CN103490219B - 包括一体形成的保持装置的电气连接系统 - Google Patents

Abstract

一种电气连接系统（10）包括第一连接器外壳（12）和第二连接器外壳，该第一连接器外壳包括电气触件（16），而该第二连接器外壳保持相对应的电气匹配触件（16）。第一连接器外壳（12）和电气触件（16）构造成沿着匹配轴线（A）与第二连接器外壳和电气匹配触件匹配。第一和第二连接器外壳中的至少一个包括密封构件（20）并且还包含保持装置（24），该密封构件围绕与第一和第二连接器外壳的至少一个相关联的电气触件（16），该保持装置用以将密封构件（20）保持在第一和第二连接器外壳中的至少一个中。保持装置（24）与连接器外壳一体地形成。还披露一种构造电气连接系统（10）的方法（100），该电气连接系统包括密封构件（20）和一体式保持装置（24）。

Description

包括一体形成的保持装置的电气连接系统

技术领域

本发明总地涉及一种电气连接系统，该电气连接系统包括密封构件，更确切地说，该电气连接系统包括成对可匹配在一起的连接器外壳，且其中一个连接器外壳包含用于将密封构件固定在其中的一体形成的保持装置。

背景技术

已知在电气连接系统中使用密封构件来为连接系统的电气触件提供防护，防止诸如水和灰尘之类的元素会不利地影响电气系统的电气和/或机械性能。

参见图1A和1B，一种此种传统的密封构件（1）围绕电气连接系统的电气触件并且包括延伸镖状件（2），该延伸镖状件插在电气连接系统的外壳（3）内。形成在外壳（3）中的开口（4）将密封构件（1）固定于外壳（3）。不利地是，密封构件（1）需要以单一方式定向来插入到外壳（3）中，这会需要额外的劳力并且增大制造电气连接系统的成本。此外，不利地是，此种密封构件制造复杂，这进一步增大了组装电气连接系统的成本。另一种类型的电气连接系统包含单独的部件或构造，该单独的部件或构造卡到连接器外壳中，以助于将密封构件固定于该连接器外壳。由于电气装置普遍存在于车辆中，因而也需要对电气连接系统和密封构件进行环境防护。

因此，电气连接系统包括稳固的一体式保持装置，该保持装置将密封构件固定于电气连接系统的外壳，这使得密封构件能相对于环境保护电气连接系统，同时便于以降低的总成本来容易地制造电气连接系统。

发明内容

根据本发明的一个实施例，电气连接系统包括第一连接器外壳和第二连接器外壳。第一连接器外壳包括至少一个电气触件。第二连接器外壳包括至少一个电气匹配触件。第二连接器外壳和相关联的匹配触件构造成沿着匹配轴线与第一连接器外壳和第一连接器外壳的电气触件相匹配。相应连接器外壳的至少一个包括密封构件，该密封构件围绕与该相应连接器外壳的至少一个相关联的电气触件，且包括至少一个密封构件的至少一个连接器外壳还包含至少一个保持装置，以将密封构件保持在该至少一个连接器外壳中。保持装置与该至少一个连接器外壳一体地形成。

根据本发明的另一实施例，披露一种构造电气连接系统的方法，该电气连接系统包括至少一个包含密封构件的连接器外壳。该方法的一个步骤是提供连接器外壳，其中连接器外壳包括构造成接纳至少一个电气触件的空腔。该方法的另一步骤是将密封构件插在空腔内，以围绕至少一个电气触件。该方法的又一步骤是在连接器外壳的至少一部分上形成至少一个保持装置，以使得所形成的保持装置将密封构件固定于连接器外壳。

