CN101919123B - 包括密封垫的电连接器 - Google Patents

Abstract

电连接器包括：由可变形材料体制成的整体密封垫，该密封垫具有厚部(25)和薄部(26)，厚部与薄部具有上表面(2a)和与该上表面平行的下表面(2b)；沿纵轴从该上表面向下表面延伸的中空通道(7、12)；包括容纳部(28)的壳体(20)；包括压缩部(29)的栅格(24)，该密封垫在容纳部与压缩部之间被压缩。

Description

包括密封垫的电连接器

技术领域

本发明涉及包括密封垫（也称作“垫圈”或“接头”）的电连接器。

背景技术

EP1296415已经描述了一种符合全世界的要求的连接器。然而，人们总是努力改进正常使用中对电部件或端子和垫（特别是在连接到端子的电缆的周围）的密封能力的保持，同时确保可以容易地穿过垫***端子并且将***期间损坏垫的风险保持得较低。

发明内容

本发明的目的之一特别是提供这样的改进。

为了这个目的，本发明提供一种如权利要求1所述的电连接器。

于是密封能力得到改进，同时穿过垫***电气部件仍然很容易。

在一些实施方式中，也可以独立地或组合地使用如从属权利要求中限定的一个或更多个特征。

附图说明

通过以下对本发明的作为非限定性示例提供的实施方式之一和附图的说明，将容易体现本发明的其它特征和优点。

在附图中：

图1是示出无任何电连接部件时的连接器的分解图，

图2是图1的电连接器的沿图1中的线Ⅱ-Ⅱ截取的局部分解截面图，

图3是示出用于图1的电连接器的电连接部件的示例的立体图，

图4是示出了各种压缩比的通道/电缆***的密封能力与厚度比之间的关系的曲线图，以及

图5是示例实施方式的应力消除区域的放大图。

在这些图中，相同的附图标记标示相同或相似的元件。

具体实施方式

图1是电连接器1的分解图。该连接器包括由诸如玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT:poly-butylene terephthalate）的电绝缘材料制成的壳体20。该壳体包括设置成柱状的前部20a（图1的底部）和用于容纳稍后将在下面进一步详细说明的电连接部件的多排通道21。该壳体还包括用于容纳密封垫2和栅格24的后部20b，密封垫2和栅格24均包括与壳体的通道21相对应的通道。

密封垫2***在该壳体的前部20a与栅格24之间。稍后将参照图2更详细地说明该密封垫。

密封垫2例如由诸如液态硅橡胶的柔软可变形的准不可压缩材料制成。适合的例子可以是德国拜尔公司提供的符合基准硅酮橡胶（referenceSilopren）3596/30（肖氏硬度30）的材料。上述材料还具有由5%的油含量提供的自动润滑属性，由此便于触头***。

根据应用的需要，也可以将诸如热固化橡胶（HCR）、硅树脂或三元乙丙橡胶（EPDM）、热塑性弹性体（ETP）等其它材料用于密封垫2。

图2是沿着图1的线II-II截取的密封垫沿***方向的截面图。

密封垫2包括用于***电部件的上表面2a和与之相对的下表面2b。在所述示例中，在该密封垫中限定了两组通道3a、3b，第一组包括最小直径

大约为1.50mm的宽通道7以容纳***到壳体的宽通道内的粗电连接部件，第二组包括最小直径

大约为1.00mm的窄通道12以容纳***到壳体的小通道内的细电连接部件。根据连接器所需要的应用，密封垫的尺寸、组数以及密封垫与栅格的通道的数量、位置以及大小与壳体的通道相关。图2中绘出的尺寸、位置和大小仅是示例性的，可以随密封垫而变化。

在密封垫的开口较宽的部分25（即，在当前实施方式的左侧），从上表面2a到下表面2b测量出的密封垫的厚度大于开口窄的部分26的厚度

例如，如图所示，在接头的下表面设置了额外的厚度，而上表面则始终平坦（这两部分的上表面是齐平的）。在另一实施方式中，可以将额外的厚度设置在上表面上，而下表面则是齐平的。在又一实施方式中，可以将额外的厚度设置在上表面和下表面二者的左侧部分。

