CN103066440A

CN103066440A - 密封式电缆组件及组装的方法

Info

Publication number: CN103066440A
Application number: CN201210403262.3A
Authority: CN
Inventors: D·L·卡祖波维斯基
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-04-24
Also published as: US20130102176A1

Abstract

本发明涉及一种电缆组件，它具有包括密封腔的外壳。多个导电端子在终端接合处端接到电缆的导线上。每个端子都位于外壳内，所述终端接合位于密封腔内。密封腔内设有包括第一介电层和第二介电层的介电密封插件，以便围绕每个终端接合。本发明还提供了一种组装电缆组件的方法。

Description

密封式电缆组件及组装的方法

技术领域

本发明总体上涉及一种电缆组件，更具体地说，涉及一种在其一端或全部两端具有密封式电连接器的电缆组件。

背景技术

当连接两个或更多电气部件时经常使用电缆组件。在恶劣或苛刻的环境条件下，电缆组件可以设有密封元件以防接地故障或其它不希望有的电气故障。可以使用不同的材料作为密封元件，包括预成型的绝缘体以及在组装过程中形成在电缆组件内的绝缘体。这类电缆组件构造成在额定工作条件内保持电气部件之间期望的电绝缘水平。

US专利NO.5,626,486公开了一种高电压低电流的电缆组件。这种电缆组件包括在它们的配合界面处绝缘并且位于电连接器外壳内的配合端子对。这类绝缘体可以包括刚性介电材料和弹性体材料。

发明内容

一方面，提供了一种用于与配合（配对）连接器配合的电缆组件。该电缆组件具有外壳，该外壳包括配合端、电缆端以及处于配合端和电缆端之间的密封腔。电缆具有位于该电缆中的多个电导线，每个电导线都具有围绕该电导线的介电（绝缘）外皮。多个导电端子位于外壳内，每个导电端子都在终端接合（接合部，联结点，接头）处端接（终止）于其中一个电导线上。每个终端接合都位于密封腔内。设有介电端子支承件以用于以间隔开的阵列支承一部分导电端子。介电密封插件设于密封腔内以便环绕每个终端接合。该介电密封插件具有第一介电层和第二介电层。

另一方面，提供了一种方法以用于组装电缆组件。提供具有多个电导线的电缆。每个电导线都具有围绕该电导线的介电外皮。提供具有外壳和多个导电端子的电连接器组件。该外壳包括配合端、电缆端以及处在配合端和电缆端之间的密封腔。导电端子在终端接合处端接到每个电导线上。每个终端接合都在密封腔内。将第一介电层和第二介电层插入密封腔中以在密封腔内形成介电插件。每个终端接合都密封在介电密封插件内。

附图说明

图1是电缆组件的一端的透视图；

图2是图1的电缆组件的局部剖开的顶部平面图；

图3是图1的电缆组件从不同透视图所取的部件分解图；以及

图4是总体上沿着图2的线4-4截取的剖视图。

具体实施方式

参见图1-3，其中示出电缆组件10的一端。该电缆组件10可以包括端接到电缆12的一端或全部两端上的电连接器20。电缆12包括多个电导线13，这些电导线使电缆的长度延伸并且被电缆介电外皮14包围。每个电导线13都具有导体15和围绕该导体并使这些导体15绝缘的外部介电外皮16。导体15可以采取各自形式、例如包括多个标准金属丝或单个实心丝，并用导电材料例如铜制成。

如在图3-4中最佳看出的，电连接器20具有外壳22，该外壳22包括位于介电端子支承件50内的多个导电端子40。每个导电端子40都具有接触端41，该接触端用于与配合部件（未示出）如沿着配合轴线17的配合电连接器配合并建立电连接。每个导电端子40还可以包括用于将导电端子固定在介电端子支承件50内的体部区段42和终端43。如图所示，终端43构造成焊接杯（solder cup），以便有助于将电导线13中的一个的导体15焊接（钎焊）到导电端子40上，由此在电导线和导电端子之间形成终端接合。在某些情况下，电导线13可以用其它方式例如通过卷边接合端接到导电端子40上。尽管将导电端子40示出为具有凸形或柱形接触端41，但该接触端也可以构造成具有凹形或插孔状接触端。

