CN106030919A - 插接连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及插接连接装置，其包括具有第一接触部件(4)的第一插接连接器(1)和具有第二接触部件(5)的第二插接连接器(2)。在插接连接装置的插接状态下，接触部件(4，5)以被弹簧施力的方式在轴向上彼此接触。第一接触部件具有在三维上弯曲的端面(7)，而第二接触部件在其端面具有变宽的凹部(8)，使得在接触部件(4，5)之间形成环状接触区域。

Description

插接连接装置
技术领域
本发明涉及插接连接装置，特别地，涉及用于连接使用在例如具有电动驱动器的马达车辆中的大电流电缆或用于该马达车辆的大电流电缆的插接连接装置。
背景技术
对用于连接例如马达车辆中的大电流电缆的插接连接装置提出了特殊要求。除了其它方面以外，这与将插接连接器插接在一起或解除连接的组装人员的安全以及对构建在马达车辆中的电子组成部件的保护相关。例如，除了被设置用于传递大电流的通常具有大的截面尺寸的接触部件以外，已知一体化在插接连接器中的如下额外的接触元件：这些接触元件与接触部件电绝缘且为输送低电压(特别地，为马达车辆的车载电气系统的12V、24V或48V的低电压)的安全电路的一部分。借助于安全电路，确保当插接连接器的接触部件全接触时，高电压才被施加到这些接触部件。为此，安全电路一体化在用于高压电源的控制系统中，其中作为插接连接装置的接触元件接触的结果，如果安全电路闭合，则控制系统才启动高压电源。为此，插接连接器被设计成使得在将插接连接器插接在一起时，先连接与大电流电缆连接的接触部件，然后再连接用于安全电路的接触元件。在解除该连接时，先解除安全电路的接触元件的连接，其结果是如果这未发生，则会中断高压到高压电缆的供给。然后再解除与大电流电缆连接的接触部件的连接。这在将插接连接装置插接在一起或解除连接时防止了作为存在高压的结果的火花放电，火花放电可能会导致安装人员受伤和使接触部件被烧蚀。该安全功能通常用术语“联锁(interlock)”表达。
从例如DE 20 2011 107 900 U1中已知这种插接连接装置。这里，接触部件被设置为简单的接触销和接触插座，当将插接连接器插接在一起时，接触销和接触插座彼此插入。
安全电路的接触元件的这种设计要求插接连接器以相对于彼此完全对准的方式插接在一起，这使得操作更加困难。
发明内容
从现有技术出发，本发明旨在改进如下插接连接装置的问题：特别地，该插接连接装置用于在马达车辆中或用于马达车辆的高压应用。特别地，插接连接装置应当在插接在一起时操作简单，并且应当在可靠接触和/或低制造成本方面表现突出。
通过根据独立方案1的插接连接装置解决该问题。该插接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进行解释。
根据本发明，插接连接装置包括具有(至少一个)第一接触部件的(至少一个)第一插接连接器和具有(至少一个)第二接触部件的第二插接连接器，其中，在插接连接装置插接在一起的状态下，相关联的第一和第二接触部件以被弹簧施力的方式在轴向上彼此接触，该插接连接装置具有如下特征：第一接触部件的至少与第二接触部件接触的部分具有在三维上弯曲的端面，第二接触部件在其端面、在至少与第一接触部件接触的部分具有锥形变宽(朝向接触部件的相关联端部的方向)的凹部，使得在接触部件之间建立环状接触区域。
这里，“锥形”被理解为是指由绕着轴线转动的曲线形成的回转表面(surface of revolution)。由此，锥形凹部能够优选地为喇叭状，即具有在轴线的方向上弯曲的曲线或表面。用于锥形凹部的其它形状、例如锥形或局部锥形或瓶状(即，具有远离轴线指向的曲线或表面的曲率)也是可能的。用于曲线或表面的更复杂的形状也是可能的，但是可能会与较高的制造成本相关联。
