CN101911395B - 电性连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于传输高电流电平的电性连接装置，该电性连接装置包括至少一个具有郁金香形触头的扁平触头以及具有规定的片厚度的触头片，其中扁平触头适于容置具有所述规定的片厚度的触头片。用于形成接触的接触力是由在接触区域中的上部弹簧所提供。郁金香形触头在不被加载的状态下包括自由进入宽度，该自由进入宽度近似地对应于所述规定的片厚度。

Description

电性连接装置

技术领域

本发明涉及一种电性连接装置，该电性连接装置尤其是用于传输高电流电平，例如在各个技术领域中所需的高电流电平。例如，以高达1,000伏特的电压来传输125安培或更大的电流电平。为此，可能会需要横截面为25mm²或35mm²的导体。

背景技术

用于传输高电流电平的不同电性连接装置在现有技术中是已知的。这些电性连接装置包括扁平触头以及尤其是圆销触头，在圆销触头中，接触点被配置成实质上是旋转对称的。通常，对于此种等级的高电流电平使用具有经过机加工的接触部件的插塞，以可靠地传输所涉及的电流电平。

从DE 88 11 020 U1中得知一种具有外部上部弹簧的用于传输电流的弹簧臂触头，其中该弹簧臂触头具有弹簧臂基座以及向前延伸的弹簧臂。接触点的区域中的接触力通过弹簧臂传递，当片触头被***时，必须克服这些弹簧臂的夹持力而用力将其分开。该外部上部弹簧防止弹簧臂向上弯曲并为弹簧臂提供支撑。使用此种类型的弹簧臂触头的缺点是，铜材料弹簧臂会随时间而出现永久变形，结果会实质地减小弹簧力，从而可能导致操作故障。为永久性地维持所需的夹持力，必须在基本状态中提供高的初始夹持力，而这会导致显著地降低使用时的方便性，这是因为其需要相应高的操作力来***和拔出此种类型的插塞式连接器。

对于可商购获得的圆销连接器，其可传输所需的电流，但是这种圆销连接器的生产非常复杂，这反映在相对高的成本中。另外，它们具有相对大的尺寸，这在多引脚连接器中是非期望的。

发明内容

因此，针对上述现有技术的背景，本发明的目的是提供一种电性连接装置，该电性连接装置适于传输高电流电平并且所需的***力和拔出力较小、同时能永久性地可靠地传输电流。

通过一种具有如权利要求1所述特征的电性连接装置实现此目的。本发明的较佳改良形式则是从属权利要求项的标的物。在实施例中描述本发明的其它有利特征及配置。

根据本发明的电性连接装置尤其适于传输高电流电平，并包括至少一个具有郁金香形触头的扁平触头以及具有规定的片厚度的触头片，其中扁平触头适于容置所述规定厚度的触头片。根据本发明，在接触区域中，由上部弹簧施加用于形成电性接触的力。在不被加载的状态中，郁金香形触头包括自由进入宽度，该自由进入宽度近似地对应于触头片的规定的片厚度。

根据本发明的电性连接装置提供显著的优点。通过使用上部弹簧，可施加特定的接触力。根据本发明的其中由上部弹簧在接触区域中精确地施加接触力的解决方案具有如下的显著优点：在郁金香形触头处造成的永久变形不会或实质上不会产生影响。

在根据DE 88 11 020 U1的现有技术中，外部上部弹簧仅在弹簧臂的长度的一部分上延伸，并且外部上部弹簧并非靠在接触点上而是与接触点间隔开。因此，用于传输电流电平的弹簧臂处的永久变形可引起接触力的实质变化。而在本发明中，各种任务被分离，其中提供郁金香形触头来传输电流电平，并且上部弹簧用以施加接触力。由于这两个功能区域严格分离，因而可确保可靠且永久性地稳定传输电流。

根据本发明，是否仍通过郁金香形触头传输一小部分接触力是基本上无关紧要的，这是因为在任何情形中均通过上部弹簧在接触区域中施加接触力的主要部分。郁金香形触头在其不被加载状态中的自由进入宽度近似地对应于所要***的触头片的片厚度。因此，在不存在外部弹簧的情况下，不需施加力便可将这种触头片***郁金香形触头中；然而，电流的传输将会不稳定。因此，用于以规定的接触力对接触区域进行预加载的外部弹簧用以确保传输电流所需的接触力。实际上，能永久性地维持所限定的状态，而不会受到在郁金香形触头处出现的任何永久变形的影响。

因此，可减小实际的接触力，从而实现更大的操作舒适度并使***和拔出触头更加容易。

所述郁金香形触头尤其具有至少两个触臂，这两个触臂在接触区域中相互间隔开所述进入宽度的大小。

在根据本发明的改良形式中，提供推穿防护件(push-through protection)，该推穿防护件用于防止尤其是在郁金香形触头的后部区域中出现意外的推穿。

可将推穿防护件设计成连接郁金香形触头的两个触臂的桥，从而可实现简单且有效的推穿防护。

在本发明的较佳改良形式中，上部弹簧与郁金香形触头分别分配有多个片或多对触指。例如，可提供三对、四对、五对、六对或甚至更多对触指，这些触指一起形成郁金香形触头或分别形成其触臂。

