CN103004025B - 可转动的插头式连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于传输电流的插头式连接器，该插头式连接器具有：插头侧端（20），该插头侧端被设计成形成具有配对插头的插头连接；缆线侧端（22），该缆线侧端被设计成以电的和机械的方式连接到缆线（24）上，该缆线具体是具有网屏（26）以及在该网屏（26）内的至少两条线路（28，30）的缆线（24）；壳体（10）；并且具有至少两个内部导体部件（12，14），该至少两个导体部件通过绝缘部件被至少部分地保持在该壳体（10）中并且是彼此电绝缘的，其中这些内部导体部件（12，14）在轴向方向上在该插头侧端（20）伸出超过该壳体（10），其中这些内部导体部件（12，14）被安排和设计的方式为使得它们在它们伸出超过该壳体（10）的范围中在该插头侧端（20）处形成接触区域（40，44），所述接触区域在该轴向方向上是彼此间隔开的并且用来在该配对插头中与对应的导体部件产生电接触。

Description

可转动的插头式连接器
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及用于传输电流的插头式连接器，该插头式连接器具有：插头侧端，该插头侧端被设计成形成具有配对插头的插头连接；缆线侧端，该缆线侧端被设计成以电气及机械方式连接到缆线上，该缆线具体是具有网屏以及在该网屏内的至少两个导体的缆线；壳体；并且具有至少两个内部导体部件，该至少两个导体部件通过绝缘部件被至少部分地保持在该壳体中并且是彼此电绝缘的以及各自的接触区域用来在该配对插头中与对应的导体部件产生电接触，其中内部导体部件各自具有接触区段，该接触区段在轴向方向上从该接触区域在该插头式连接器的缆线侧端的方向上延伸并且被设计成以电气及机械方式与该缆线的导体相连接。
用于电插接连接的两极或多极插头式连接器要求插头与配对插头的精确对齐以便使该插头式连接器的对应导体与配对插头的正确导体产生电气及机械接触。插头式连接器和配对连接器由此相对于彼此不是自由地可转动的。然而，在某些应用中，在缆线末端上安排的插头式连接器已经与配对连接器（该配对连接器例如被固定到壳体上）插接在一起之后，缆线发生运动，或者插头式连接器必须与该缆线一起转动以便使其以正确的极性插入该配对连接器中。这在插头式连接器中引起不希望的机械张力，并且在缆线中，这可以例如引起缆线的网屏的损坏，因而防碍了该插接连接的电磁屏蔽作用。
为了建立多极插接连接，其中插头与配对插头是相对于彼此自由地可转动的，例如从DD 236420A1已知多极插孔插头。由此在该插孔插头中形成圆周凹槽，安排在配对插头中的接触弹簧卡扣在该圆周凹槽中，从而产生相应的接触力，并且将该插孔插头锁定在配对连接器中。该接触弹簧由此是配对连接器中的这些导体之一并且该凹槽是形成在该插孔插头的这些接触表面之一中。这种插孔插头连接的优点是操作简单与节省空间相结合的设计。缺点首先是发生短路插接操作以及相对差的接触质量。如果接触弹簧在配对连接器中的弹簧张力随时间减小那么不仅电接触变得更差，而且插接连接的机械稳定性也受到损坏。如果插接连接意外断开会导致损害，例如，在管吉他放大器的扩音器连接的情况中，那么在各种情况下缺乏机械锁定会是缺点。
例如，插孔插头连接的接触负载是直至3A的用于6.35mm的插座和耦联器，开关负载为50V时0.5A。插孔插头因此不适合用于传输高电流，例如在100V或更高的高电压下的20A或更大的电流。
EP 0 067 727A1披露了一种用来将共轴双缆线与插头式连接器相连接的缆线终止装置。这种缆线终止装置具有被保持在壳体中并且借助绝缘部分而彼此电绝缘的两个内部导体部件。
US 6 641 442B1披露了一种用于气囊的气体发生器的插头式连接器，其中插头区段是由壳体形成。在该插头区段中安排了内部导体触点并且在该插头区段上径向地安排了C形成形的外部导体触点。
WO 2008/060470A2披露了一种具有单个触点的多个单个插头式连接器。该单个触点具有彼此绝缘的两个导电体，这两个导电体提供了两个分离的导电表面。这允许两个不同的电信号经由该单个触点被同时传输。
