CN103931055A - 接插型连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明包括接插型连接装置，其具有第一接插型连接器(1)和第二接插型连接器(2)，其中，第一接插型连接器(1)和第二接插型连接器(2)分别具有至少一个(第一)电接触元件，电接触元件通过第一接插型连接器(1)和第二接插型连接器(2)插接在一起而能够彼此接触，第一接插型连接器(1)具有第一锁定元件，第一锁定元件能够以具有拉伸强度和/或剪切强度的方式在接插型连接装置的锁定位置与第二接插型连接器的第二锁定元件相锁定，其中，第一锁定元件和/或第二锁定元件能够通过移动装置在插接方向上相对于相应的接插型连接器的接触元件移动至接插型连接装置的(第一)接触位置，以使在第一接插型连接器(1)的接触元件与第二接插型连接器(2)的接触元件之间发生接触。

Description

接插型连接装置

技术领域

本发明涉及具有第一接插型连接器和第二接插型连接器的接插型连接装置，其中，第一接插型连接器和第二接插型连接器分别具有至少一个电接触元件，通过将第一接插型连接器和第二接插型连接器互相插接可以使该电接触元件彼此接触。特别地，本发明涉及用于连接高压电缆的接插型连接装置，该高压电缆例如特别是用于电驱动马达车辆。

背景技术

例如从DE102009053779B3已知通用型的接插型连接装置。

设计为用于高压电缆的连接的这种接插型连接装置出现的问题在于待连接的接触元件的设计，接触元件中的一方通常设计为插槽，而另一方为与插槽接合的阳连接器。为了允许高电流被传输，这些接触元件被设计为大尺寸。两个接触元件也需要在相对高的压力下发生接触，以确保电能的安全传输。接触元件设计为插槽和阳连接器时，这会导致相对高的插拔力。

已知这些插拔力是通过螺纹连接施加的。其它实施方式提供通过杆来施加插拔力，当枢转时，杆通过连接构件将两个接插型连接器移动到一起。尽管接插型连接装置允许两个接插型连接器方便且快速地接触，归因于杆的枢转运动会占用很多空间，而该空间经常不够用，特别是在机动车辆的发动机舱中使用时。

对通用型的接插型连接装置有进一步的要求，特别是对用于机动车辆的接插型连接装置。特别地，这些要求涉及将接插型连接器插接在一起的装配人员的安全性以及形成机动车辆的电子组成部件的保护。例如，除了设置为用于高电压的传输的接触元件外，另外的接触元件将一体形成在接插型连接器内，这些另外的接触元件形成为(12V)低压安全电路的一部分。在这种情况下，当也一体形成在低电压安全电路中的另外的接触元件也相接触时，只对将通过接插型连接器连接的高压电缆施加高电压。因此，接插型连接器设计如下：在插接移动过程中，用于高压电缆的接触元件首先接触，仅在这之后，用于低压安全电路的接触元件才接触。因此，在断开连接的过程中，首先断开低压安全电路的接触元件的连接，这样，在尚未断开连接时，就中断了对高压电缆的高电压供给。仅在这之后，高压电缆的接触元件断开连接。这样确保了，仅当设计为用于高电压传输的接插型连接装置的接触元件形成安全接触时，高压电缆才被供给高电压。这样防止当存在高电压时在接插型连接装置插接在一起或断开连接时的火花放电，火花放电会导致装配人员受伤和接触元件的燃烧。

发明内容

从该现有技术出发，本发明基于进一步改善通用型的接插型连接装置的问题，特别是对于机动车辆中的高电压应用。特别地，接插型连接装置应该以插接在一起时简单且安全的接触和低的空间要求为特征。

通过根据独立方案1的接插型连接装置解决该问题。根据本发明的接插型连接装置的有利实施方式为从属方案的主题并且在本发明的以下说明中说明。

根据本发明，通用型的接插型连接装置具有第一接插型连接器和第二接插型连接器，第一接插型连接器和第二接插型连接器分别具有至少一个(第一)电接触元件，该电接触元件通过第一接插型连接器和第二接插型连接器插接在一起而能够彼此发生接触，该通用型的接插型连接装置的特征在于，第一接插型连接器具有第一锁定元件，第一锁定元件能够在接插型连接装置的锁定位置与第二接插型连接器的第二锁定元件卡在一起，确保抵抗施加的压力和/或拉伸力，其中，所述第一锁定元件和/或所述第二锁定元件能够通过移动装置在插接方向上相对于相应的接插型连接器的接触元件移动至接插型连接装置的(第一)接触位置，以使第一接插型连接器的接触元件与第二接插型连接器的接触元件发生接触。