在本示例中，阴连接器的电部件4a包括被***壳体的前部20a的通道21中的端子部22，用于与配合的阳触头连接。

该端子部从电缆元件5延伸，电缆元件5包括穿过壳体延伸到壳体的外部的绝缘护套6。护套6包括靠近端子部定位的第一接合部6a、和较远的外接部或护套主体，该外接部或护套主体被设计成延伸到连接器外部以连接到另一个电力设备。在本示例中，最接近的接合部6a在某种程度上呈圆柱形，并且具有直径

电缆的特征尺寸事实上是电缆的导体部分的而非电缆的外径（导体+绝缘护套）。当然，绝缘护套的厚度根据电缆生产商和/或国家标准而变化。图3示出了用于通过宽通道7***的电部件。通过窄通道12***的较小的电部件具有小于的直径

根据ISO标准，0.3mm²的铜线具有1.30mm的外径。根据ISO标准，0.5mm²的铜线具有1.55mm的外径。根据ISO标准，1mm²的铜线具有1.90mm的外径。压缩比可以定义为 $r_{\mathrm{\Φ}}=\frac{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{cab}}}{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{cav}}}-1.$

在该示例实施方式中，要***宽通道7中的触头具有2.40毫米（mm）×2.70mm的矩形截面。

轴对称的通道7、12例如以关于对称轴8轴对称的方式从密封接头的***面2a延伸到密封接头的抽出面2b。因此，将从图2的顶部***电连接部件。通道7、12由轴对称的壁9限定，从壁9突出了第一凸缘10和例如另一凸缘11。即，该通道包含至少一个沿纵轴的环状肋10或11。

在通道中可以存在其它的凸缘。

还可以设置薄膜以封闭由凸缘形成的圆，所述薄膜在触头部件***时被撕开。

在密封垫的薄部与厚部之间的结合部处，设置了消除应力的形状27以防止在对密封垫进行压缩时形成高应力。例如，形状27如图5所示的呈圆形或倾斜，并且在两个相邻的部分之间形成具有圆化边缘的台阶，圆化边缘具有等于或大于0.2mm的曲率R。

以上描述了处于在密封垫上没有施加压力的未压缩搁放状态的密封垫。在使用中，当通过锁定梢30与锁定孔31的配合将栅格24锁定到壳体20时，密封接头在栅格的压缩部29与壳体的容纳部28之间由于栅格24与壳体的背部20b（图1中壳体的上部）的力学协作而保持压缩状态。密封垫因而在电触头部件的护套上施加压力并且提供密封能力。在本示例中，在接头的下表面处提供额外的厚度，因此容纳部28也形成台阶状以容纳密封垫。在压缩状态中，厚部的厚度被定义为h^a，而薄部的厚度被定义为h^b。因此厚度比被定义为

图4是示出了横坐标为厚度比r_h和纵坐标为密封能力的曲线图，其中密封能力被表示为密封垫或垫圈施加在电缆上的力或平均压力。具有第一压缩比

的第一通道/电缆***的曲线32和具有第二压缩比

的第二通道/电缆***的曲线33示出了密封能力与厚度比r_h之间的关系。

如图所示，为了在不同的通道/电缆***中具有一致的密封能力ρ₀（优选地，***之间的密封能力差异小于10%，更优选地小于5%并且最优选地小于2%），针对具有第一压缩比

的***，必须使用比具有第二压缩比

的***的厚度比

大的厚度比

如果例如在压缩之前，大通道7具有22.5%的初始压缩比

（例如，具有1.55mm内径的通道，导线的横截面为1mm²并且外径为1.90mm），并且窄通道12具有30%的压缩比

（例如，具有1.00mm内径的通道，导线横截面为0.30mm²并且外径为1.30mm），在例如针对17%的厚度比压缩0.80mm后，大通道的内径将缩小到0.95mm而窄通道的内径将缩小到0.64mm。于是，分别获得了大通道和窄通道的等于99%和103%的最终压缩比（在压缩状态中）。

