CN102132459B - 尤其用于电气回路的电缆与导电结构之间的连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了电气回路的两个元件之间的连接装置。该连接装置包括凹型连接插座(15)、凸型插塞(17)以及锁紧弹簧(40)，所述凹型连接插座(15)紧固到导电结构(13)，所述凸型插塞(17)连接至线缆(12)，所述插塞包括凹槽(37)，所述锁紧弹簧(40)与插塞和插座配合。

Description

尤其用于电气回路的电缆与导电结构之间的连接装置
技术领域
本发明涉及电缆与任意导电结构之间的连接装置。作为优选的应用，本发明尤其涉及飞机中的互连电气回路。
背景技术
在现代飞机中，尤其是在机身中，越来越多地用碳结构替代金属结构。这使得必须为电气设备提供特定电气回路，回路由电气互连的独立导体元件(电缆、导电带等)构成。
已经提出使用由压接至例如扁平金属带等导电结构元件的接线柱互连的线缆。接线柱借助铆钉来紧固。该解决方案从电气的角度来看是有效的，但是不能简单快速地执行连接，这有时是必须的以便检测错误和/或执行维护操作。为了将导电元件断开，这种类型的解决方案需要将铆钉钻出。这种损坏铆钉的操作造成时间的损失并且不总是容易在断开位置处放入新的铆钉。
此外，在航空领域，标准需要锁紧的连接装置、完全密封的接触区域，尤其是防止其旋转。
发明内容
本发明能够解决上述所有问题，尤其能锁紧接触区域并且保证密封性。
更具体地说，本发明首先提供了电缆与导电结构之间的连接装置，所述装置的特征在于：其包括紧固至所述导电结构上的凹型连接插座以及连接至所述电缆一端的凸型插塞，所述插座包括膛孔，所述膛孔成形并定尺寸为与所述插塞电接触地接纳所述插塞，所述插塞包括凹槽，锁紧弹簧安装在所述连接插座上，所述锁紧弹簧包括弹性分支，所述弹性分支适用于在将所述插塞接合到所述膛孔中时接合到所述凹槽中。
在一个实施例中，所述凹槽形成在所述插塞的端部附近，所述膛孔是贯穿的孔；因此其具有与所述插塞接合的入口孔以及所述插塞从中突出的出口孔。所述插塞的长度和所述膛孔的长度定为当所述插塞接合到膛孔中时所述凹槽位于所述出口孔之外。所述锁紧弹簧位于所述出口孔的附近以与所述插塞的凹槽配合。
在这种情况下，所述弹簧包括至少一个弯曲分支，所述弯曲分支用于接合到所述凹槽中。
优选的是，所述弹簧形成了大致U形发夹，所述发夹安装在所述插座的位于所述出口孔的两个突出元件之间。所述发夹的分支在所述出口孔附近在所述分支的任一侧上具有相对的弯曲部分。布置成所述弯曲部分位于所述插塞的端部从所述插座中脱离时的路径上。利用所述插塞的端部将所述弯曲部分暂时张开直到它们自动地重新插入到凹槽中为止。
关于电接触区域的密封，所述插座特别地包括围绕所述出口孔内侧的环形密封衬垫。
在一个实施例中，所述插座还包括围绕所述入口孔紧固在外侧的环形入口衬垫。优选的是，所述插塞包括支撑在所述入口衬垫上的台肩。优选的是，所述台肩与位于所述插塞的端部处的凹槽之间的距离设定为使所述入口衬垫受到压缩并且当所述弹簧接合到所述凹槽中时保持压缩状态。
在另一实施例中，所述装置的特征在于，所述凹槽远离所述插塞的端部而形成，所述插座的膛孔具有与所述插塞接合的入口孔，所述插塞的长度和所述膛孔的长度定为当所述插塞接合到膛孔中时所述凹槽位于入口孔之外，所述锁紧弹簧包括成形为与所述凹槽和所述插座的突出边缘配合的盖体。
在这些情况下，所述插座的膛孔优选为盲孔。
在优选的实施例中，所述插塞被衬套延长，衬套具有构成压接柱体的可变形壁。所述电缆的导电芯体接合在所述衬套的盲孔中并且通过使壁扁平化而保持在其中。
附图说明
根据下文对按照本发明完全以实例方式并参考附图给出的原理的连接装置的目前优选的实施例所进行的描述，可以更好地理解本发明并清楚地了解本发明的其他优点。
图1是示出了根据本发明的已经建立了连接的连接装置的沿图2中的线I-I截取的总体剖视图；
图2是沿图1的箭头II看到的视图；
图3是与图1类似的视图，示出了连接装置的彼此独立的元件；
图4是与图1类似的总体图，示出了根据本发明的变型装置；
图5是与图4类似的视图，示出了连接装置的彼此独立的元件；
图6示出了沿图5中的箭头VI看到的所述变型例盖体；
图7示出了沿图8中的VII-VII截取的盖体变型例的剖视图；
图8是沿着图7中的箭头VIII看到的视图；
图9是沿着图7中的箭头IX看到的视图；
图10是根据本发明的装置的另一实施例的正视图，插塞以截面图的方式示出；
图11至图13示出被组装并锁定到插座中的插塞；
图14是沿着图10中的箭头XIV看到的详细视图；