US 3 246 282披露了一种处于插孔插座形式的电插头式连接器。在承载由弹性材料制成的多个导电体的套筒中安排了一个管形的元件。多条导线经由套筒的外部圆周上的凹槽穿过这些导电体。被插接在插孔插座中并且与这些导电体产生电接触的插孔插头可以相对于插孔插座自由地转动。
本发明所基于的问题是提供上述类型的插头式连接器，该插头式连接器相对于配对的连接器是自由地可转动的并且同时允许传输高电流。
此问题是根据本发明通过具有权利要求1中所指明的这些特征的上述类型的插头式连接器来解决的。本发明的多个有利实施方案在其他权利要求中予以说明。
根据本发明，在上述类型的插头式连接器中，其中这些内部导体部件在轴向方向上在该插头侧端伸出超过该壳体，其中这些内部导体部件被安排和设计的方式为所述接触区域在该轴向方向上是彼此间隔开的，且使得它们在它们伸出超过该壳体的范围中在该插头侧端处形成用于与该配对插头中与对应的导体部件产生电接触的接触区域，其中至少一个第一内部导体部件的接触区域是在圆周方向上被空隙中断的第一空心柱形接触表面的形式，其中至少第二内部导体部件的接触区段被设计和安排的形式为使得该区段在轴向方向上穿过第一空心柱形接触表面中的空隙而伸出，从而与第一空心柱形接触表面是电绝缘的，这样使得在轴向方向上，与第一内部导体部件的接触区域相比，第二内部导体部件的接触区域被安排成更接近该插头式连接器的插头侧端。
这具有的优点是，当与配对的连接器插接在一起时，该插头式连接器相对于这个配对连接器是自由地可转动的，这样使得在插头插接的状态中有效地避免了该插头式连接器中的以及与之相连接的缆线中的机械应力，并且同时可以经由这种插头式连接器通过功能上可靠的方式来传输例如20安培或更大的高电流。另外，经由这些内部导体部件可以简单地并通过功能上可靠的方式实现该插头式连接器在配对连接器中的高保持力的机械锁定，这是因为这些内部导体部件是由绝缘部件保持的从而在轴向方向上防止了机械应力。
开放的空心柱形的接触区域允许通过将内部导体部件在径向方向上装配到绝缘部件上的简单组装。这使得有可能通过机加工来自动的制造插头式连接器与缆线的连接。
实现了从缆线进入插头式连接器中的电磁屏蔽的连续，在于该壳体形成了电磁屏蔽并且在插头式连接器的缆线侧端上形成了用于与缆线的网屏的电气及机械连接。
实现了插头式连接器的特别简单的制造和组装，在于至少一个第二内部导体部件的接触区域形成为第二空心柱形接触表面，具体形成为在圆周方向上由空隙中断的第二空心柱形接触表面，具体形成为直的空心圆形柱面。
实现了插头式连接器的特别良好的电传输特性，在于这些内部导体部件的这些接触区域和接触区段被设计和安排的方式为使得它们在空间上被安排在由所产生的具有直的圆形柱面的表面所限定的表面上。
实现了当与配对的连接器插接在一起时、甚至该配对连接器具有非常简单的结构时，这些内部导体部件反抗不希望的短路的电连接，在于电绝缘罩被安排和设计的方式为：这个罩使该第二内部导体部件的接触区段的伸出穿过该空隙的一段在径向方向上与外部电绝缘。
实现了插头式连接器与几个单独部件的特别简单的制造和组装，在于这个罩是一体地形成于绝缘部件上。
实现了插头式连接器与这些内部导体部件同时轴向固定的简单组装，这在于该绝缘部件具有在轴向方向上间隔开的圆周凹陷以便接纳这些内部导体部件的空心柱形接触表面。
实现了在轴向方向上用于插头式连接器在配对连接器中的电中性停止件，这在于该绝缘部件形成了插头式连接器的插头侧端的端面。
实现了这些内部导体部件的功能上的可靠保持以及同时这些内部导体部件相对于壳体的电绝缘，这在于该绝缘部件被设计成两个部分，其中该绝缘部件的第一部分被径向地安排在这些内部导体部件的内部并且该绝缘部件的第二部分被径向地安排在这些内部导体部件的外部但径向地安排在该壳体的内部。
实现了使得第二内部导体部件通过该绝缘部件的这些部分的安排而与配对连接器中用于第一内部导体部件的触点的自动电绝缘的罩的安排，这在于该罩是与绝缘部件的第二部分整体地形成的。
实现了插头式连接器的特别简单的结构，这在于该绝缘部件的第一部分形成了该插头式连接器的插头侧端的端面。