通过阅读本发明的实施例的以下具体说明，本发明的另一些特征、用途以及优点将变得更加清楚，参照附图并以非限制性实例方式给出该说明。

附图说明

将参考附图来进一步描述本发明，其中：

图1A和1B示出了电气连接系统，该电气连接系统具有传统的密封构件，该密封构件包含被插在电气连接系统的空腔中的镖状件；

图2A示出根据本发明的电气连接系统的外壳，该外壳包括台阶状构件，且保持装置由该台阶状构件形成；

图2B示出插在图2所示电气连接系统的外壳的空腔中的工具，该外壳形成一体的保持装置；

图3A示出就在形成一体的保持装置之前插在外壳空腔中的图2B所示工具的俯视剖视图；

图3B示出在通过图2B所示工具在外壳中形成一体的保持装置之后的俯视剖视图；

图4示出图3B所示一体的保持装置的放大视图，并示出一体的保持装置的倾斜布置细节；

图5示出制造电气连接系统的方法，该电气连接系统包括图3B所示的保持装置，以将密封构件固定于电气连接系统的外壳；

图6示出进入模具的制造工艺流以及与图5所示方法相关的模具下游的制造步骤的框图；以及

图7示出根据本发明替代实施例的包括保持装置的电气连接系统，其中密封构件设置在连接器外壳的前端附近。

具体实施方式

包括电气连接系统的电气线束用在运输工业中。这些工业包括汽车、卡车、航海以及航空工业。用在这些工业中的电气连接系统也可用在非机动运输车辆中，例如高尔夫车之类。所有这些电气应用都可受益于如下一种电气连接系统：该电气连接系统包含一体形成的保持装置，该保持装置形成在电气连接系统的其中一个外壳上，以将电气连接系统的密封构件固定在该外壳中。如果密封构件在连接器系统上分离、移动或失去合适定向，则连接器系统会经受不理想的环境干扰，这些环境干扰会不利地影响设置成与电气连接系统电气连通的电气装置的电气性能。

根据本发明的一实施例，并参见图2-4和6，电气连接系统10包括第一连接器外壳12和第二连接器外壳（未示出）。第一连接器外壳12包括至少一个设置在其中的电气触件16。第二连接器外壳包括至少一个设置在其中的匹配电气触件（未示出）。第一连接器外壳12和相关联的电气触件16构造成沿着匹配轴线A与第二连接器外壳和相对应的电气触件匹配。

第一连接器外壳12构造成当电气触件16接纳在第一连接器外壳12的开口22中时、接纳围绕电气触件16的密封构件20。第一连接器外壳12还包含至少一个保持装置24，以将密封构件20牢固地固定于在其中。至少一个保持装置24与第一连接器外壳12一体地形成，例如可在图3B中最佳观察到。第一连接器外壳12和第二连接器外壳由非导电电介质材料、较佳地由塑料形成。甚至更佳地是，连接器外壳由玻璃填充塑料形成。第一连接器外壳12和第二连接器外壳由电气连接器领域已知的任何已知的方法通过在模具141中进行注塑构造而成。

第一连接器外壳12包含空腔26。第二连接器外壳通过第一连接器外壳12的前端29接纳在空腔26中。第一连接器外壳12的后端31与前端29轴向地远远相对。延伸的凸起部分28从空腔26的底板30延伸。延伸的凸起部分29形成开口22，这些开口形成为一排32并且构造成接纳电气触件16并将电气触件固定在第一连接器外壳12内。空腔26构造成沿着匹配轴线A匹配地接纳第二连接器外壳以及相关联的匹配电气触件。电气触件16和匹配的电气触件由任何导电材料制成，例如任何金属材料，这也是电气连接器领域已知的。

参见图5，示出构造电气连接系统10的方法100。方法100中的一个步骤102是提供第一连接器外壳12和第二连接器外壳，该第一连接器外壳具有相关联的电气触件16，而该第二连接器外壳包括相关联的匹配电气触件。第一连接器外壳12包括空腔26，该空腔构造成沿着匹配轴线A接纳第二连接器外壳以及第一连接器外壳的电气触件12，所有这些构件已在上文进行了描述。方法100中的另一步骤104是将密封构件20插在空腔26内，以围绕第一连接器外壳12的至少一个电气触件16。方法100中的又一步骤106是在第一连接器外壳12的至少一部分上形成至少一个保持装置24，该至少一个保持装置由第一连接器外壳12的材料形成，使得一体形成的保持装置24将密封构件20牢固地固定在第一连接器外壳12中。