通用型接插型连接装置的发明设计允许实现可靠且方便的插接连接(插接在一起/断开连接)。在第一步中，能够手动地将两个接插型连接器插接在一起并且通过根据本发明的卡合连接锁定这两个接插型连接器。这意味着两个接插型连接器已经能够以不再会发生意外(完全)断开连接的方式连接在一起。这使得能够释放接插型连接装置或仅用一支手保持接插型连接装置。然后，在第二步中，利用作用在第一锁定元件和/或第二锁定元件上的移动装置，两个接插型连接器或至少它们的接触元件能够彼此相对移动，以使它们彼此发生接触。放下接插型连接装置或至少能够仅用一支手保持接插型连接装置而没有使两个接插型连接器彼此完全断开连接的可能性意味着能够利用至少另一支自由的手来操作移动装置。

移动装置例如可以设计为一个或多个螺纹轴的形式，通过一个或多个螺纹轴能够简单且舒适施加充分大的力，也允许大接触元件(诸如通常设计为用于高电压应用的接插型连接装置)可靠地彼此接触。

优选地，锁定元件以抗拉伸力和抗压缩力的方式卡在一起，使得移动装置不仅能够用于产生用于使两个接触元件相接触的插接运动，而且能够用于在相反方向上进行的断开连接的运动。

“抗拉伸力”意思是允许通过卡合连接进行拉伸负载传输的设计。因此，“抗压缩力”意思是允许通过卡合连接进行压缩力传输的设计。因而，压缩负载或拉伸负载的方向适用于接插型连接装置的插接方向和拔出方向。

在根据本发明的接插型连接装置的优选实施方式中，第一锁定元件可以是突出或凹槽的形式，第二锁定元件可以是与在突出周围卡合或在凹槽中接合的可弹性偏移的锁片的形式。这呈现出为能够反复利用的卡合连接构造提供了简单且经济的可能性。

还优选地，释放装置能够设置为在接插型连接装置的释放位置释放第一锁定元件和第二锁定元件的卡合连接，在接插型连接装置的释放位置，接触元件不接触。优选地，从锁定位置出发，通过向两个接插型连接器施加拉伸力而使接插型连接装置进入释放位置。因此，为了(完全)断开两个接插型连接器的连接，可以是以下情况：首先，通过移动装置必须使两个接插型连接器进入(返回)锁定位置，然后，通过施加拉伸力、经过接插型连接装置的释放位置实现完全断开连接。该实施方式允许接插型连接装置的快速且方便的断开连接。

这样的释放装置可以以简单的方式形成，在该方式中，第一锁定元件和第二锁定元件具有倾斜表面，该倾斜表面被设计为两个接插型连接器进入释放位置的运动(倾斜表面朝彼此滑动的结果)引起锁定元件中的一个(例如设计为弹性锁片的锁定元件)的偏移。

为了准备两个接插型连接器完全断开连接后的接插型连接装置的下次的连接，可以是以下情况：第一锁定元件和/或第二锁定元件在接插型连接装置完全断开连接后自动地再次呈现锁定位置。这可以通过在释放位置预加载的弹簧元件实现。

发明的接插型连接装置的第一接插型连接器和第二接插型连接器可以分别具有已经在锁定位置形成接触的至少一个第二电接触元件。优选地，这些接触元件可以是也可以被设计的接地元件，特别地，可以为包围第一接触元件的遮蔽物形式的接触元件。

第一接插型连接器和第二接插型连接器也可以分别具有在第二接触位置形成接触的至少另一个(如果必要的话，为第三)电接触元件，其中，从锁定位置出发，通过将第一锁定元件和/或第二锁定元件移动超过第一接触位置而实现第二接触位置。优选地，这些接触元件可以是一体形成在低压安全电路中的元件。可以通过这些接触元件控制对第一接触元件施加的高电压。特别地，可以是以下情况：仅当低压安全电路的接触元件相接触时，才可以对根据本发明的接插型连接装置的第一接触元件施加电压。从锁定位置出发，由于第二接触位置位于第一接触位置后面(相对于两个接插型连接器的插接在一起的运动)，当也使另一接触元件相接触时，可以确保第一接触元件总是形成接触。

