CN102593638A - 用于电连接器的套筒及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电连接器(1)的导电套筒(5)，该套筒绕轴线(X)延伸并且具有第一端(12)和第二端(13)，第二端与第一端(12)相反，套筒(5)中加工出至少一个缝(4)，该至少一个缝(4)从第一端(12)朝向第二端(13)的方向延伸，其特征在于，电连接器(1)包括相对于套筒的轴线(X)横向地，尤其径向地延伸的至少一个凸片。

Description

用于电连接器的套筒及其装配方法

技术领域

本发明涉及用于电连接器的导电套筒以及该电连接器。

背景技术

本发明旨在提供连接器，该连接器使得具有大功率和/或高电流强度的电信号能够得以传输并且与互补型连接器的连接仅需较小的连接力。该连接器能够有利地经受住大量连接/断开循环。

例如，连接力或断开力可小于10牛顿，并且该连接器可在10000次连接/断开循环之后有利地保持其电特性。

电信号的功率为例如几十kW数量级，电流强度为125A。该连接器可用来对电动车充电或者用于医学领域中的应用。在本发明的背景下，应当宽泛理解下文出现的术语“汽车”。

在经由互连的电连接器传输大功率时所存在的问题在于这两个互连的连接器之间的高接触电阻。该接触电阻越大，则由焦耳效应消耗的功率越大，从而可能影响在两个连接器之间以该方式形成的连接的效力和安全性。因此，希望减小该接触电阻。

例如，从WO2009/099789中可知的一种方案是，当两个连接器互连时增加该两个连接器之间的电接触点。该申请WO2009/099789提到，使用包含圆筒的连接器，所述圆筒内部放置有导电套筒，这些套筒中的每一个在一端具有限定有多个舌件的裂开部。这些舌件中的每一个形成与设计成容纳在套筒内的互补型连接器接触的接触点。

然而，如果将该申请WO2009/099789所披露的圆筒和套筒紧固至用于压接在电缆上的体部，则套筒与该体部之间可能出现大电阻。此外，将套筒和/或圆筒紧固至体部的操作可能使套筒和/或圆筒劣化。

从而，需要消除上述缺点。

发明内容

本发明的目的在于实现以上需求。在本发明的一方面，本发明由用于电连接器的导电套筒来实现该目的，该套筒绕轴线延伸，尤其具有管状形状并且具有第一端和第二端，第二端与第一端相反并且尤其构造成靠在电连接器的体部上，套筒中形成有至少一个缝，该至少一个缝从第一端朝向第二端的方向延伸，该套筒的特征在于包括相对于套筒的轴线横向地，尤其径向地延伸的至少一个凸片。

由于存在凸片，可以加强套筒与连接器的体部之间的电接触。此外，由于存在凸片，可以简化套筒在体部上的定位，从而可以保证与限定在套筒的第一端上的互补型连接器接触的接触点相对于该互补型连接器正确定位。最后，由于凸片，可以确保在将套筒安装在体部周围时套筒在圆筒中的轴向位置，凸片能够阻止套筒在圆筒中的轴向移动。

凸片可以与套筒的其余部分一体式制成。可替选地，凸片被附接至套筒上。在后一情形中，每一个凸片与套筒之间的连接可以通过铆接、压接或焊接来实现。

凸片可以设置在套筒的第二端。

凸片可以朝向套筒的外部横向延伸。例如，凸片朝向套筒的外部径向地、即与套筒的轴线垂直地延伸，从而可以防止套筒在圆筒中滑动。

套筒可以包括多个凸片。这些凸片可以具有相同的尺寸并且绕套筒的轴线均匀分布，或以其它方式分布。

套筒在其第一端可以包括多个缝，两个相邻的缝限定柔性舌件，该柔性舌件具有与互补型连接器接触的一个或多个接触点。每一个舌件相对于套筒轴线朝向套筒内部倾斜延伸。

套筒可以具有内腔，互补型连接器的插头可以***该内腔内。

套筒的外径可以在2mm至20mm范围内。套筒的高度可以在5mm至50mm范围内。在本发明背景下，术语“高度”指套筒的沿套筒轴线测量的尺寸。

套筒的轴线可以为直线。

套筒可以通过所谓的“切轧”法或者冲压来加工。

本发明的另一方面在于，电连接器包括：

-体部，以及

-圆筒，

其特征在于，所述电连接器包括至少一个上述定义的套筒。

在装配连接器时，套筒的凸片可以放置在体部与圆筒之间。

体部通过例如压接、尤其通过环形压接来安装至圆筒，并且该操作可使得增加套筒的凸片与体部之间的接触压力。接触压力增加可使得减小套筒与体部之间的电阻。从而可以进一步减小沿互连的连接器的一系列电阻。