图15是插座和盖体的详细透视图；
图16以与图10类似的方式示出了根据本发明的装置的另一实施例；
图17至图19示出了被安装并被锁紧的装置；
图20是沿图16中的箭头XX看到的详细视图。
具体实施方式
参考图1至图3可以看到用于将电缆12与导电结构13连接起来的连接装置11，此处导电结构13是扁平导体，例如形成飞机中的电气回路部分的条形。连接装置包括紧固至导电结构13的凹型连接插座15和与所述电缆12的一端连接的凸型插塞17。
术语“电缆”因为涵盖适于形成有线电网络的一部分的任何导电体，所以应该广义地理解。
插座15由高导电率金属制造，并且在该实例中其包括从导电结构的各个孔21中穿过的两个螺纹延伸件19。将螺母22接合在螺纹部分上以在插塞15与所述导电结构13之间提供机械组装和电连接。出于紧固目的，可以提供一些其它数目的螺纹突出部。
此外，也由高导电率金属制造的插塞17被衬套25延长，衬套25具有构成压接柱体的可变形壁。因此衬套具有盲孔27，因此，衬套的壁足够薄而能够扁平化。电缆的导电端接合到盲孔中并通过使壁扁平化以及永久变形被保持在其中。衬套25在内侧端附近还具有敞通至盲孔的检查槽或孔29。该检查孔用于在压接之前验证电缆12被适当地插入盲孔27中。可以借助图示，在图1至图3中看到压接标记31。
连接插座15包括膛孔33，膛孔33成形并定尺寸为与所述插塞17电接触地接纳插塞17。如图所示，插塞17具有不同直径的两个部分34a和34b，因此插座15中的膛孔33包括相应的不同直径的两个对准孔35a和35b。插塞的小直径端包括凹槽37。插塞的尖端38斜削至凹槽的边缘。此外，锁紧弹簧40紧固到连接插座并包括至少一个用于在将插塞接合到膛孔33中时接合到凹槽37中的弹性分支。弹簧采用弹簧钢丝类型。
更精确地说，膛孔33是贯通的孔，因而具有供插塞接合到其中的入口孔42、以及直径较小的供插塞的尖端38从中突出并密封凹槽37的出口孔44。插塞17的长度和膛孔的长度设定为当插塞17接合到膛孔中时凹槽37位于膛孔33的出口孔44之外。如图所示，弹簧40位于出口孔44附近而与插塞17的凹槽37配合。
优选的是，弹簧40呈大致U形发夹的形状，安装在插座的两个突出元件48、49之间。发夹的分支在出口孔附近并且在自身的两侧具有相对的弯曲部分50。这些弯曲部分位于插塞的路径上，并且可以理解，由于插塞具有斜削端部，所以将所述弯曲部分50暂时分开直到它们接合到凹槽37中为止。从此刻起，插塞17以机械方式保持在插座中。
这种机械锁定构造对于获得插塞17与插座15之间电接触区域的良好密封性是优选的。插座还包括环绕出口孔44内侧的环形密封衬垫。该衬垫因而支撑插塞的较小直径部分的筒形表面。在另一端部，插塞包括围绕入口孔紧固在外部的入口衬垫55。优选的是，插塞具有支撑所述入口衬垫55的台肩56。如上所述，弹簧40与凹槽37之间的配合保证入口衬垫55被压缩在插座15与台肩56之间。
如图所示，膛孔33还容纳两个彼此隔开的环形接触带59。这些接触带由电阻率非常低的金属制成，并且受到插塞的较大直径部分34a的轻微压缩，从而改善插塞与插座之间电接触的质量。
因此，当插塞17放置在合适位置时，在两端都提供有密封，从而完全保护插塞与插座之间的电接触区域。利用锁紧弹簧40和受压缩的入口衬垫55防止所述插塞沿轴向移动，而不会产生任何轴向松弛。
在图4至图6的实施例中，与上述实施例的元件类似的元件的附图标记为相同的附图标记加上100。因此，可以看到，电缆112与导电结构113之间的连接装置111，导电结构113形成扁平导体，即形成飞机中的电气回路部分的条形。如上所述，连接装置包括紧固至导电结构113上的凹型连接插座115和与所述线缆112的端部连接的凸型插塞117。
插座115由高导电率金属制造。其具有从导电结构113的孔121中穿过的单个螺纹延伸件119。将螺母122接合在螺纹部分上以在插塞15与所述导电结构13之间提供机械安装和电连接。在该实例中，应该观察到可以由柱形金属坯体来加工整个插座115从而降低成本。将销116插入插座的壳体中并且占据形成于导电结构113中的孔118以防止插座旋转。
此外，与上述实例相同，完全由高导电率金属制造的插塞117被衬套125延长，衬套125具有构成压接柱体的可变形壁。因此该衬套具有盲孔127，因此，衬套的壁足够薄而能够扁平化。电缆112的导电端在使壁扁平化和永久变形之前接合到所述盲孔中。与上述实例相同，衬套125包括检查槽或孔129。