外壳22可以总体是柱形并包括第一外壳部件23和第二外壳部件24。第一外壳部件23可以包括沿着其外表面的带螺纹区段25，该带螺纹区段25与沿着第二外壳部件24的内表面的带螺纹区段26相互作用。第一外壳部件的带螺纹区段25和第二外壳部件的带螺纹区段26相互作用以将第一外壳部件23和第二外壳部件24固定在一起。当固定在一起时，第一外壳部件23和第二外壳部件24相互作用以形成总体为柱形的外壳22。外壳22具有配合端27和电缆端28，该配合端27大致邻近导电端子40的接触端41，该电缆端28与配合端相对并且电缆12由该电缆端从外壳22延伸。

第一外壳部件23可以总体是柱形并具有配合区段31和端子支承区段32。配合区段31是大致空心的并且具有导电端子40贯穿其中的接触端41。该端子支承区段32具有位于其中的介电端子支承件50并可以包括环形凸脊33，该环形凸脊33与介电端子支承件50的环形凹槽51相互作用以将介电端子支承件50固定在第一外壳部件23内。带螺纹区段25可以沿端子支承区段32的外表面延伸。带螺纹的锁紧螺母38可以安装在第一外壳部件23上。尽管配合区段31构造成插孔状部分以容纳配合连接器（未示出）的插头状部分，但第一外壳部件的配合区段31也可构造成插头状区段。

第二外壳部件24可以总体是柱形并且具有空心向前区段34，该空心向前部分34具有沿着其内表面的带螺纹区段26，以用于固定到第一外壳部件23的带螺纹区段25上。第二外壳部件24的密封区段35设置在空心向前区段34的后面并且具有总体是柱形以用于在其中容纳介电密封插件60的密封腔36。开口37可以在第二外壳部件24的电缆端28处形成并提供通向密封腔36的入口。此外，电导线13可以穿过开口37从电连接器20引出。第一外壳部件23和第二外壳部件24可以用耐久的材料如金属制成。在一种构型中，第一外壳部件23可以用铝压铸件制成，第二外壳部件24可以用锌压铸件制成。

介电端子支承件50总体是柱形并具有贯穿该支承件延伸的多个腔孔52，所述腔孔大致平行于电连接器20的配合轴线17以用于将导电端子40容纳于其中。环形凹槽51可以沿该支承件的外表面延伸，并与第一外壳部件23的环形凸脊33相互作用以将介电端子支承件50固定在第一外壳部件内。介电端子支承件50可以用不导电的橡胶或弹性体材料例如氯丁橡胶制成。也可以使用其它具有类似性能或实现类似效果的材料。

第二外壳部件24的密封腔36可以充以介电密封插件60。介电密封插件60具有第一介电层61和第二介电层62。第一介电层61和第二介电层62可以由相同或不同的材料形成，并组合以形成介电密封插件60。在一个实施例中，第一介电层61和第二介电层62可以用环氧树脂形成。介电密封插件60足以包围或密封并隔离终端接合，在该终端接合处各电导线13的导体15端接到各导电端子40的终端区段43上。此外，第一介电层61接合介电端子支承件50的向后表面53（朝向第二外壳部件24的电缆端28），整个介电密封插件60可以延伸到并接合密封腔36的外表面。

导电端子40安放在介电端子支承件50内，介电密封插件60围绕终端接合—在该终端接合处导体15端接到导电端子40的终端43上。介电密封插件60延伸到介电端子支承件50的向后表面53。绝缘的应变消除和外罩65可以围绕电缆12和外壳22包覆模制。在这种构型下，电缆组件10的导体15足以绝缘并间隔开以便提供期望的电特性。在一种应用中，这种电缆组件10额定用于在二十安培和六百伏特下工作。