圆筒可以空腔，在该空腔的内部设置套筒。

连接器可以包括至少两个套筒，该两个套筒具有不同的尺寸。以使得一个套筒容纳在另一个套筒内部的方式选择套筒的尺寸。可以使得套筒具有不同高度的方式选择套筒的尺寸。当各套筒放置在圆筒中时，套筒的轴线可以重合。

如上所述，每一个套筒可以具有带限定舌件的一个或多个缝的第一端。该套筒可使得在连接器与互补型连接器之间形成大量接触点，互补型连接器用于容纳在横向尺寸更小的套筒的内部。通过这种方式可在连接器与互补型连接器之间形成大约100个接触点。

套筒的高度可以不同，以使每一个套筒的第一端沿着圆筒前后相继。

每一个圆筒可以包括或不包括相同数量的凸片，并且套筒可以使得一个套筒的凸片与另一个套筒的凸片在圆筒的周缘上不占据相同位置的方式放置在圆筒内部。

圆筒可以具有至少与套筒的高度相等的高度，在适当情况下，具有至少与高度最大的套筒的高度相等的高度，以使得限定用于套筒的保护手段。

圆筒可以延伸超过套筒的第一端，在适当情况下超过高度最大的套筒的第一端，以使得限定用于在互补型连接器与连接器连接时引导互补型连接器的插头的手段。

连接器包括例如三个套筒，每一个套筒在第一端具有缝并且在第二端具有凸片。每一套筒的凸片可靠在圆筒的共同部分上，并且使所述凸片与体部接触。

本发明的连接器可以构造成传输强度至少为10A的电信号，例如强度等于125A且功率等于几十kW。

例如，连接器构造成装配在电缆上，体部尤其包括用于容纳电缆的空腔。该空腔为例如一端不通的空腔。

连接器可以是直的，从而具有直线形纵向轴线。

连接器可以替换为肘形连接器。

在对电动车充电的应用中，本发明的连接器可以同样应用于电缆与充电终端之间的连接或电缆与电动车之间的连接。该车辆可以具有两个、三个或四个轮子，或更多个轮子。例如电动客车、电动摩托车或电动自行车。

本发明的连接器可以为阳型或阴型连接器。本发明的阳型连接器和本发明的阴型连接器可以形成阴阳连接对。

附图说明

在阅读了本发明实施例的非限制性示例的以下说明并且细看了附图之后，可以更好地理解本发明，其中：

图1示出了与阳型插头连接的本发明的阴型套管；

图2是沿图1中的线II-II截取的截面图；

图3是本发明的套管示例的分解示意图；以及

图4至图12用图解法局部示出了从图3开始装配套管的各个步骤。

具体实施方式

图1用图解法示出了依照本发明第一实施例的连接器1。该连接器1构造成与互补型连接器2连接。在所述示例中，连接器1是套管而连接器2是插头，但本发明不限于该示例。

例如在对电动车进行充电的情形中，连接器1和2使得能够传送强度大于10A的电信号。

图3示出了连接器1本身。该连接器1包括体部4、一个或多个套筒5和圆筒6。在所示示例中，设置了三个套筒5，但本发明不限于特定数量的套筒，该套筒数量可以在1至3的范围内或大于3。

体部4包括一端不通的内腔8，该内腔8中可以放置电缆(未示出)，连接器1安装在该电缆上。体部4可以用金属制成，例如用铜、黄铜或铝或者用具有优良导电性能的其它任何材料来制成。例如，可以选择％IACS＞50％的材料。缩写IACS表示国际软铜标准。％IACS表示将材料的导电率与纯铜的导电率相比较。

体部4沿纵向轴线X延伸，并且包括围绕且垂直于轴线X延伸的环形支承面10。该支承面10在例如图10中具体示出。从图10中可以看出，由环形壁11形成的凸缘可以从该支承面10朝向远离体部的其余部分的方向沿着体部的轴线X延伸。在所示示例中，该壁11环绕管状部7，该管状部7延伸超过所述壁11并且限定体部4的一个纵向端。

环形壁11具有的最大横向尺寸可以小于支承面10的横向尺寸，并且可以在支承面10与壁11之间设置台阶。

在所示示例中，每一个套筒5具有大致管状形状，该大致管状形状围绕在装配连接器1时与体部的轴线X重合的轴线。下文中根据套筒的尺寸用“小套筒”、“中套筒”和“大套筒”来区分各个套筒。