因此，可以限定具有均匀的密封能力的连接器。

容易理解的是，不同区域中的不同厚度比本身就意味着容纳部28的台阶的高度H将与垫的厚部和薄部之间的厚度差不同。

应当注意到，本说明书中对通道的数量、布置和大小仅仅是出于说明的目的。此外，可能存在超过两个具有不同厚度的部分，和/或可以不在壳体上形成台阶或者可以除了在壳体上形成台阶以外还在栅格上形成台阶。

Claims (17)

1.一种电连接器，该电连接器包括：

由可变形材料体制成的整体密封垫，在没有在所述垫上施加压力的搁放状态中，该密封垫具有厚部（25）和薄部（26），所述厚部和薄部都具有:

上表面（2a），

与所述上表面平行的下表面（2b），

至少一个中空通道（7、12），所述至少一个中空通道在所述厚部和所述薄部中的每一个中沿纵轴从所述上表面向所述下表面延伸以在其中密封容纳电部件，所述厚部的所述通道的所述纵轴（8）与所述薄部的所述通道的所述纵轴平行，沿所述纵轴测量出的所述厚部的厚度大于沿所述纵轴测量出的所述薄部的厚度，

在所述厚部与所述薄部的结合部处的应力消除结构（27），用于防止在处于压缩状态的所述密封垫中形成高应力区，

用于容纳所述电部件以连接到互补连接器的壳体（20），该壳体包括容纳部（28），

包括与所述壳体的所述容纳部相对的压缩部（29）的栅格（24），该栅格锁定到所述壳体以使得所述密封垫在所述容纳部和所述压缩部之间被压缩。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述厚部的所述至少一个中空通道（7）是宽通道，并且其中所述薄部的所述至少一个中空通道（12）是窄通道。

3.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，所述厚部的所述上表面与所述薄部的所述上表面齐平。

4.根据权利要求1或2所述的电连接器，该电连接器还包括：

大的电触头部件（4），所述大的电触头部件包括端子部（22）和延伸穿过所述厚部的所述通道（7）的电缆部并具有粗横截面，

小的电触头部件，所述小的电触头部件包括端子部和延伸穿过所述薄部的所述通道（12）的电缆部并具有细直径。

5.根据权利要求4所述的电连接器，其中，

压缩比被定义为

$r_{\mathrm{\Φ}}=\frac{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{cab}}}{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{cav}}}-1$

其中，Φ_cab是***通道的电部件的直径，Φ_cav是通道的直径，

所述厚部中的压缩比与所述薄部中的压缩比不同，并且

其中，厚度比被定义为

$r_h=1-\frac{h}{h_0}$

其中，h是在压缩状态下部分的厚度,h₀是在未压缩搁放状态下部分的厚度，

所述厚部中的厚度比与所述薄部中的厚度比不同，使得所述厚部中的密封能力与所述薄部中的密封能力相差小于10%。

6.根据权利要求5所述的电连接器，其中，所述厚部中的厚度比与所述薄部中的厚度比不同，使得所述厚部中的密封能力与所述薄部中的密封能力相差小于5%。

7.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，所述容纳部呈台阶状。

8.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，所述压缩部呈台阶状。

9.一种电连接器，该电连接器包括：

由可变形材料体制成的整体密封垫，在没有在所述垫上施加压力的搁放状态中，该密封垫具有厚部（25）和薄部（26），所述厚部和薄部都具有:

上表面（2a），

与所述上表面平行的下表面（2b），

所述厚部与所述薄部分别具有沿纵轴从所述上表面向所述下表面延伸的多个宽通道（7）和多个窄通道（12），以在其中密封容纳电部件，

所述通道的所述纵轴（8）彼此平行，沿所述纵轴测量出的

所述厚部的厚度大于沿所述纵轴测量出的所述薄部的厚度，

在所述厚部与所述薄部的结合部处的应力消除结构，用于防止在处于压缩状态的所述密封垫中形成高应力区，

用于容纳所述电部件以连接到互补连接器的壳体（20），该壳体包括为了容纳所述垫而呈台阶状的容纳部（28），所述台阶具有圆化边缘，所述圆化边缘的曲率等于或大于0.2mm，

