示例性地公开的自动式中心缓冲器接合装置。
[0008]在一种优选的实施方式中，插塞连接器具有至少一对电容式親合面，其中，所述親合面加载差分信号。所述插塞连接器的内部优选是具有至少一个发射器和/或接收器的线路布置，所述发射器和/或接收器与耦合面连接。特别优选的是，插塞连接器内有一个发射器和一个接收器。由此可以双向传输信号。这样，发射器与一对发射親合面连接，而接收器与一对接收耦合面连接。为了信号传输，现将一个第一插塞连接器与一个第二插塞连接器连接。优选两个连接器构成为同样的。为此发射耦合面和接收耦合面的相应布置是必需的，以便将信号从所述第一插塞连接器的发射耦合面向所述第二插塞连接器的接收耦合面和倒过来传输。备选地，插塞连接器也可以构成为不同的，例如像插头和/或插座那样。在这种情况下还必须考虑在发射耦合面与接收耦合面之间的配置。原则上耦合面是在绝缘的载体例如线路板上的能导电的面。耦合面的功效基于面的电容耦合。耦合面适合于宽带的信号传输。所以所述耦合面不必以其几何形状适配于要传输的信号。通过差分信号传输，不用考虑通常在这种布置中出现的接地问题。在这里不需要单独的接地连接。差分信号传输本身是功率非常强大的并且对干扰不敏感。同样，高频能量的辐射在空间中是比较低的。
[0009]特别优选的是，所述插塞连接器是阴阳的。
[0010]特别优选的是，所述插塞连接器设计用于传输差分信号。在这种情况下为每个信号设置一个用于非反相信号的耦合面以及一个用于反相信号的耦合面。原则上，在反相和非反相信号之间的耦合面可以互换。
[0011]优选的是，所述耦合面这样进行布置，以致邻接面的电容影响得以补偿。
[0012]特别优选的是，插塞连接器的耦合面位于一个平面中。
[0013]优选的是，所述耦合面设计为圆面扇区。
[0014]特别优选的是，所述耦合面关于圆中心点设计为点对称的。备选地，所述耦合面也可以是轴对称的或镜像对称的，优选关于两个轴线轴对称。
[0015]在一种备选的实施方式中，所述耦合面设计成矩形的面，特别优选正方形的面。
[0016]在本发明的另一种实施方式中，在耦合面之间和/或在耦合面的边缘设置接地线或接地面。
[0017]在另一种有利的实施方式中，设置有用于对准耦合面的磁体。为更好地控制磁通，也可以使用由软磁材料构成的轭铁。
[0018]在另一种有利的设计方案中，耦合面设置在不同的平面中。这允许插塞连接器的极化并且能够实现在不同耦合面之间的更大的间距并且由此导致提高的串音衰减。
[0019]此外特别优选的是，接收耦合面比为其分配的发射耦合面具有更小的面积。由此可以显著地降低到接收耦合面上的干扰。此外还实现对于接收耦合面相对于发射耦合面的位置偏差的公差。
[0020]在本发明的另一种设计方案中，可以加热插塞连接器和/或耦合面。这可以特别通过优选在接触面的背侧上的电阻和/或正温度系数(PTCS)实现。由此可以有效阻止在插接器中形成湿气。
[0021]本发明的另一种有利的设计在于，通过LED显示插塞连接器的运行状态，所述LED优选穿透插塞连接器壳体地照射。
[0022]另外有利的是，插塞连接器的间距或耦合面的大小或信号强度这样选择，以致信号传输也可以穿过水膜或冰膜。
[0023]在本发明的另一种设计方案中，可以通过插塞连接器的构造几何形状阻止对接触面的触碰。
[0024]另外有利的是，通过例如可以粘贴和/或胶合的遮盖层保护耦合面不受环境影响。在这种情况下，该遮盖层有尽可能大的介电常数以及优选高的冲击强度和低的湿润性。所述遮盖层特别优选包括PTFE、PEEK、环氧树脂或陶瓷。
[0025]本发明的另一种设计方案涉及一种测试插塞连接器，在所述试验插塞连接器中，分别一个接收耦合面与一个发射耦合面连接。由此可以实施简单的短路测试(回送法)。
[0026]根据本发明的插塞连接器的一种优选的应用在于在两个设备之间或在一个设备与一个构件之间传输信息。这可以例如是火车接合装置、用于像雪道清扫机、掘树机、拖拉机那样的工作设备的插接器，但也可以是用于工业设备的插接器。特别有利的是，这种插塞连接器可用在尘霾和潮湿的环境中。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]下面在不限制总体本发明构思情况下借助各实施例参照附图对本发明进行示例性的描述。
[0028]图1示出一个根据本发明的装置。
[0029]图2示出一个简化的插塞连接器。