尽管将第一外壳部件23的配合区段31示出为插孔状部分—它具有凸形导电端子并构造成容纳具有凹形导电端子（未示出）的配合连接器（未示出）的插头状部分，但也可以互换配合区段31和配合连接器的插头状部分的构型，因此凸形导电端子设置在配合连接器的插头状部分内而凹形导电端子设在配合区段31内。此外，可以在每个连接器内将凸形和凹形端子混合形成凸形和凹形导电端子的混合阵列。

在组装期间，第一外壳部件23可以设有安装于其中的介电端子支承件50和位于介电端子支承件的孔或腔孔52内的导电端子40。在这种情况下，每个导电端子40的终端43都从介电端子支承件50向后延伸。电缆12通过除去一部分围绕电导线13的电缆介电外皮14来制备。剥去或除去每个电导线13的一定长度的外部介电外皮16以便除去一定长度的露出的导体15。然后将第二外壳部件24滑动到电缆12上或可以在制备电导线13之前将第二外壳部件滑动到电缆12上。每个电导线13都例如通过焊接而端接到其中一个导电端子40上，以在电导线13和导电端子40之间形成终端接合。然后使第二外壳部件24沿着电缆12滑向第一外壳部件23。使第二外壳部件24相对于第一外壳部件23旋转，其中第一外壳部件的带螺纹区段25接合第二外壳部件的带螺纹区段26以便将第一外壳部件和第二外壳部件旋拧（通过螺纹接合）在一起来固定这两个外壳部件并形成外壳22。

然后将第一介电层61在第二外壳部件的密封腔36内并沿着介电端子支承件50的向后表面53插入。在一种构型中，第一介电层61在大致平行于电连接器20的配合轴线17的方向上的深度比第二介电层62薄，并可以是在大约4-10mm之间。使第一介电层61固化，然后将第二介电层62插入密封腔36内并使该第二介电层固化。在某些应用中，可以在未完全固化第一介电层61的情况下施加第二介电层62。第一介电层61和第二介电层62结合以形成介电密封插件60。也可以提供附加的介电层并形成介电密封插件的一部分。介电密封插件60可以延伸到密封腔36的外表面以便在侧向上充填密封腔。第一介电层61和第二介电层62可以通过将喷嘴（未示出）通过外壳的电缆端28并穿过开口37插入密封腔中形成。绝缘应变消除和外罩65可以围绕电缆12和外壳22包覆模制以作为组装电缆组件10的最后步骤。

虽然在上面描述的电缆组件10中介电端子支承件50插入第一外壳部件23中而导电端子40插入介电端子支承件中，但也可以将第一外壳部件23中的介电端子支承件50插入模具并在其中具有导电端子40。在另一种构型中，可将每个电导线13端接到导电端子40上，然后将每个端接的端子插入介电端子支承件50中。

工业适用性

本文说明的电缆组件的工业适用性从上面讨论很容易理解。本发明可适用于其中希望提供两个部件间的电连接的系统和机械。电缆组件10为在恶劣的环境条件下的较高电压和电流应用提供改善的电气性能。该电缆组件减少了电压放电和其它类型故障的可能。

一方面，提供了一种用于与配合连接器（未示出）配合的电缆组件10。该电缆组件10具有外壳22，该外壳22包括配合端27、电缆端28以及处于配合端和电缆端之间的密封腔36。电缆12中具有多个电导线13，其中每个电导线13都具有围绕该电导线的外部介电外皮16。在外壳22内设置多个导电端子40，每个导电端子40都在终端接合处端接到其中一个导电线13上。每个终端接合都位于密封腔36中。设置介电端子支承件50以用于以间隔开的阵列支承导电端子40的一部分。介电密封插件60位于密封腔36内以便围绕每个终端接合。该介电密封插件60具有第一介电层61和第二介电层62。

另一方面，提供了一种用于组装电缆组件10的方法。提供具有多个电导线13的电缆12。每个电导线13都具有围绕它的外部介电外皮16。提供具有外壳20和多个导电端子40的电连接器20。该外壳包括配合端27、电缆端28以及处于配合端和电缆端之间的密封腔36。将导电端子40在终端接合处端接到每个电导线13上。每个终端接合都位于密封腔36内。将第一介电层61和第二介电层62插入密封腔36中以在该密封腔内形成介电密封插件60。将每个终端接合都密封在介电密封插件60内。