然后，较佳地提供对应对数的上部弹簧指，其中一对上部弹簧指被分别分配至一对触指。具体而言，一个上部弹簧指压靠在郁金香形触头上的一个触指上，从而较佳地，每一触指均实质上被相等地加载。

在本发明的较佳改良形式中，郁金香形触头上的触指的至少一个长度显著地大于上部弹簧的上部弹簧指的对应长度。具体而言，以某一角度朝彼此延伸的上部弹簧指的区域显著地短于朝彼此延伸的触指的区域。较佳地，与上部弹簧指向容置空间或触头片延伸相比，上部弹簧指以明显更大的角度向容置有触头片的容置空间延伸。结果，上部弹簧的弹簧力相对大，同时由于接触弹簧指较长且角度相对较小，可获得低的弹簧刚度(spring rate)和大的接触面积。接触力大部分或甚至几乎完全地由上部弹簧施加。

在所有实施例中，该电性连接装置均被尤其设计成接触力低于30N且尤其是低于20N。较佳地，每一对触指均施加低于7N且尤其是低于5N的接触力。在尤其较佳的实施例中，每一对触指均施加约3N与4N之间的接触力。这能得到高的操作舒适度，因为当形成或断开与电性连接装置的电性接触时，仅需要相对低的***和拔出力。

触指和上部指的确切数量以及各自的接触力尤其取决于所要传输的电流电平。

在根据本发明的电性连接装置的较佳实施例中，郁金香形触头的至少一个接触表面具有含银的层。含银的层或银层可显著地减小摩擦力，从而可甚至更进一步提高在操作期间的舒适度。银或含银的层的另一优点是具有良好的导电性。

在其它实施例中，也可应用含锡的层或由锡组成的层，以减小摩擦力并防止腐蚀。

在所有实施例中，根据本发明的电性连接装置均适于传输高于80安培的电流电平。较佳地，其适于传输高于100安培的电流电平。

有利地，郁金香形触头至少部分地由铜材料组成，并且尤其是由扁平条形铜材料组成，该扁平条形铜材料是例如经过冲压并通过折弯而形成所期望的形状。

较佳地，上部弹簧主要由钢材料组成，并且可类似地由扁平条形材料通过一个或多个折弯过程而制成。推穿防护件可由两个折弯到彼此上面的区域形成。

根据本发明的电性连接装置可位于端子排上并被设计成插塞式连接器。也可为浮动布置。

除本发明的上述实施例外，在附属权利要求项中还给出了本发明的其它有利配置。

附图说明

在附图中完全示意性地显示并且将在下文中更详细地说明本发明的一个实施例。

图1以透视图形式显示根据本发明的电性连接装置；

图2显示图1所示电性连接装置在无上部弹簧时的透视图；

图3显示图1所示电性连接装置的上部弹簧的透视图；

图4显示图1所示电性连接装置的上部弹簧的扁坯；

图5显示图1所示电性连接装置的郁金香形触头的扁坯；以及

图6显示根据本发明的另一电性连接装置的透视图。

具体实施方式

图1以透视图形式显示根据本发明的连接接触装置，该连接接触装置呈电性连接触头或电性连接装置1的形式。电性连接装置1包括扁平触头2，扁平触头2具有至少一个郁金香形触头3以及在外面围绕郁金香形触头3的上部弹簧6，上部弹簧6用以确保必需的接触力。

尤其是从根据图2所示以及图5所示的扁坯可以推断出，郁金香形触头3包括弹簧臂12与13。每一触臂均包括多个触指15(在此实施例中为五个)，触指15被成对配置，从而在每一情形中，两个触指15均指向彼此。

在不被加载状态8中，在具有两个触指15的一个触指对之间提供规定的进入宽度9，规定的进入宽度9至少大部分对应于触头片4的规定的片厚度5。其效果是，并不是由郁金香形触头3的弹簧臂12与13产生所需的夹持力，而是所需的接触力是由上部弹簧6的上部弹簧指17产生。

上部弹簧较佳地由钢材料或其它类似的稳定的材料组成，而具有多对触指11的郁金香形触头较佳地由铜或铜合金组成。

触指15整体或接触表面18可设置有银涂层或含银的涂层，以实现更好的导电性并减小摩擦力。这能实现摩擦力的减小，从而通过减小***和拔出力来提高操作舒适度。

图1至图5所示实施例中的触头片4设置有焊接柱22，以用于在印刷电路板(图未示出)上焊接触头片4。

在郁金香形触头3处，电性连接装置1具有可连接至导体(图未示出)的电性连接件19。

在图1至图5所示的实施例中，电性连接装置1可用作插塞式连接器，并且可***到作为电流棒附装至印刷电路板上的触头片5上。

必需的接触力是由上部弹簧6产生，为此，上部弹簧指17在接触区域7中以规定的弹簧力对各对触指11进行加载。上部弹簧指17的长度16实质短于触指15的长度14。其效果是，触指15可提供大的接触表面18，同时上部弹簧6具有相对高的弹簧刚度，从而使上部弹簧6所产生的弹簧力实质高于可在郁金香形触头3处产生的任何弹簧力。