连接插座115包括膛孔133，膛孔133成形并定尺寸为与所述插塞117电接触地接纳插塞117。与上述实施例不同，插塞117的用于接合到膛孔133中的部分的直径是恒定的。然而，膛孔133是具有相应直径的盲孔。
与上述实例相同，插塞具有凹槽137，但是该凹槽137形成在远离插塞117端部的位置处。插座的膛孔133因此仅仅具有供插塞接合在其中的入口孔142。如图所示，插塞的长度和膛孔的长度设定为当插塞接合到插座的膛孔中时凹槽137位于入口孔142之外。如上所述，该膛孔133容纳两个彼此隔开的环形接触带159。可以提供更大数量的环形接触带。这些接触带由电阻率非常低的金属制成，并且在插塞接合到膛孔中时受到插塞的压缩。膛孔还容纳布置在膛孔内壳体中的环形衬垫155，例如O形圈。该衬垫可以直接在插座内包覆成型。其具有用于在接合插塞时提供密封性的一个或多个凸缘。
该装置与锁紧弹簧配合，该弹簧包括盖体140，盖体140成形为同时与凹槽137以及插座的突出的环形连接环141配合。在该实例中，在插座115的远离承载螺纹延伸件119端的端部限定突出边缘。
盖体具有弹性指部161，并且这些指部的端部设置有构成与插座的所述突出边缘配合的倒钩的齿部143。
此外，盖体140包括横向延伸件160，横向延伸件160在该实例中是相对有弹性的，并且在横向延伸件中限定有横向开口162，该开口成形并定尺寸为与插塞的凹槽137配合。更精确地说，在该实例中，开口162是具有笔直安装部分163和修圆轮廓部分164的凹口，笔直安装部分163敞通至所述横向延伸件的一个边缘，修圆轮廓部分164与所述凹槽137保持间隙。笔直安装部分延伸至修圆轮廓部分。笔直安装部分163的宽度略小于凹槽137的底部直径，而修圆轮廓部分164略大于凹槽的底部直径。以这样的方式，借助力将盖体接合在插塞上，并在横向延伸件与凹槽底部存在间隙的情况下使盖体保持连接在上面。
盖体包括支撑在插座115端部的弹性隆起部166。该弹性隆起部可以通过使盖体的中部变形或者通过从盖体上切割出突部来制造。
如图7至图9所示，盖体170可以采用不同的形状。举例而言，弹性指部161a的数量可以小于上述实施例中的数量，从而该实例中的盖体成为延伸出横向延伸件160a的三尖叉类型。
在另一可行实例中，形成于横向延伸件162a中的开口可以是具有闭合轮廓的细长孔171，细长孔包括直径与插塞的直径大致相同的圆形部分172以及直径小于插塞的直径但大于所述凹槽底部的直径的圆形部分173。因此，通过穿过细长孔171的较大直径部分使插塞滑入直到横向延伸件接合到凹槽137中为止来安装盖体170。虽然组装在插座上，但是横向延伸件借助于小直径圆形部分的接合而倾斜地锁紧在凹槽中。因此，优选的是，保持盖体固定。
如图所示，可以通过在插塞117的末端制造盲孔175来使之轻型化。
应该观察到图4至图8的实施例因只需要一个衬垫而呈现出提供了更可靠、更简单和更便宜的密封的优点。
其它变型也是可行的，尤其是在涉及锁紧弹簧结构的方面。例如，锁紧弹簧可以包括两个部分，即上述类型的盖体以及容纳在插座的盲孔底部以弹性地推回插塞并增强锁紧效果的弹性装置。于是，这使得可以使用明显更坚硬且更耐用的盖体。
图10至图15示出与图4至图9的实施例类似的另一实施例。与上述实施例的元件类似的元件的附图标记为相同附图标记加上100。可以看到，连接装置211包括连接插座215，该插座215由高导电率金属制造且借助螺纹延伸件219和螺母222紧固至导电结构213上。该装置还包括由高导电率金属制造的插塞217。插座具有用于接纳插塞217的膛孔233。在该实例中，膛孔233与导电结构213平行。插塞具有形成在其中的远离端部的凹槽237。一旦插塞完全接合在膛孔233中，则凹槽237位于膛孔233的入口孔242之外。还可以看到布置在膛孔233内部的由导电率非常低金属制造的两个环形接触带259。
该装置在远离入口孔242的端部还具有成形为同时与凹槽237和插座的连接边缘241配合的锁紧盖体240，连接边缘241在该实例中由在轴向上与膛孔233对准地设置的孔245的边缘构成。更具体地说，盖体240设置有指部246，该指部246具有与孔245的边缘配合的钩部243(呈斜削柱体的形式)。如上所述，盖体包括横向延伸件260，该延伸件具有限定在内部并成形和定尺寸为与所述插塞的凹槽237配合的开口262。如图14所示，开口262是具有向外张开安装部分263的凹口，向外张开安装部分263敞通至横向延伸件260的边缘。该安装部分264延伸至接合在凹槽237中的修圆轮廓部分。
此外，盖体设置有两个立筋244，立筋244位于内部并且在平行侧面248上彼此相对。这些立筋局限于在形成于插座215中的相对线型平行凹槽247中移动，从而将所述盖体240保持为无法脱离所述插座。