实现了插头式连接器的插头侧端的径向对称形式从而允许在插头插接状态中相对于配对连接器的简单转动，这在于该第一内部导体部件的第一空心柱形接触表面被设计为直的空心圆形柱面。
实现了插接连接从电接触状态中的机械锁定的释放，这在于将该插头式连接器机械闩锁到该配合连接器中的闩锁装置是安排在该壳体的外侧上。这种闩锁装置例如是在该壳体的外侧上在圆周方向上延伸的凹槽的形式。
以下通过参见附图对本发明予以更详细地说明，在附图中：
图1示出根据本发明的插头式连接器的优选的实施方案的透视图，并且
图2示出了根据本发明如图1所示的插头式连接器的优选的实施方案的分解视图。
图1和图2示出了根据本发明用于传输电流的插头式连接器的优选的实施方案，该插头式连接器包括：壳体10，第一内部导体部件12，第二内部导体部件14，将这些内部导体部件12、14径向地保持在壳体10中的预定位置中的绝缘部件的第一部分16，径向地安排在这些内部导体部件12、14与壳体10之间的绝缘部件的第二部分18，被设计成与配对插头插接在一起的插头侧端20，从而使得插头式连接器与配对插头电气及机械的连接在一起，以及缆线侧端22，该缆线侧端被设计为用于与缆线24电气及机械连接在一起，该缆线具有外部导体编织层形式的网屏26、第一导体28，以及第二导体30。壳体10是由导电性材料制造并且可以通过电气和机械的方式连接在缆线侧端22上的外部导体编织层26上，从而使得壳体10形成了针对插头式连接器的电磁屏蔽。支持套筒32被提供用于插头式连接器的缆线侧端22的电气和机械连接。该绝缘部件的这两个部分16、18被如此设计使得这两个部分可以在轴向方向上插入壳体10中。该绝缘部件的第二部分18具有带圆周凹槽34的区段以及罩36，该罩在轴向方向上并且在插头式连接器的插头侧端的方向上伸出超过壳体10。一个开口紧固环38可以安排在这个凹槽34中，从而该开口紧固环38将壳体10在轴向方向上固定在插头侧端20上。在缆线侧端22上，壳体10被轴向地固定穿过该支持套筒32。
第一内部导体部件12具有第一接触区域40，该第一接触区域被设计成与配对连接器中的对应触点产生电气及机械接触，还具有在轴向方向上从第一接触区域40向插头式连接器的缆线侧端22的方向上延伸的第一接触区段42，该第一接触区段被设计成用于与缆线24的第一导体28的电气及机械连接。第二内部导体部件14具有第二接触区域44，该第二接触区域被设计成与配对连接器中的对应触点产生电气及机械连接，还具有在轴向上从第二接触区域44向插头式连接器的缆线侧端22的方向延伸的第二接触区段46，该第二接触区段被设计成用于与缆线24的第二导体30的电气及机械连接。
绝缘部件的第一部分16在插头式连接器的插头侧端20上形成端面48。
在壳体10的外壁上形成圆周凹槽50。该圆周凹槽可以起到闩锁装置的作用，该闩锁装置可以与在配对连接器上的锁定或闩锁机构相对应，以便在两者插接在一起的状态下机械地将该插头式连接器与配对连接器锁定或闩锁，从而反抗在轴向方向上的意外拉开。
内部导体部件12、14的第一接触区域和第二接触区域40、44被相应地设计为在圆周方向上由空隙52、54中断的第一和第二空心柱形接触表面，从而这些接触区域40、44在结构上基本是环形的，具有开放的侧面或空隙52、54。这些空心柱面40、44由此被设计为直的空心圆形柱面。这些内部导体部件12、14的安排被选择为使得第二内部导体部件14的第二接触区段46伸出经过第一内部导体部件12的空隙52。该安排由此是这样的，假想该在空隙52的范围中在圆周方向上被中断的第一空心柱面40是完整的空心柱形或环形时，则其至少与第二内部导体部件14的第二接触区段46相交。在所展示的实施方案中，第二内部导体部件14的第二接触区段46位于直的圆形柱面的产生表面上，该直的圆形柱面由第一内部导体部件12的第一空心柱面40保持。第二内部导体部件14的第二接触区段46穿过在第一内部导体部件12的第一空心柱形接触表面40中的空隙52，其方式为使得防止在这两个元件之间的电接触。通过第二内部导体部件14的第二接触区段46与第一内部导体部件12的第一空心柱形接触表面40之间的对应距离，同样在空隙52的范围中，第一内部导体部件12和第二内部导体部件14彼此保持电绝缘。