在根据本发明的接插型连接装置的另一优选实施方式中，可以设置防止第一锁定元件和第二锁定元件的卡合连接在第一接触位置和/或第二接触位置释放的安全装置。这样使得防止接插型连接装置在接触位置的意外或不期望的断开连接。

在根据本发明的接插型连接装置的另一优选实施方式中，可以设置密封元件，该密封元件在第一接触位置和/或第二接触位置在第一接插型连接器和第二接插型连接器之间形成的间隙中变形，而在锁定位置不变形。这样的密封元件可以显著增大连接两个接插型连接器的必要的力。通过该优选实施方式，可以确保的是，仅当通过移动装置产生接插型连接器之间的相对运动时，通过密封元件增加这些力。因此，两个接插型连接器的手动地互相插接直至锁定位置没有受到密封元件的阻碍。

附图说明

以下参考在附图中呈现的示例性实施方式详细描述本发明，其中：

图1示出根据本发明的在两个接插型连接器的非锁定位置的接插型连接装置；

图2示出在锁定位置的图1中所示的接插型连接装置；

图3示出在竖直方向上贯穿图2中所示的接插型连接装置的分层纵向截面；

图4示出在水平方向上贯穿图2中所示的接插型连接装置的纵向截面；

图5示出在接触位置的图1和图2中所示的接插型连接装置；

图6示出在释放位置的根据图1至图3的接插型连接装置。

具体实施方式

在图1至图6中表示的接插型连接装置包括第一接插型连接器1和第二接插型连接器2。接插型连接器1、接插型连接器2用于连接用来传输高电压的电缆。当第一接插型连接器1被设计用于连接到总共两根高压电缆3时，第二接插型连接器被设计为凸缘连接在例如用于驱动机动车辆的电动马达的另一组成部件(未图示)的壳体上。

第一接插型连接器1设置有配置在壳体7内、分别与两根高压电缆3中的一根连接的两个插头型(高压)接触元件4。对于接插型连接装置(在接触位置)的电接触，第一接插型连接器1的两个插头型高压接触元件4插入第二接插型连接器2的插槽型高压接触元件5内。为此目的，两个接插型连接器1、2在接插型连接装置的插接方向(接插型连接装置的插接方向与第一接插型连接器1和第二接插型连接器2的接触元件4、5的纵向相对应)上彼此相对运动，即被推到一起。

图1示出在两个接插型连接器1、2在非锁定位置的接插型连接装置，即两个接插型连接器1、2已经彼此抵靠放置，但是还没有相连接。

在图2所示的接插型连接装置的锁定位置通过接合两个接插型连接器的锁定元件使两个接插型连接器1、2发生初始连接。为此目的，第一接插型连接器1具有在接插型连接装置的插接方向上(在限定范围内)可移位地安装在第一接插型连接器1的壳体7上的锁定支架6。锁定支架6包括两个横向配置的锁片8，各锁片的一端通过锁定支架6的桥部9相连接。锁片8由可弹性变形的材料制造，以允许锁片8的自由端规定的横向偏移。在锁片8的自由端的区域内，锁片8分别设置有锁定孔10。锁定孔10分别被设计为围绕由第二接插型连接器2的壳体12形成的锁定突出11接合，以在第一接插型连接器1和第二接插型连接器2之间形成形状锁定连接(form-locking connection)。此形状锁定连接允许拉伸力和压缩力两者(相对于插接方向)的传输。

为了达到图2所示的接插型连接装置的锁定位置，目前手动地使两个接插型连接器1、2在一起，而使得第二接插型连接器2的锁定突出11接合在第一接插型连接器1的锁片8的锁定孔10中。这要求锁片8的偏移，锁片8的偏移借助于滑过彼此的锁片8和锁定突出11的倾斜表面13并且作为两个接插型连接器1、2的相对运动的结果，自动发生。在锁定突出11和锁片8卡在一起后，不再可能通过简单地对两个接插型连接器1、2(手动)施加压缩力而实现两个接插型连接器1、2的进一步插接。