参见图2A、2B、3A、4和6，当第一连接器外壳12由供给至模具141的电介质材料139模制而成时，成对台阶状构件34沿着延伸凸起部分28模制在成排开口32的侧向端部36处。台阶状构件34在图2A和3A中最佳示出并且包括台阶状构件34的台阶40。转向图2B，成对工具42通过压机插入到空腔26中并在台阶状构件34和台阶40附近。工具42包括销44，该销具有各自带有弧形部分48的端部46。弧形部分48与台阶状构件34上的台阶40配合并且运动地推动或轴向地翻动台阶40和台阶40轴向后方的材料以形成保持装置24。销44连接于压力机，该压力机提供力以使得销44能形成保持装置24。压力机可以是连接器领域已知的用于冷成形保持装置的任何类型的压力机。保持装置24是突部50，该突部由延伸凸起部分28的材料一体地形成，并且远离该延伸凸起部分28邻近于密封构件20的外表面向外延伸。于是，方法100的步骤106通过在冷成形工艺中由销44使台阶40变形来产生突部50而执行。此种冷成形工艺在用于制造电气连接系统10的制造组装工艺125中在模具141的外部执行。在图4中最佳示出，突部50设置成邻抵于密封构件20。在一些实施例中，突部可切实地物理地接触密封构件的一部分。突部50构造成使得密封构件20能充分牢固地固定于第一连接器外壳12，从而当电气连接系统10设置在各定的电气应用中时，在电气连接系统10的整个产品使用寿命期间，密封构件20不会延伸超出突部50和脱离延伸凸起部分28。例如，机动车辆的产品使用寿命可以是十（10）年。此外，如图4中最佳示出，突部50由弧形部分48形成，以相对于延伸凸起部分28的外表面52具有超过90度的转动角Θ。当第一连接器外壳12与第二连接器外壳匹配时，延伸凸起部分28的外表面52大体垂直于底板30延伸，该底板也大体平行于匹配轴线A。因此，突部50也相对于轴线A具有大于90度的转动角Θ，例如图4中最佳示出。具有超过90度的转动角Θ的突部50有利地确保密封构件20进一步保持在第一连接器外壳12中，因为突部50朝向密封构件20成角度地倾斜转动角Θ。于是，由于突部50设置在延伸的凸起部分28上，突部50并不与第一连接器外壳12的外表面54有关联。一体式保持装置24使得大体椭圆形的密封构件20能沿着第一侧56或第二侧58安装在第一连接器外壳12上，使得制造电气连接系统10的组装工艺更容易。这些类型的密封构件可有利地以比本发明背景技术中描述的镖枪状密封构件低的成本购买到。密封构件20可由任何电介质材料形成，较佳地由在其正常状态柔性的硅酮橡胶材料形成。上述成对台阶状构件和所制造的保持装置设置在成排电气触件的侧向端部处，但台阶状构件也可形成在沿着密封构件的边缘的任何位置处以进一步保持密封构件。又或者，任何数量的台阶状构件和保持装置可形成在电气连接系统的外壳中以保持密封构件。

参见图6，示出形成保持装置24的制造组装工艺125的至少一部分。将塑料139供给至注塑模具141。模具141用于模制第一连接器外壳。附图标记143表示由模具141生产出的经模制的第一连接器外壳12。在模具141的外部执行制造组装工艺的步骤145、149。由附图标记145指代将密封构件20插在经模制的第一连接器外壳12上的又一制造工艺的步骤。插入有密封构件20的经模制第一连接器外壳12的产品由附图标记147指示。由附图标记149指代组装工艺125的另一工艺步骤，即形成保持装置24以将所插入的密封构件20固定于经模制的第一连接器外壳12。而具有所插入的密封构件20以及所形成的保持装置24的经模制第一连接器外壳12的产品由附图标记151指示。所形成的保持装置24利用至少九（9）牛顿的最小力来保持周围的所插入的密封构件20。制造组装工艺中的其它步骤可包括使第一连接器外壳构建有配线组件，该配线组件包括与线缆（未示出）以及更复杂线束的构造电气连通的电气触件。会需要将超过九（9）牛顿的剪切力施加于保持装置，来从连接器外壳剪断本文制造且描述的保持装置。