[0030]图3示出一个插塞连接器的总线路。
[0031]图4示出两个相互连接的插塞连接器的总线路。
[0032]图5示出具有正方形耦合面的插塞连接器。
[0033]图6示出具有圆面扇区和接地面的插塞连接器。
[0034]图7示出具有自调节耦合面的插塞连接器。
[0035]图8示出具有自调节耦合面的插塞连接器。
[0036]图9示出具有耦合面在不同平面上的布置的插塞连接器。
【具体实施方式】
[0037]在图1中示出一个根据本发明的装置。在此仅示意性示出插塞连接器的发射耦合面。所述插塞连接器在此优选设计成圆形的，从而耦合面都位于一个圆面上。分别设置有各耦合面对，所述各对彼此电连接并且相互关于圆面中心点镜像对称地设置。因此例如耦合面10和11作为正发射耦合面(TX+)配有发射信号，而耦合面12和13作为负发射耦合面(TX-)配有反相的发射信号。为了接收，耦合面20和21作为正接收耦合面(RX+)用于接收信号，而耦合面22和23作为负接收耦合面(RX-)用于接收反相的信号。优选的是，相互对应的耦合面(10和11)、(12和13)、(20和21)、(22和23)分别关于圆面中心点点对称地设置。通过将耦合面布置在圆面上，产生一种平面构造的插塞连接器，由此使所述插塞连接器特别简单和耐用。在这里所述插塞连接器为了触点接通可以绕两条轴线翻转，在图中例如绕水平的和垂直的轴线翻转。
[0038]图2示出一个简化的插塞连接器，在所述插塞连接器中仅设置有耦合面10、12和20,22ο在这种情况下与先前的插塞连接器相比产生一种简化的结构。在这里所述插塞连接器为了触点接通可以绕一条轴线翻转，在图中例如绕垂直的轴线翻转。
[0039]在图3中示出插塞连接器的总线路。两个接收耦合面20、22与一个接收器32连接。接收器32的信号可以经由一个可选的变换器31或驱动器输送到输出端。信号从插塞连接器的输入端经由一个可选的变换器或放大器传输到一个发射器33。所述发射器向发射耦合面10和12供给。
[0040]图4示出两个相互连接的插塞连接器的总线路。在右侧的插塞连接器30与在左侧的插塞连接器30'连接。输入端34的信号经由发射器33传输到用于正信号的发射耦合面10以及传输到用于负信号的发射耦合面12。在左侧的插塞连接器30'相应地设计。在这里输入端34'的信号经由发射器33'传输到用于正信号的发射耦合面10'以及传输到用于负信号的发射耦合面12'。在这种情况下，发射耦合面10'和12'与接收耦合面20和22耦合。发送耦合面10和12同样与接收耦合面2(V和22'耦合，所述接收耦合面的信号由接收器327评估并经由输出端357输出。
[0041]在图5中示出具有正方形耦合面的插塞连接器。第一插塞连接器的两个发射耦合面10、12被接地面36包围。第二插塞连接器的相对置的接收耦合面20、22在面积上小于第一插塞连接器的发射耦合面。如图所示，接收耦合面沿第一轴线(X轴)在两个方向上可以移动所述尺寸41以及沿第二轴线(Y轴)在两个方向上可以移动所述尺寸42，其中所述接收耦合面始终整面地被发射耦合面覆盖并且因此耦合电容和耦合因数不受影响地保持不变。该布置因此允许两个插塞连接器彼此比较高的位置的公差。对于双向的插塞连接器，可以使用两个以相反的方向在此示出的布置。原则上优选使接收耦合面小于发射耦合面，以便在接收器上获得的良好的信噪比。为了干扰辐射小，优选使发射耦合面小于接收耦合面。原则上至少其中一个面可以几乎任意地小，只要待传输的信号足够大。也可以特别将顶尖状的触针用于触点接通至少其中一个面。
[0042]在图6中示出另一种具有圆面扇区和接地面的插塞连接器。接收耦合面20、21、22、23与发射耦合面10、11、12、13相对置。发射耦合面被接地面包围。在这里产生一种旋转对称的布置，其中不仅横向沿两个轴线而且沿旋转方向都允许位置公差。
[0043]在图7中示出一个具有强制平衡的耦合面的插塞连接器。在这里第二插塞连接器的耦合面12和13以及10和11分别并联连接。所述各耦合面覆盖第一插塞连接器的位于其下的相应的耦合面以及包围所述第一插塞连接器的耦合面的接地面。若现在产生两个插塞连接器的互相平行的移动，则例如耦合面12与接地面的遮盖部分变得更大，而耦合面13与接地面的覆盖部分则以相等的大小减少。由此产生补偿。