该绝缘部件的第一部分16具有用来容纳这些内部导体部件12、14的空心柱形接触表面40、44的对应凹陷。通过这些内部导体部件12、14的空心柱形接触表面40、44的空隙或开口侧52、54，可将两导体部件径向地从外侧简单地推到或插接到绝缘部件的第一部分16上。通过这些内部导体部件12、14的对应的有弹性的设计，当被径向地插接到绝缘部件的第一部分16上时，这些空心柱形接触表面40、44在径向方向上被轻微地加宽并且在绝缘部件的第一部分16上夹紧，其中这些卡扣在弹簧弹性力的作用下回到它们的基础位置中。这些接触区域或者这些空心柱形接触表面40、44在绝缘部件的第一部分16上被安排成在轴向上彼此相距一定距离。如由图1可以看到的，绝缘部件的第一部分16的带有这些接触区域40、44的区段在轴向方向上伸出超过壳体10，从而这些接触区域40、44在插头式连接器的插头侧端20上露出，继而允许与配对连接器中的对应触点的电气及机械接触。插头侧端20上导致的几何形状意味着当与配对插头插接在一起时，该插头式连接器可以相对于配对连接器自由地转动。例如，配对连接器中的触点由此在径向上从外侧接触该第一接触区域40。为了防止该配对连接器中的这个触点同时还在接触区段46穿过空隙52的范围中与第二内部导体14产生接触，提供了罩36，该罩使该接触区段46的在空隙52的区域中的这个区段在径向上与外部电绝缘。这意味着在配对连接器中用于第一接触区域40的对应触点可以被设计成在圆周方向上完全连续，而第二内部导体14也不会由此发生还与配对连接器中的这个触点电气及机械接触的这种不期望的情况。
为了将插头式连接器的缆线侧端22装配到缆线24上，该缆线是被进行剥皮操作以使得外部导体编织层26连同导体28、30露出。该支持套筒32被推到缆线24上并且外部导体编织层26被置于其上。如果必要的话，该支持套筒32被夹压到缆线24上。这些内部导体部件12、14各自以电气及机械方式与这些导体28、30相连接，例如，通过锡焊或焊接。以此方式与这些导体28、30相连接的这些内部导体部件12、14在径向上从外部被插接或夹紧到绝缘部件的第一部分16上。用于这些接触区域40、44的绝缘部件的第一部分16中的对应的接纳凹陷在此是在轴向方向上彼此电绝缘的。该绝缘部件的第二部分18此后被轴向地推到该绝缘部件的第一部分16上。这会造成第二接触区段46在空隙52中的自由范围由于罩36而在径向方向上与外部电绝缘。同时，绝缘部件的第二部分18将这些内部导体部件12、14在径向方向上固定并且在向外的径向方向上使这些内部导体部件12、14与此后再装配的壳体10绝缘。对应的闩锁机构将绝缘部件的第二部分18在轴向方向上固定到绝缘部件的第一部分16上。壳体10于是在轴向方向上被推到绝缘部件的第二部分18上直到它向上抵靠该支持套筒32。如同该支持套筒32，由导电性材料制成的壳体10是经由该支持套筒32以电气及机械的方式与缆线24的外部导体编织层26相连接的。紧固环38被安排在凹槽34中，使得壳体10在轴向方向上被固定并且被紧固从而反对在插头侧端的方向上的拉开。根据本发明的插头式连接器此时完全与缆线24组装在一起并且与之以电气及机械方式相连接。

Claims (14)

1.用于传输电流的插头式连接器，该插头式连接器具有：插头侧端(20)，该插头侧端被设计成形成具有配对插头的插头连接；缆线侧端(22)，该缆线侧端被设计成以电气及机械的方式连接到具有网屏(26)以及在该网屏(26)内的至少两个导体(28，30)的缆线(24)上；壳体(10)；并且具有至少两个内部导体部件(12，14)，该至少两个导体部件通过绝缘部件被至少部分地保持在该壳体(10)中并且是彼此电绝缘的，以及各自的接触区域用来在该配对插头中与对应的导体部件产生电接触，其中内部导体部件(12，14)各自具有接触区段(42，46)，该接触区段在轴向方向上从该接触区域(40，44)向该插头式连接器的缆线侧端(22)的方向上延伸并且被设计成用电气及机械方式与该缆线(24)的导体(28，30)相连接，其特征在于，内部导体部件(12，14)在轴向方向上在该插头侧端(20)伸出