包括与所述壳体的所述容纳部相对的压缩部（29）的栅格（24），该栅格被锁定到所述壳体使得所述密封垫在所述容纳部和所述压缩部之间被压缩。

10.一种电连接器，该电连接器包括：

由可变形材料体制成的整体密封垫，在没有在所述垫上施加压力的搁放状态中，该密封垫具有厚部（25）和薄部（26），所述厚部和薄部都具有:

上表面（2a），

与所述上表面平行的下表面（2b），

至少一个中空通道（7、12），所述至少一个中空通道在所述厚部和所述薄部中的每一个中沿纵轴从所述上表面向所述下表面延伸以在其中密封容纳电部件，所述厚部的所述通道的所述纵轴（8）与所述薄部的所述通道的所述纵轴平行，沿所述纵轴测量出的所述厚部的厚度大于沿所述纵轴测量出的所述薄部的厚度，

其中，所述厚部的所述至少一个中空通道（7）是宽通道，

并且其中所述薄部的所述至少一个中空通道（12）是窄通道，

用于容纳所述电部件以连接到互补连接器的壳体（20），该壳体包括容纳部（28），

包括与所述壳体的所述容纳部相对的压缩部（29）的栅格（24），该栅格锁定到所述壳体以使得所述密封垫在所述容纳部和所述压缩部之间被压缩。

11.根据权利要求10所述的电连接器，其中，所述厚部的所述上表面与所述薄部的所述上表面齐平。

12.根据权利要求10或11所述的电连接器，该电连接器还包括：

大的电触头部件（4），所述大的电触头部件包括端子部（22）和延伸穿过所述厚部的所述通道（7）的电缆部并具有粗横截面，

小的电触头部件，所述小的电触头部件包括端子部和延伸穿过所述薄部的所述通道（12）的电缆部并具有细直径。

13.根据权利要求12所述的电连接器，其中，

压缩比被定义为

$r_{\mathrm{\Φ}}=\frac{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{cab}}}{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{cav}}}-1$

其中，Φ_cab是***通道的电部件的直径，Φ_cav是通道的直径，

所述厚部中的压缩比与所述薄部中的压缩比不同，并且

其中，厚度比被定义为

$r_h=1-\frac{h}{h_0}$

其中,h是在压缩状态下部分的厚度,h₀是在未压缩搁放状态下部分的厚度，

所述厚部中的厚度比与所述薄部中的厚度比不同，使得所述厚部中的密封能力与所述薄部中的密封能力相差小于10%。

14.根据权利要求13所述的电连接器，其中，所述厚部中的厚度比与所述薄部中的厚度比不同，使得所述厚部中的密封能力与所述薄部中的密封能力相差小于5%。

15.根据权利要求10或11所述的电连接器，其中，所述容纳部呈台阶状。

16.根据权利要求10或11所述的电连接器，其中，所述压缩部呈台阶状。

17.一种电连接器，该电连接器包括：

由可变形材料体制成的整体密封垫，在没有在所述垫上施加压力的搁放状态中，该密封垫具有厚部（25）和薄部（26），所述厚部和薄部都具有:

上表面（2a），

与所述上表面平行的下表面（2b），

所述厚部与所述薄部分别具有沿纵轴从所述上表面向所述下表面延伸的至少一个中空通道（7、12），以在其中密封容纳电部件，

所述通道的所述纵轴（8）彼此平行，沿所述纵轴测量出的

所述厚部的厚度大于沿所述纵轴测量出的所述薄部的厚度，

其中，所述厚部的所述至少一个中空通道（7）是宽通道，

并且其中所述薄部的所述至少一个中空通道（12）是窄通道，

用于容纳所述电部件以连接到互补连接器的壳体（20），该壳体包括为了容纳所述垫而呈台阶状的容纳部（28），所述台阶具有圆化边缘，所述圆化边缘的曲率等于或大于0.2mm，

包括与所述壳体的所述容纳部相对的压缩部（29）的栅格（24），该栅格被锁定到所述壳体使得所述密封垫在所述容纳部和所述压缩部之间被压缩。

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