应该理解，上述说明仅提供本发明的系统和技术的一些例子。然而，可以设想，本发明的其它实施方案在细节上可以与上述例子不同。对本发明或其例子的所有引用都打算参考那时讨论的特定例子，并且不意味着对更一般的本发明的范围进行任何限制。除非另有说明，否则对于某些特征的褒和贬的任何语言仅表示是否优选那些特征，而不是打算从整个发明范围中排除这种特征。

除非本文另有说明，否则仅打算将本文列举的数值范围用作单独涉及属于该范围内的每个分开的数值的简化方法，且每个分开的数值都包括到说明中，好像本文单独列举那样。除非本文另有说明或者另外与上下文明显地矛盾，否则本文所述的方法能用任何合适的次序实施。

因此，本发明包括如适用法律所允许的所附权利要求书中所列举的主题的所有修改和等效方案。此外，除非本文另有说明或者另外与上下文明显地矛盾，否则上述元件在其所有可能的变化中的任何组合都被本发明包括在内。

Claims

1.一种电缆组件（10），用于沿着配合轴线（17）与配合连接器配合，该电缆组件包括：

外壳（22），该外壳具有配合端（27）、电缆端（28）以及位于配合端和电缆端之间的密封腔（36）；

电缆（12），该电缆中具有多个电导线（13），每个电导线都具有围绕该电导线的外部介电外皮（16）；

安放在该外壳（22）内的多个导电端子（40），每个导电端子（40）都在终端接合处端接到其中一个电导线（13）上，每个终端接合都位于密封腔（36）内；

用于以间隔开的阵列支承导电端子（40）的一部分的介电端子支承件（50）；以及

介电密封插件（60），该介电密封插件位于密封腔（36）内以便围绕每个终端接合，该介电密封插件（60）具有第一介电层（61）和第二介电层（62）。

2.如权利要求1所述的电缆组件（10），其特征在于，该介电密封插件（60）的第一介电层接合该介电端子支承件（50），该第一介电层（61）沿着配合轴线（17）比第二介电层（62）薄。

3.如权利要求1-2之一所述的电缆组件（10），其特征在于，该介电密封插件（60）由环氧树脂形成。

4.如权利要求1-3之一所述的电缆组件（10），其特征在于，该介电密封插件（60）接合该介电端子支承件（50）和该密封腔（36）的外表面。

5.如权利要求1-4之一所述的电缆组件（10），其特征在于，该介电端子支承件（50）由弹性体材料形成。

6.如权利要求1-5之一所述的电缆组件（10），其特征在于，该外壳（22）由导电材料形成。

7.如权利要求1-6之一所述的电缆组件（10），其特征在于，该外壳（22）由第一外壳部件（23）和第二外壳部件（24）形成，该第一外壳部件（23）和该第二外壳部件（24）旋拧在一起。

8.一种组装电缆组件（10）的方法，该方法包括：

提供其中具有多个电导线（13）的电缆（12），每个电导线都具有围绕该电导线的外部介电外皮（16）；

提供其中具有外壳（22）和多个导电端子（40）的电连接器（20），该外壳（22）包括配合端（27）、电缆端（28）以及处在配合端和电缆端之间的密封腔（36）；

将导电端子（40）在终端接合处端接到每个电导线（13）上，每个终端接合都位于该密封腔（36）内；以及

插入第一介电层（61）和第二介电层（62）以便在密封腔（36）内形成介电密封插件（60），每个终端接合都密封在该介电密封插件（60）内。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，插入步骤包括将第一介电层（61）插入密封腔（36）内以及随后将第二介电层（62）插入密封腔（36）内，该第二介电层（62）位于该第一介电层（61）和该外壳（22）的电缆端（28）之间。

10.如权利要求8-9之一所述的方法，还包括插入一喷嘴以使之经过外壳（22）的电缆端（28）并进入密封腔（36）中，以便有助于将第一介电层（61）插入密封腔（36）内。