超过该壳体(10)，其中这些内部导体部件(12，14)被安排和设计的方式为所述接触区域在该轴向方向上是彼此间隔开的，且使得它们在它们伸出超过该壳体(10)的范围中在该插头侧端(20)处形成用来在该配对插头中与对应的导体部件产生电接触的接触区域(40，44)，其中该至少一个第一内部导体部件(12)的接触区域(40)是在圆周方向上被空隙(52)中断的第一空心柱形接触表面的形式，其中该至少一个第二内部导体部件(14)的接触区段(46)被设计和安排的方式为使得它在轴向方向上穿过在第一空心圆柱形接触表面(40)中的空隙(52)伸出，与该第一空心柱形接触表面(40)是电绝缘的，从而使得在轴向方向上与该第一内部导体部件(12)的接触区域(40)相比，该第二内部导体部件(14)的接触区域(44)被安排成更接近该插头式连接器的插头侧端(20)。
2.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于，该壳体(10)形成电磁屏蔽并且是在该插头式连接器的缆线侧端(22)上形成的用于与缆线(24)的网屏(26)的电气及机械连接。
3.根据以上权利要求中至少一项所述的插头式连接器，其特征在于该至少一个第二内部导体部件(14)的接触区域(44)形成为第二空心柱形接触表面，具体形成为接触表面空心柱面，具体形成为在圆周方向上被空隙(54)中断的第二空心柱形接触表面(44)，具体形成为直的空心圆形柱面。
4.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于这些内部导体部件(12，14)的这些接触区域(40，44)以及接触区段(42，46)被设计和安排的方式为使得两者在空间上被安排在由所产生的具有直的圆形柱面的表面所限定的表面上。
5.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于电绝缘罩(36)被安排和设计的方式为：这个罩(36)使该第二内部导体部件(14)的接触区段(46)的伸出穿过该空隙(52)的一段在径向方向上与外部电绝缘。
6.根据权利要求5所述的插头式连接器，其特征在于，该罩(36)是一体地安排在绝缘部件(18)上的。
7.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于该绝缘部件(16，18)具有在轴向方向上间隔开的圆周凹陷以便接纳这些内部导体部件(12，14)的空心柱形接触表面(40，44)。
8.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于该绝缘部件(16，18)形成该插头式连接器的插头侧端(20)的端面(48)。
9.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于，该绝缘部件(16，18)被设计成两个部分，其中该绝缘部件的第一部分(16)被径向地安排在两内部导体部件(12，14)之内并且该绝缘部件的第二部分(18)被径向地安排在这些内部导体部件(12，14)之外并且被径向地安排在该壳体(10)的内部。
10.根据权利要求6或9所述的插头式连接器，其特征在于该罩(36)与该绝缘部件的第二部分(18)是一体地形成的。
11.根据权利要求8或9所述的插头式连接器，其特征在于该绝缘部件的第一部分(16)形成了该插头式连接器的插头侧端(20)的端面(48)。
12.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于该第一内部导体部件(12)的第一空心柱形接触表面(40)被设计为直的空心圆形柱面。
13.根据权利要求1所述的插头式连接器，其特征在于用于将该插头式连接器机械的闩锁到该配合连接器中的闩锁装置(50)是安排在该壳体(10)的外侧上。
14.根据权利要求13所述的插头式连接器，其特征在于该闩锁装置是在该壳体的外侧上在圆周方向上延伸的凹槽(50)的形式。
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