通过在形成保持装置之前对工具进行加热，可使得方法100中形成保持装置24的步骤106更便利或更容易。通常，将工具加热至超出室温的程度。在一个实施例中，已注意到，将工具加热至100摄氏度且然后形成保持装置可产生可接受的结果。与台阶40配合的经加热的工具可有助于将台阶40的局部区域附近或周围的外壳材料软化，使得保持装置能更容易地形成。此种经加热的工具方案可更有利地形成保持装置，尤其是如果使用比玻璃填充塑料更刚性的材料来形成连接器外壳的话。此种应用也可确保保持装置在设置于电气应用领域中时具有较长使用寿命的质量，其中保持装置不会过早断开，而这否则会产生不理想的质量缺陷。如果保持装置断开，则当第一连接器外壳与第二连接器外壳脱开匹配时，密封构件会在电气连接系统内不利地失去合适定向或移动。对电气连接系统的至少一部分进行替换会不利地增大维修电气连接系统所需的成本。或者，可对第一连接器外壳进行加热以提供更具延展性的材料，使得保持装置能更容易地由未加热工具形成。又或者，可对工具以及第一连接器外壳都进行加热，然后形成保持装置。

当第一连接器外壳12和第二连接器外壳不匹配时，电气连接系统10并不被使用。如果密封构件20未设置在第一连接器外壳12上和/或保持装置24未形成在第一连接器外壳12中，电气连接系统10也不被使用。

当第一连接器外壳12和第二连接器外壳匹配在一起时，电气连接系统10被使用，使得电气信号可携带于电气触件16和第二连接器外壳的电气触件上，进入并穿过电气连接系统10。当电气连接系统10被使用时，密封构件20设置在第一连接器外壳12上，且保持装置24形成于第一连接器外壳12中以将密封构件20牢固地保持在该第一连接器外壳中。

参见图7，根据本发明的替代实施例，电气连接系统111沿着匹配轴线A′设置并且包括至少一个保持装置125。电气连接系统111类似于电气连接系统10，且用于标示类似于图2-4所示实施例的构件的附图标记不同之处在于加上100。与图3和4所示的实施例相比，密封构件120在延伸凸起部分128上前移，设置在第一连接器外壳114的前端129附近。密封构件120穿过前端129插到延伸凸起部分128上，座落在第一连接器外壳114的后方肩部153处。类似于本文之前描述的图3和4所示的实施例，至少一个保持装置125类似地通过冷成形而形成。然而，保持装置125由被工具144的端部146翻动的轴向延伸突部（突片）151形成。类似于图3和4所示的实施例，端部146呈弧形，且保持装置125是相对于轴线A′具有大于90度的转动角Θ（未示出）的突部150。第一连接器外壳112和第二连接器外壳（未示出）由与图3和4所示实施例的连接器外壳类似的材料制成，且工具和/或第一连接器外壳也可被加热，然后形成保持装置，例如本文之前在图3和4所示实施例中进行的描述。

或者，电气连接系统可构造成使得密封构件能设置在第二连接器外壳上，且保持装置能形成为第二连接器外壳的部件。

或者，虽然如图2-4的实施例所示，电气连接系统可具有大体椭圆形的形状，而电气连接系统可具有任何形状并采用本文所描述的保持装置。

又或者，电气触件可包括阳型或相对应的阴型端子。根据任何特定的电气应用中所需的电气连接系统的构造，这些电气触件类型中的一种可设置在其中一个连接器中，而另一种电气触件可设置在另一个连接器中。

或者，虽然之前描述了保持装置具有9牛顿的保持力来保持密封构件，然而该保持装置也可制造成具有高于或低于9牛顿保持力的保持力并且取决于可采用包括保持装置的电气连接系统的电气应用。又或者，保持装置可制造成具有给定的剪切力需求，该剪切力同样取决于电气应用。