每一个套筒在相对于轴线X的第一端12具有从该第一端12朝向套筒的第二端13延伸的多个缝14，这些缝14限定舌件15，该舌件15的功能将在下文中描述。例如，在套筒高度的5％至15％范围内的距离上，缝14与套筒5的轴线大致平行。该距离的计算方式使得：在将插头***套筒时以该方式限定的舌件的几何形状与舌件的弹性变形相适应。舌件的尺寸取决于例如以下参数中的至少一个：舌件长度、材料厚度和舌件相对于套筒轴线的角度。

该弹性变形保证：在连接/断开循环之后，舌件返回至其静止位置并且能够实现新的连接/断开循环，而不会造成套筒的电性能或机械性能下降。

舌件相对于套筒的轴线朝向套筒的内部倾斜延伸。

在每一个套筒中沿轴线X可以设置贯穿空腔16，该贯穿空腔在套筒5的第一端12与第二端13之间延伸。

在本文所述的示例中，每一个套筒5在其第二端13包括多个凸片17。每一个套筒可以包括相同数量的凸片，该数量在例如2至10的范围内。可以看出，凸片可以绕套筒的轴线均匀分布。凸片17相对于套筒的轴线向外径向延伸。

在每一个套筒5的整个高度上可以设置缝隙19(在图4中可以看到)。该缝隙19允许套筒在装配到圆筒内部或直径更大的另一个套筒内时发生微小的变形。套筒5在返回至其初始位置时可以保持套筒外径挤压该圆筒或直径较大的套筒。

该缝隙在使用“切轧”法进行套筒5生产时产生。在该情形下，每一个套筒5由金属板制成，首先切割该金属板以形成缝和凸片，其后，将这些型材弯曲成所需的几何形状，最后轧成大致圆筒状。缝隙19由轧制金属板的边缘限定。

在其它示例中，除“切轧”法以外，套筒5还通过例如冲压来生产，并且套筒5可以没有该缝隙19。

例如，每一个套筒5由铜、黄铜、铝或具有优良导电性能和良好弹性的任何其他材料来生产。

从图3中可以看出，套筒5可以具有不同的横向尺寸和纵向尺寸，以便能够将一个套筒在横向和纵向上完全放置在另一个套筒内部。在图3的示例中，小套筒5具有可完全容纳在中套筒内部的横向尺寸和纵向尺寸，当小套筒放置在中套筒内部时该中套筒的舌件15延伸超过小套筒的第一端12。

上述情况也适用于中套筒相对于大套筒的情形，换句话说，中套筒在横向和纵向上可以完全容纳在大套筒内部，大套筒的舌件15延伸超过中套筒的第一端12。

当以一个套筒位于另一个套筒中的方式放置套筒时，套筒5的不同长度使得能够沿套筒的共同轴线得到一连串舌件15，从而在将互补型连接器2的插头***小套筒中设置的空腔16内时使得能够形成与该插头接触的大量接触点。

圆筒6可以具有大致管状形状，在装配连接器1时，该大致管状形状的轴线与套筒5和体部4的轴线相同。该圆筒可以具有适于与体部4配合的一个纵向端20。纵向端20由截头圆锥体部21形成，该截头圆锥体部21包括偏离圆筒轴线的受压接壁22以及与圆筒6的轴线垂直的端壁23。端壁23可整体绕圆筒轴线延伸，并且具有更大的横向尺寸，特别是更大的直径，从而使得该端壁23能够容纳在由体部4的环形壁11的外形限定的空间内。在圆筒6中可限定有贯穿空腔25，该空腔25沿圆筒6的轴线延伸。

如图1和图2所示，圆筒6可以在至少等于最大套筒5的长度的长度上、或比最大套筒5的长度更大的长度上沿圆筒6的轴线延伸，以保证保护套筒5的功能和在将互补型连接器2***圆筒6以连接至连接器1时引导该连接器2的功能。

下面参考图4至图12来说明从图3开始装配连接器1的各个步骤。

在图4所示的第一步骤中，将最大的套筒5***设置在圆筒6中的空腔25内，该空腔25具有适于容纳该大套筒5的形状和尺寸。该步骤之后，如图5所示，大套筒5的凸片17靠在圆筒6的端壁23上。