作为根据本发明的插接连接装置的设计的结果，能够实现数个优点。一方面，第一和第二接触部件的端面的特定设计确保了接触部件相对于它们的长度方向轴线自对中。
为了支持这点，在优选的设计中，能够为如下情况：第一和/或第二接触部件至少能够在用作接触面的端面的区域中径向移动，这能够例如通过对应地安装在所属的插接连接器的壳体中来实现。径向移动自由度还能够通过绕着垂直于对应的接触部件的长度方向轴线的轴线枢转来获得。因此，归因于接触端面的特定设计，可能的是，两个接触着的接触部件的长度方向轴线可以不同轴或平行，而不会表现出与接触可靠性相关的问题。根据本发明的插接连接装置的另一优点由如下事实产生：接触区域中不设置精密的组成部件。因此，从保护组成部件的观点出发，可以省略联锁安全电路，并且对于优选的大电流应用，可以将插接连接装置设计为所谓的能够热插接的连接装置(hot-plug capable connection)。
在根据本发明的插接连接装置的优选设计中，能够为如下情况：第一接触部件的端面的局部为球状。第一接触部件的端面的这种设计、特别地与第二接触部件的凹部的也是优选的喇叭状设计的组合能够在良好的自对中功能方面以及对接触部件的长度方向轴线不同轴或平行的特别良好的不敏感性方面表现突出。
优选地，能够为如下情况：各插接连接器均具有收纳相关联的接触部件的壳体。优选地，于是还能够为如下情况：接触部件中的至少一者安装在所属的壳体中，使得该接触部件能够以被弹簧施力的方式轴向移位。这能够表现出在结构上简单地实现对形成在接触部件之间的接触区域的轴向弹簧加载。
在这种情况下，能够优选地借助于螺旋弹簧实现接触区域的弹簧加载，该螺旋弹簧围绕能够轴向移位的接触部件、被支撑在例如绕着接触部件的外侧延伸的凸缘与例如绕着壳体的内侧延伸的凸缘之间。因而，作为被引入部件的可低价获得的组成部件能够用于弹簧施力件，其中螺旋弹簧围绕接触部件的配置还占据小的空间。
附图说明
以下参照附图中示出的示例性实施方式更详细地说明本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明的插接连接装置的第一实施方式的立体图；
图2示出了根据图1的插接连接装置的第一插接连接器的立体图；
图3示出了根据图2的插接连接器的纵截面；
图4示出了根据图1的插接连接装置的第二插接连接器的立体图；
图5示出了根据图4的插接连接器的纵截面；
图6示出了根据本发明的插接连接装置的第二实施方式的立体图；
图7示出了根据图6的插接连接装置的第一插接连接器的纵截面的立体图；以及
图8示出了根据图6的插接连接装置的第二插接连接器的纵截面的立体图。
具体实施方式
图1所示的连接装置包括第一插接连接器1(参见图2和图3)和第二插接连接器2(参见图4和图5)。插接连接器1包括壳体3和至少部分地配置在该壳体内的接触部件4，插接连接器2包括壳体3和至少部分地配置在该壳体内的接触部件5。接触部件4、5两者均具有用于与插接部件4、5中的另一者轴向接触的插接侧端部。接触部件4、5两者还均具有用于与其余部分未示出的电缆的导体6连接的电缆侧端部。为此，接触部件4、5的电缆侧端部为管状形状，使得它们能够接收相关联的电缆的导体6的端部。接触部件4、5与导体6之间的机械连接能够例如通过焊接建立，为此，接触部件4、5中设置有焊接口。
第一插接连接器1的接触部件4在其插接侧端部处具有局部为球状的端面7。该端面7与第二插接连接器2的接触部件5的端面在凹部8中接触，凹部8被设计成以喇叭状(trumpet-like)形状变宽(在朝向插接侧端部的方向上变宽)。这在接触部件4、5之间建立环状接触区域，如果两个插接连接器1、2或两个接触部件4、5彼此不完全同轴(相对于圆形截面的接触部件4、5的长度方向轴线)地对准，则也存在该环状接触区域。结果，在接触可靠性方面，插接连接装置对位置的误差和组成部件的形状相对不敏感。