又或者，可以在首先模制好第一连接器外壳之后，将保持装置形成在模具内。

因此，提出一种电气连接系统，该电气连接系统包括稳固的一体式保持装置，该保持装置将密封构件固定于电气连接系统的外壳。该一体式保持装置使得密封构件能相对于环境保护电气连接系统，同时便于以减小的总成本来容易地制造电气连接系统。并不像本文背景技术描述的那样，需要额外的部件来进行安装或者更复杂的密封构件来进行安装。保持装置的使用允许使用成本较低但仍有效的密封构件。与背景技术中描述的镖枪状密封构件相比，该密封构件更简单且成本较低，它可沿着第一侧或第二侧安装，因为当使用了该保持装置在制造电气连接系统的过程中无需特定的定向。采用在冷成形工艺中形成为具有大于90度转动角的突部的保持装置，不管第一和第二连接器外壳匹配/脱开的次数如何，都可进一步确保在电气连接系统的使用寿命期间将密封构件保持在第一连接器外壳上。在某些车辆电气应用中，该使用寿命可以是十（10）年。对工具或第一连接器外壳或者两者进行加热可易于形成保持装置并且确保在车辆的使用寿命期间具有牢固的保持装置。电气连接系统可构造成使得简化的密封构件可在任何指定位置处都沿着第一连接器外壳的延伸凸起部分的高度。这可意味着，根据电气应用的使用需求，密封构件可深深地设置在第一连接器外壳的空腔中，或者设置在第一连接器外壳的开口附近。使保持装置冷成形不会使电气连接系统增加附加的制造成本。

虽然根据本发明的较佳实施例描述了本发明，但其不意在作出限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。

本领域的技术人员易于理解，本发明可进行宽泛的实用和应用。本发明除了上述之外的多个实施例和适应、以及各种变型、改型和等同设置是显然的或由本发明和前述说明予以合理地暗示，而不偏离本发明的实质或范围。因而，尽管在此参照其较佳实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，该公开仅是对本发明的说明和示例，且目的仅用于提供本发明完全和可能的公开。前述说明并不意指或诠释为限制本发明或以其它方式排出任何这种其它实施例、适应、变型、改型和等同设置，本发明仅由以下权利要求书和其等同物来限制。

Claims (18)

1.一种电气连接组件，包括：

第一连接器外壳，所述第一连接器外壳限定构造成接纳第二连接外壳的空腔，其中所述空腔还限定有台阶状构件；

密封构件，所述密封构件设置在所述空腔内并且与所述台阶状构件相邻；

保持装置，所述保持装置构造成保持在所述第一连接器外壳内的所述密封构件，其中所述保持装置通过所述台阶状构件的一部分变形而一体地形成，并且所述台阶状构件的所述部分被轴向翻动以形成所述保持装置；以及

多个电气触件，所述电气触件在所述第一连接器外壳中成排设置，且所述保持装置沿着所述排设置并且在所述多个电气触件的侧向外侧。

2.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述保持装置邻抵所述密封构件。

3.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述第一连接器外壳和所述保持装置由电介质材料形成。

4.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述保持装置向外远离所述台阶状构件的外表面并朝着所述密封构件成角度地延伸地过渡。

5.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述保持装置包括多个保持装置，所述多个保持装置分别沿着所述排设置并且设置在所述多个电气触件的侧向外侧。

6.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述电气连接系统是机动车辆内的电气线束的一部分。

7.一种构造电气连接系统的方法，所述方法包括：

提供第一连接器外壳，所述第一连接器外壳构造成接纳电气触件并且限定构造成接纳第二连接器外壳的空腔，其中所述空腔还限定了构造成接纳密封构件的台阶状构件；

邻近所述台阶状构件将密封构件插入所述空腔，以及随后；

使所述台阶状构件的至少一部分变形，由此形成将密封构件固定在所述空腔内的保持装置。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在模具中制造所述第一连接器外壳，且在所述模具外部一体形成所述保持装置。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述台阶状构件轴向地变形，且其中所述台阶状构件是从所述第一连接器外壳的空腔的底板延伸出的延伸凸起部分。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述保持装置由所述第一连接器外壳的材料一体地形成。

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述保持装置由冷成形工艺产生。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述变形步骤在所述提供步骤之后发生。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一连接器外壳形成在模具内，且其中在所述模具外部执行所述变形步骤。

14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，使用工具使所述台阶状构件变形。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变形步骤还包括：

对所述工具进行加热，以及

在对所述工具进行加热之后，利用所述工具来使所述保持装置变形。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述工具包括销。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述销包括呈弧形形状的端部，且所述弧形形状与所述台阶状构件的所述部分配合以形成所述保持装置。

18.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述台阶状构件的所述部分被轴向地翻动以形成所述保持装置。