在图2所示的锁定位置，第一接插型连接器1和第二接插型连接器2的高压接触元件4、5还未处于电接触状态(尽管它们已经处于机械接触状态；但是，第一接插型连接器1的插头型高压接触元件4的电绝缘头元件14防止导电接触)。相反地，在两个接插型连接器的两个接地元件15、16之间已经存在导电接触。由此，第二接插型连接器2的接地元件15被设计为环形阳连接器，该连接器分别接合在第一接插型连接器1的装配有弹簧偏压片(spring-biasedtab)的插槽(接地元件16)内。

为了使两个接插型连接器1、2的高压接触元件4、5发生导电接触，现在必须在高压电缆3的方向上移动第一接插型连接器1的壳体7上的锁定支架6。由此，通过锁片8和锁定突出11之间的形状锁定连接将锁定支架6的运动传送至第二接插型连接器2，其结果是第二接插型连接器2被拉入第一接插型连接器内。

通过在壳体7上的两个引导突出17引导第一接插型连接器1的壳体7的锁定支架6的移动，每个引导突出17突出进入其中一个锁片8的引导槽18中，并且该移动通过包括螺栓19和头部20的螺纹轴实现。为了旋转螺纹轴可以将工具装配于头部。螺纹轴的头部20可以在壳体7的电缆侧部的通孔内旋转，但是通过C形环21在轴向上固定地安装。螺栓19穿过在锁定支架6的桥部9内的通孔，其中，螺栓19的外螺纹与通孔的内螺纹接合。螺栓19的与头部20相反的端部无螺纹，并且可旋转地安装在保持在壳体7内的轴承板22中的开口内。为了移动锁定支架6，通过工具沿顺时针方向旋转螺纹轴，从而螺栓19的旋转通过与锁定支架6的螺纹结合导致锁定支架6相对于第一接插型连接器1的壳体7(以及配置在其中的接触元件)的平移。

在第一接插型连接器1的高压接触元件4和第二接插型连接器2的高压接触元件5之间的导电接触已经存在于接插型连接装置的第一接触位置。该第一接触位置仍位于图3所示的第二接触位置之前(相对于两接插型连接器1、2的相对运动)，特别地，位于图2和图5所示的两个接插型连接器1、2的两个相对位置之间的大致中间位置。

尽管已经在第一接触位置实现了第一接插型连接器1的高压接触元件4和第二接插型连接器2的高压接触元件5之间的接触，为了使接插型连接装置起作用，还需要两个接插型连接器1、2插接在一起，直至图5所示的第二接触位置。出于此目的，螺纹轴沿顺时针方向进一步旋转。在第二接触位置，高压接触元件4、5保持接触，另外，低压安全电路的(低压)接触元件23也发生接触。这些低压接触元件23在第一接触位置还没有彼此接触。安全电路的目的是当高压接触元件4、5安全地彼此接触时，只允许对高压电缆3施加高电压。当低压接触元件23也接触时，仍然存在这种情况。因此，可以防止在高电压状态下接插型连接装置的互相插接或断开连接。这样增大了装配人员操作接插型连接装置的安全性，也防止接插型连接装置归因于电火花放电的损坏。

在第二接触位置，引导突出17通过突出于引导槽18的边缘区域确保锁片8不能横向偏移。因此，不可能通过锁片8的手动偏移和对两个接插型连接器1、2施加拉伸力来断开接插型连接装置的连接。

更确切地说，为了再次断开接插型连接装置的连接，必须利用工具沿逆时针方向旋转螺纹轴。这样使锁定支架6在第二接插型连接器2的方向上运动，这样的结果是从第一接插型连接器1推出第二接插型连接器2。由此，安全电路的低压接触元件23首先被断开连接，接着，随着经过第一接触位置，高压接触元件4、5被断开连接。通过螺纹轴进行两个接插型连接器1、2之间的分离运动，直到到达锁定位置(见图2)。接着，锁定支架6的桥部9在螺栓上移动，使得螺栓19的外螺纹与桥部9的内螺纹不再彼此接合。为了完全断开两个接插型连接器的连接，则必须对两个接插型连接器施加拉伸力，其结果是，第一接插型连接器1的壳体7上的锁定支架6在第二接插型连接器2的方向上进一步移动。由此，锁片8的倾斜表面24在壳体7的倾斜表面25上滑动。这样导致锁片8的横向偏移，其结果是释放了第二接插型连接器2的锁定突出11(见图6)。