此外，插塞设置有位于凹槽237附近的环形衬垫255，而插座包括与入口孔242相邻的内部台肩256。
在上述示例中，孔245与膛孔233连通。为了提供安装后的密封性，插塞的端部承载柱形衬垫257，衬垫257在膛孔233的端部受到压缩。
自然，插座不需要具有螺纹部分219，并且可以直接焊接到导电结构213上。
在图11至图13中示出操作。在盖体如图11所示的倾斜状况下，盖体与插座的膛孔的入口孔242脱离并且可以将插塞217接合在插座中。然后，如图12所示，在将盖体240尽可能保持在插座上方的同时使盖体240倾斜从而使开口262位于插塞的凹槽237的上方。这只有在插塞217被完全推入插座的膛孔233中并且环形衬垫255因与台肩256接触而不能被看到时才是可能的。在该位置处，衬垫257也被压缩在插座的膛孔的端部上。如图13所示，当将插塞保持在该位置时，则足以将盖体240降至插座上，直到横向延伸件260在弹性变形之后锁紧在凹槽237的直径上并且钩部243与孔245的边缘241配合为止。由盖体中的孔258构成的定位检查窗口显示出插座的彩色区域259而向用户给出已经锁紧的提示。该装置在其各个横向表面248中具有孔258，并且基部具有两个对应的彩色区域259。
图16至图20示出另一实施例，其中，类似的结构元件以相同附图标记再次加100的附图标记来表示。不再详细描述这些元件。在该实施例中，用于接纳插塞317的插座的膛孔333与安装平面垂直，即与导电结构313垂直。换句话说，在安装之后，插塞317的轴线与用于紧固插座315的螺纹部分319的轴线重合。
在该实施例中，插座315具有横向设置的两个上述连接边缘341。这些是形成在插座的平行且相对的横向肋370上的孔345。盖体还具有两个平行指部372，指部372具有分别与所述连接边缘341(即孔345)配合的钩部373，盖体与上述实施例在其他方面大致相同。具体地说，盖体自然包括布置在插座的两个平行线型凹槽347中的两个立筋344，以保持其不脱离。
更具体地说，盖体具有至少一个定位检查窗口(孔358)，并且插座包括用于使所述窗口显示盖体正确定位的彩色区域359(参见图19)。图17至图19中所示的安装与上述实施例中的安装类似。在抬高盖体340的情况下，使插塞317接合在插座的膛孔333中直到环形衬垫355抵靠台肩356为止，然后，倾斜盖体350直到横向延伸件360接合到插塞的凹槽337中为止(图18)。然后，降低盖体直到延伸件360通过弹性变形而锁紧到凹槽337的直径上并且直到钩部373接合到孔345中为止。

Claims (22)

1.一种电缆与导电结构之间的连接装置，所述装置的特征在于：其包括紧固至所述导电结构上的凹型连接插座(15)以及连接至所述电缆(12)一端的凸型插塞(17)，所述插座(15)包括腔孔(33)，所述腔孔(33)成形并定尺寸为与所述插塞电接触地接纳所述插塞，所述插塞包括凹槽(37)，锁紧弹簧(40)安装在所述连接插座上并且包括用于在将所述插塞接合到所述腔孔中时接合到所述凹槽(37)中的弹性分支，所述凹槽(137)远离所述插塞的端部而形成，所述插座的腔孔(133)具有与所述插塞接合的入口孔，所述插塞的长度和所述腔孔的长度定为当所述插塞接合到腔孔中时所述凹槽(137)位于入口孔(142)之外，所述锁紧弹簧包括成形为与所述凹槽和所述插座的连接边缘(141)配合的盖体(140)，所述插座(115)的腔孔(133)是盲孔。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凹槽(37)形成在所述插塞(17)的端部附近，所述腔孔(33)是贯穿的孔并且具有出口孔(44)和与所述插塞接合的入口孔(42)，所述插塞的长度和所述腔孔的长度定为当所述插塞接合到腔孔中时所述凹槽(37)位于所述腔孔的出口孔(44)之外，所述弹簧(40)位于所述出口孔的附近以与所述插塞的凹槽(37)配合。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述弹簧(40)包括至少一个弯曲分支，所述弯曲分支用于在所述插塞接合在所述插座中时接合到所述凹槽中。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述弹簧(40)采用大致U形发夹的形式，所述弹簧(40)安装在所述插座的两个突出元件(48、49)之间，所述发夹的分支在所述出口孔附近并且在自身的两侧具有相对的弯曲部分(50)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述插座包括围绕所述出口孔内侧的环形密封衬垫(53)。