[0044]图8示出两个具有自调节耦合面的插塞连接器。耦合面10和20或1(V和20"设置在如线路板50和5(V那样的载体上。此外，永久磁体51、52以及5P ,52r与所述载体连接，从而所述载体在靠近磁体时相互对准。优选还设置有用于界定在插接器内的运动路径的机构。有利的是，还有用于支承或减振的机构，例如液体，特别优选是在插塞连接器的内部的油。这还可以改善热传导。如在这里所述的那样，在插塞连接器内的耦合面可以通过磁体对准。在此插塞连接器本身的相互精确的位置并不重要。对此备选或附加的是，插塞连接器本身也可以通过磁体对准。
[0045]图9示出具有耦合面在不同平面上的布置的插塞连接器。由此可以显著地改善串音衰减。此外，也可以实现插塞连接器的极化并且因此实现相对于误插接的机械防护。
[0046]附图标记列表
[0047]10,11 正发射耦合面TX+
[0048]12,13 负发射耦合面TX-
[0049]20,21 正接收耦合面RX+
[0050]22,23 负接收耦合面RX-
[0051]30插塞连接器
[0052]31变换器
[0053]32接收器
[0054]33发射器
[0055]34输入端
[0056]35输出端
[0057]36接地
[0058]41沿X轴方向的移动
[0059]42沿Y轴方向的移动
[0060]50载体
[0061]51、52 磁体
【权利要求】
1.用于传输高频信号的插塞连接器(30)，包括至少一对用于差分传输非反相信号以及反相信号的耦合面(10、12)，其特征在于，所述耦合面设计为点对称的。
2.用于传输高频信号的阴阳插塞连接器(30)，包括至少一对用于差分传输非反相信号以及反相信号的耦合面(10、12)，其特征在于，所述耦合面设计为轴对称的。
3.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，该插塞连接器是圆形的并且耦合面设计为圆面扇区，其中至少一个第一圆面扇区分配给非反相信号，并且至少一个第二圆面扇区分配给反相信号，其中所述耦合面关于圆形的插塞连接器的圆中心点点对称地设置。
4.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，所述插塞连接器包括与耦合面连接的至少一个发射器(33)和/或一个接收器(32)。
5.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，为了传输非反相信号以及反相信号，分别设置两个并联连接的耦合面。
6.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，耦合面设置在不同的平面上。
7.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，耦合面设置在一个圆面上。
8.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，耦合面是一个圆面的扇区。
9.根据权利要求1、2、3、4、5或6之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，耦合面是矩形。
10.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，发射耦合面(10、11、12、13)比接收耦合面(20、21、22、23)具有更大的面积。
11.根据权利要求1至9之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，发射耦合面(10、11、12、13)比接收耦合面(20、21、22、23)具有更小的面积。
12.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，其特征在于，设置有用于将两个插塞连接器对准的磁体。
13.用于轨道车辆的接合装置，具有至少一个根据前述权利要求至少之一所述的插塞连接器。
14.根据前述权利要求之一所述的插塞连接器(30)，所述插塞连接器不用于轨道车辆的接合装置。
【文档编号】B61G5/10GK104488008SQ201380004956
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年3月21日 优先权日:2012年3月21日
【发明者】N·克鲁梅, H·威特曼, H·斯特芬斯 申请人:滑动环及设备制造有限公司