在后续步骤中，如图6所示，将中套筒5放置在设置于大套筒5中的空腔16内。在该步骤之后，中套筒5的凸片17靠在圆筒6的端壁23上，中套筒5以使得中套筒5的凸片17不与大套筒的凸片17重合的方式***大套筒5内，即以使得中套筒的凸片17在端壁23的周缘上占据的位置与大套筒5的凸片占据的位置不同。

在图7所示的后续步骤中，将小套筒5***设置在中套筒5中的空腔19内。在该步骤之后，如图8所示，每一个套筒的凸片17可以靠在端壁23上而彼此不重叠，从而每一个套筒5被有利地放置到了圆筒6中以获得该结果。

在图9所示的后续步骤中，将体部4靠在通过以上步骤获得的“圆筒-套筒”组件中。在该步骤中，如图9所示，使体部4的支承面10靠在圆筒6的端壁23上，并且限定体部4的一端的管状部7位于小套筒中所设的空腔19内。

在该步骤之后，如图10所示，圆筒5的凸片17夹在体部4的支承面10的横向壁与圆筒6的端壁23之间。

在图11和图12所示的后续步骤中，将体部4紧固至圆筒6，进而紧固至套筒5。在文中所述的示例中，该紧固在于将体部4压接在圆筒6上。例如，将体部的环形壁11压接在圆筒6的截头圆锥体部21的受压接壁22上。

在该步骤之后，连接器1被装配成如图12所示，从而确保了连接器1的各个部件的机械保持力，并且确保套筒5与体部4之间的压力增大。在这种压接期间可以实施微焊接。

本发明不限于已经说明的两个示例。

因此，本发明使得能够制造适于建立与互补型连接器接触的多个接触点的连接器，该互补型连接器例如为直径小于10mm(如6mm)的插头，在该情形下，本发明的连接器可以为插座。

在装配本发明的连接器1和互补型连接器2时，连接器1和连接器2可以具有很低的接触电阻，例如小于0.5mΩ。

将连接器1和连接器2连接在一起和断开所需的力可以相对较小，例如小于10N，尤其小于7N。

本发明的连机器1尤其能够经受住高电流，尤其大于10A的电流。

因传输该电流所产生的热量可以相对较小。在连接器传输中心间距为16mm的三相信号的情形下，如果电信号的rms值为125A，则在电缆与插头之间的连接层级上，三小时后温度上升可小于50°K。在文中所示示例中，互补型连接器的插头包括绝缘帽。

除非作出相反的说明，否则表述“包括”可以理解为“包括至少一个”。

Claims (12)

1.一种用于电连接器(1)的导电套筒(5)，该套筒绕轴线(X)延伸并且具有第一端(12)和第二端(13)，所述第二端与所述第一端(12)相反，所述套筒(5)中加工出至少一个缝(14)，所述至少一个缝(14)从所述第一端(12)朝向所述第二端(13)的方向延伸，

其特征在于，所述套筒(5)包括相对于所述套筒的轴线(X)横向地、尤其径向地延伸的至少一个凸片(17)。

2.根据权利要求1所述的套筒，其特征在于，所述凸片(17)与所述套筒的其余部分一体式制成。

3.根据权利要求1或2所述的套筒，其特征在于，所述凸片(17)形成于所述套筒(5)的第二端(13)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的套筒，其特征在于，所述凸片(17)朝向所述套筒(5)的外部横向地，尤其径向地延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的套筒，其特征在于，所述套筒包括绕所述套筒的轴线(X)均匀分布的多个凸片(17)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的套筒，包括位于所述套筒的第一端(12)的多个缝(14)、两个相邻的缝(14)限定具有与互补型连接器接触的一个或多个接触点的柔性舌件(15)。

7.一种电连接器(1)，包括：

-体部(4)，以及

-圆筒(6)，

其特征在于，所述电连接器(1)包括根据权利要求1至6中任一项所述的至少一个套筒(5)。

8.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，所述套筒的凸片(17)置于所述体部(4)与所述圆筒(6)之间。

9.根据权利要求7或8所述的连接器，其特征在于，所述圆筒(6)包括空腔(25)，所述套筒(5)放置在所述空腔(25)的内部。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的连接器，其特征在于，所述连接器包括至少两个套筒(5)，所述至少两个套筒(5)具有不同的尺寸，使得一个套筒(5)能够容纳在另一套筒的内部。

11.根据权利要求10所述的连接器，每一个套筒(5)包括相同数量的凸片(17)。

12.根据权利要求10或11所述的连接器，其特征在于，所述套筒(5)置于所述圆筒(6)的内部，以使各个套筒(5)的凸片(17)在所述圆筒(6)的周缘上未占据相同的位置。

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