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述插座包括围绕所述入口孔紧固在外侧的入口衬垫(55)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述插塞具有支撑在所述入口衬垫上的台肩(56)。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盖体具有内部限定有开口(162)的横向延伸件(160)，所述开口成形并定尺寸为与所述插塞的凹槽(137)配合。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述开口(162)是具有安装部分(163)和修圆轮廓部分(164)的凹口，所述安装部分(163)敞通至所述横向延伸件的边缘并延伸至所述修圆轮廓部分(164)，所述修圆轮廓部分(164)保持在所述凹槽中。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盖体(140)具有弹性指部(161)，所述指部的端部设置有齿部(143)，齿部(143)形成了与所述连接边缘(141)配合的倒钩。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述开口是具有闭合轮廓的细长孔(171)，所述细长孔具有直径与所述插塞的直径大致相同的圆形部分(172)以及直径比所述插塞的直径小但比所述凹槽底部的直径大的圆形部分(173)。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盖体包括支撑在所述插座的端部上的弹性突出部(166)。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述腔孔(33、133)容纳至少一个环形接触带(59、159)。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述腔孔容纳多个彼此隔开的接触带(59、159)。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述插塞(17)被衬套(25)延长，衬套(25)具有构成压接柱体的可变形壁，所述电缆接合在所述衬套的盲孔(27)中并且通过将壁扁平化来保持。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述衬套(25)包括敞通至所述盲孔的检查槽或孔(29)。
17.根据权利要求1、8或9所述的装置，其特征在于，所述盖体设置有两个立筋(244)，所述立筋局限于在所述插座(240)的平行相对凹槽(247)中移动，从而将所述盖体保持成不脱离所述插座。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述插座的连接边缘(241)由孔(245)构成，所述盖体设置有指部(246)，所述指部具有与所述孔的边缘配合的钩部(243)。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述插塞(217)设置有与所述插座的内部台肩(256)接触的环形衬垫(255)。
20.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述孔(245)与所述腔孔(233)轴向对准地敞通，所述插塞的端部承载密封衬垫(257)。
21.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，用于接纳所述插塞(317)的所述插座的腔孔(333)与所述安装平面垂直，所述插座包括采用横向布置的孔(345)的形式的两个上述连接边缘(341)，所述盖体(340)包括具有钩部的两个平行指部(372)，钩部与对应的一个所述连接边缘配合。
22.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述盖体(240)包括定位检查窗口(258)，而且所述插座包括彩色区域(259)，当所述盖体正确定位时所述窗口定位成显示该彩色区域(259)。
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