为了保证对于接触可靠性也必须的轴向接触压力，第一插接连接器1的接触部件4安装在所属的壳体3内，使得接触部件4能够轴向移动(即，沿由长度方向轴线限定的方向移动)并受到预加载的螺旋弹簧9施加的朝向第二插接连接器2的方向的力。接触部件4在壳体3内的轴向移动自由度受绕着接触部件4的外侧延伸、抵靠肩部11的环状凸缘10的限制，肩部11通过使居中地形成在壳体3内的接收口的直径骤变而形成。螺旋弹簧被支撑在接触部件4的外周凸缘10与固定套筒12之间，在组装第一插接连接器1期间，固定套筒12从电缆侧端部压入壳体3的接收口，因而保证了第一插接连接器1的一体性。
为了组装第二插接连接器2，其接触部件5也从电缆侧端部嵌入所属的壳体3的居中配置的接收口并固定就位(例如，通过加压或通过粘接剂接合以力锁定的方式固定就位)。
根据本发明的图6至图8所示的插接连接装置的第二实施方式也包括第一插接连接器1和第二插接连接器2。
与图1至图5所示的插接连接装置相比的主要区别在于设置有多个接触元件。具体地，设置有根据本发明接触的三对接触元件4、5。单个接触元件4、5以与图1至图5所示的第一实施方式相同的方式设计，并且以大致等同的方式一体化在所属的壳体3中。然而，在第一插接连接器1的情况下，对接触元件4施力的螺旋弹簧9不在接触元件4的后端抵靠固定套筒而被支撑，而是抵靠多部件壳体3的壳体部的端面。
接触元件4、5能够被设置用于在高压电路中传递大电流。例如，接触元件4、5能够一体化在电动(部分电动)马达车辆的电动牵引网络(electrictraction network)中或用于这种车辆的充电系统中。根据本发明，“高压”被理解为是指至少30V AC和至少60V DC的电压。因此，“低压”被理解为是指低于30V或低于60V的电压。
两个插接连接器1、2还包括直径较小的接触元件13，接触元件13能够为以低压运行的如下安全电路的一部分：能够用作用于包括接触元件4、5的高压电路的所谓的联锁。

Claims (5)

1.一种插接连接装置，其包括具有第一接触部件(4)的第一插接连接器(1)和具有第二接触部件(5)的第二插接连接器(2)，其中，在所述插接连接装置插接在一起的状态下，所述第一接触部件(4)和所述第二接触部件(5)以被弹簧施力的方式在轴向上彼此接触，其特征在于，所述第一接触部件(1)具有在三维上弯曲的端面(7)，所述第二接触部件在其端面具有变宽的凹部(8)，使得在所述第一接触部件(4)和所述第二接触部件(5)之间建立环状接触区域。
2.根据权利要求1所述的插接连接装置，其特征在于，所述第一接触部件(4)的端面(7)的局部为球状。
3.根据权利要求1或2所述的插接连接装置，其特征在于，所述第二接触部件(5)的凹部(8)的形状为锥形。
4.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接装置，其特征在于，所述插接连接装置包括收纳所述第一接触部件(4)的第一壳体(3)和/或收纳所述第二接触部件(5)的第二壳体(3)，其中所述第一接触部件(4)和所述第二接触部件(5)中的至少一个接触部件安装在所属的壳体(3)中，使得该接触部件能够以被弹簧施力的方式沿轴向移位。
5.根据权利要求4所述的插接连接装置，其特征在于，所述插接连接装置包括螺旋弹簧(9)，所述螺旋弹簧(9)围绕能够沿轴向移位的被弹簧施力的接触部件(4，5)，所述螺旋弹簧(9)被支撑在所述接触部件(4，5)的一部分与所述壳体(3)的一部分之间。
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