上部弹簧6产生接触力。其效果之一是，郁金香形触头3的弹簧臂12与13处的任何永久变形现象均对接触力没有影响或仅有非常小的影响。因此，处于不被加载状态的郁金香形触头3具有自由开口，触头片4可***该自由开口中。

本发明申请人保留对主张无触头片的连接装置的权利。

一个显著优点是弹簧臂12与13的配置，其中多个接触弹簧指15以片的形状设置于弹簧臂12与13上。在此实施例中，提供总共十个接触弹簧指15，这十个接触弹簧指15总共形成五对接触弹簧指。

每一触指15均被分配有对应的上部弹簧指17，该对应的上部弹簧指17以规定的接触力对各自的触指15进行预加载，以确保接触时的特定条件。

较佳地，上部弹簧6与郁金香形触头3二者均由单个金属片通过折弯而制成。图4与图5显示经冲压的金属片部件的扁坯。由此能确保一种简单且经济的制造方法，从而能在具有良好的可加工性的同时得到高的品质。

上部弹簧6被设计成使弹簧钢扁平条经过冲压和折弯而形成闭合的笼，该闭合的笼完全地封闭郁金香形触头的挠性端。另外，上部弹簧指被成型为与郁金香形触头3上的接触弹簧指15的数量相匹配。

设置有用于防止导体被推穿的推穿防护件10。

电性连接装置1可尤其是用于具有多引脚连接器的扁平片***(flat-bladesystem)中。本发明允许在高的电流电平下使用、同时具有小的尺寸。甚至对于端子排构造形式的10引脚连接器，也可确保例如15mm的非常小的间隔，同时操作所需的***力和拔出力较低。

通过含银的表面，甚至当经受振动或连续变化的负荷的影响时也可确保无故障操作。

郁金香形触头与触头片也可采用浮动连接，在浮动连接中，郁金香形触头与触头片二者均位于插塞中，并通过一个端子排中的适当焊脚来实现触头片或郁金香形触头的连接。

尽管夹持力较低、尤其是低于4N/每个接触点，但是仍然能持续地确保高电流的传输、同时提高操作舒适度。此处，其实现方式之一是由接触区域中的上部弹簧产生接触力。同时，根据本发明的电性连接装置1的制造非常经济。

Claims (9)

1.一种用于传输高电流电平的电性连接装置（1），包括至少一个具有郁金香形触头（3）的扁平触头（2）以及具有规定的片厚度（5）的触头片（4），其中接触区域（7）中，所述扁平触头（2）适于容置具有所述规定的片厚度（5）的所述触头片（4），并且用于形成接触的接触力是由在接触区域（7）中的上部弹簧（6）所提供，所述电性连接装置的特征在于，所述郁金香形触头（3）仅构成扁平触头（2），当与所述触头片（4）形成接触时，所述扁平触头（2）的接触区域（7）程度上是以一定距离相互间隔开的，而其间隔距离对应于所述触头片（4）的所述规定的片厚度（5），并且具有各个上部弹簧指（17）的所述上部弹簧（6）与具有多对触指（11）的所述郁金香形触头（3）分别包括相同的多对指（11，17），其中当所述触头片（4）形成接触时，所述多对触指（11）的所有有效接触表面（18）的尺寸被配置成使得可传输高于80安培的电流电平，所述触指（11）的长度大于所述上部弹簧指（17）的长度，且所述上部弹簧指（17）朝所述触头片（4）延伸的角度大于所述触指（11）朝所述触头片（4）延伸的角度，无上部弹簧（6）且处于不被加载状态（8）的所述郁金香形触头（3）被设计成使其包括自由进入宽度（9），所述自由进入宽度（9）近似地对应于所述触头片（4）的所述规定的片厚度（5）。

2.如权利要求1所述的电性连接装置（1），其特征在于，设置有三对、四对、五对、六对或更多对作为多对指，并且其中进一步设置有推穿防护件（10）。

3.如权利要求1或2所述的电性连接装置（1），其特征在于，将主要取决于所述上部弹簧（6）的所述上部弹簧指（17）的每一对触指的接触压力配置成可传输高于80安培的电流电平。

4.如权利要求1或2所述的电性连接装置（1），其特征在于，所述电性连接装置（1）被设计成接触力小于20N。

5.如权利要求1或2所述的电性连接装置（1），其特征在于，在每一对触指（11）处均存在小于5N的接触力。

6.如权利要求1或2所述的电性连接装置（1），其特征在于，所述郁金香形触头（3）的至少一个接触表面（18）设置有含银的层。

7.如权利要求1或2所述的电性连接装置（1），其特征在于，所述连接装置被进一步配置成使其适于传输高于100安培的电流电平。

8.如权利要求1或2所述的电性连接装置（1），其特征在于，所述郁金香形触头（3）至少部分地由铜材料组成及/或所述上部弹簧主要由钢材料组成。

9.如权利要求1或2所述的电性连接装置（1），其特征在于，所述电性连接装置（1）位于端子排上及/或被设计成插塞式连接器。

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