锁定支架6相对于壳体7从图2所示的锁定位置至图6所示的释放位置的位移导致配置在螺栓19的非螺纹截部上的弹簧26的压缩，弹簧26被进一步预加载。弹簧26的加载的结果是，锁定支架6在释放锁定突出11后自动地移回图1和图2所示的位置。该位置允许螺栓19的外螺纹重新接合在锁定支架6的桥部9的内螺纹内。因此，接插型连接器准备好再次插接在一起。

第一接插型连接器1具有至少在接插型连接装置的接触位置将接插型连接器1、2的接触元件与外界环境隔离的密封元件27。出于此目的，密封元件27在由在接插型连接装置的接触位置的接插型连接器1、2形成的环状间隙中变形。相反地，在锁定位置(见图2)，密封元件27与第二接插型连接器2的壳体12仍不接触。

Claims (10)

1.一种接插型连接装置，所述接插型连接装置具有第一接插型连接器(1)和第二接插型连接器(2)，其中，所述第一接插型连接器(1)和所述第二接插型连接器(2)分别具有至少一个(第一)电接触元件，所述电接触元件通过所述第一接插型连接器(1)和所述第二接插型连接器(2)插接在一起而能够彼此接触，其特征在于，所述第一接插型连接器(1)具有第一锁定元件，所述第一锁定元件能够以抗拉伸力和抗压缩力的方式在所述接插型连接装置的锁定位置与所述第二接插型连接器的第二锁定元件卡在一起，其中，所述第一锁定元件和/或所述第二锁定元件能够通过移动装置在插接方向上相对于相应的接插型连接器的接触元件移动至所述接插型连接装置的(第一)接触位置，以使所述第一接插型连接器(1)的接触元件与所述第二接插型连接器(2)的接触元件之间发生接触。

2.根据权利要求1所述的接插型连接装置，其特征在于，所述第一锁定元件设计为突出或凹槽的形式，所述第二锁定元件设计为围绕所述突出卡合或在所述凹槽中接合的能弹性偏移的锁片(8)的形式。

3.根据权利要求1或2所述的接插型连接装置，其特征在于，所述接插型连接装置包括释放装置，用于释放所述第一锁定元件和所述第二锁定元件的卡合连接。

4.根据权利要求3所述的接插型连接装置，其特征在于，从所述锁定位置出发，所述第一锁定元件和/或所述第二锁定元件能够移动至所述接插型连接装置的释放位置，在所述释放位置，所述第一锁定元件与所述第二锁定元件的所述卡合连接被释放。

5.根据权利要求2和4所述的接插型连接装置，其特征在于，所述第一锁定元件和所述第二锁定元件具有倾斜表面(24，25)，所述倾斜表面(24，25)设计为进入所述释放位置的移动导致所述锁片(8)的偏移。

6.根据权利要求4或5所述的接插型连接装置，其特征在于，所述第一锁定元件和/或所述第二锁定元件通过在所述释放位置预加载的弹簧元件而在所述锁定位置的方向上加载。

7.根据上述权利要求中任一项所述的接插型连接装置，其特征在于，所述第一接插型连接器(1)和所述第二接插型连接器(2)分别具有在所述锁定位置发生接触的至少一个第二电接触元件。

8.根据上述权利要求中任一项所述的接插型连接装置，其特征在于，所述第一接插型连接器(1)和所述第二接插型连接器(2)分别具有在第二接触位置发生接触的至少另一个电接触元件，其中，从所述锁定位置出发，通过将所述第一锁定元件和/或所述第二锁定元件移动超过所述第一接触位置来实现所述第二接触位置。

9.根据上述权利要求中任一项所述的接插型连接装置，其特征在于，所述接插型连接装置包括安全装置，用于防止在所述第一接触位置和/或所述第二接触位置的所述第一锁定元件和所述第二锁定元件的卡合连接的释放。

10.根据上述权利要求中任一项所述的接插型连接装置，其特征在于，所述接插型连接装置包括密封元件，在所述第一接触位置和/或所述第二接触位置，所述密封元件(27)在所述第一接插型连接器(1)和所述第二接插型连接器(2)之间形成的间隙中变形，而所述密封元件(27)在所述锁定位置不变形。