CN106716737B - 具有夹锁的高电流插接 - Google Patents

Abstract

本发明涉及插接系统，该插接系统具有诸如高电流插头等的插接连接器和诸如高电流插座等的配合插接连接器，该配合插接连接器用于通过在锁定位置(I)阻止从配合插接连接器拔出插接连接器的锁定装置联接到插接连接器，其中锁定装置具有以枢转方式固定于插接连接器的杆部和以铰接方式安装到杆部的固定夹，该固定夹用于在锁定位置(I)接合到配合插接连接器的接合区段中。

Description

具有夹锁的高电流插接

技术领域

本发明涉及插接系统，所述插接系统具有诸如高电流插头等的插接连接器和诸如高电流插座等的配合插接连接器。该插接系统具有带有锁定装置的锁定配置，在锁定位置中，该锁定装置防止插接连接器从配合插接连接器断开。

换言之，锁定装置防止与配合插接连接器连接的插接连接器与插接方向相反地从配合插接连接器被拔出，防止电流传输的意外中断。在锁定位置中，插接连接器的接触元件以导电的方式与配合插接连接器的配合接触元件连接，由此能够经由该连接传导诸如50A或更高的高电流。

背景技术

通常，为了将高电流插头与高电流插座连接，必须用相当大的力将插头压入插座，反之亦然。这种压力不能总是被手动地施加，尤其是如果要建立的插接连接的位置难以触及。出于这样的原因，已知的插接系统通常配备有机械力传递装置以便于插接操作。例如，已知的是，插接连接器通过一个或多个螺钉与配合插接连接器连接，由此插接连接器在螺合进配合插接连接器时被紧固。

因此，由安装者在周向上施加于螺钉的力转化为在插接连接器与配合插接连接器之间作用的轴向力。

然而，这种拧紧过程(screwing procedure)相对费力和费时。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供包括插接连接器与配合插接连接器的能够简单且快速连接的插接系统，其还能够在需要施加高插接力的情况下被可靠地使用。

根据本发明，该问题通过具有技术方案1的特征的上述插接系统的进一步发展解决。在从属方案中说明本发明的有利的进一步发展。

根据本发明的插接系统的特征在于，所述锁定装置具有杆部和铰接于所述杆部的固定夹，所述杆部以能旋转的方式安装到所述插接连接器，所述固定夹被设计成在所述锁定位置中接合到所述配合插接连接器的接合区段中。

因为在锁定位置中固定夹接合在配合插接连接器的接合区段中，所以在锁定位置中不可能与插接方向相反地拔开插接连接器与配合插接连接器。相反地，为了实现断开运动，必须首先从接合区段脱开固定夹。这能够通过铰接有固定夹的杆部的旋转运动来实现。杆部以可旋转的方式配置于插接连接器的基部，并且固定夹配置于所述杆部，同样地可相对于杆部旋转。

本发明基于以下知识：为了连接插接连接器和配合插接连接器，通过简单的杆传递力是特别有利的。不同于通过螺钉传递力的情况，这不需要任何费时的拧紧过程，仅需要对杆部的可简单且快速执行的旋转操作。为了连接插接连接器与配合插接连接器所需要的力能够通过限定杆部上的固定夹的物理定位和杆部的长度来调节。杆部的远离配合插接连接器的旋转运动使得安装到其上的固定夹轴向地和远离配合插接连接器地移位(或者朝插接连接器的基部移位)，使得当固定夹接合于接合点时，配合插接连接器被朝向插接连接器拉。相反地，杆部的朝配合插接连接器的旋转运动使得固定夹的前端轴向地和朝配合插接连接器移位(或者远离插接连接器的基部地移位)，使得通过适当形状的接合点，固定夹能够从接合点脱开或者插接连接确实能够被有效地被迫分开，因此在不需要施加大的力的情况下，插接连接器能够从配合插接连接器断开。

换言之，固定夹能够被设计成通过杆部旋转到锁定位置，朝插接连接器拉配合插接连接器。

为了将插接连接器与配合插接连接器连接，执行以下步骤：首先，朝配合插接连接器旋转杆部，使得固定夹朝配合插接连接器延伸得远。因此，当插接连接器被引入配合插接连接器时，在插接连接器到达其最终的轴向位置之前，固定夹已经配置于接合点的高度处。固定夹铰接于杆部，使得通过重力固定夹自动地接合到接合区段中，该接合区段优选地包括在配合插接连接器外侧的凹部。然后旋转杆部远离配合插接连接器，从而使固定夹与横向于插接方向延伸的接合区段的接触面接触。因此，随着杆部进一步旋转，插接连接器和配合插接连接器被拉到一起。当杆部已经完全地折叠，并且在这个位置中杆部优选地紧靠插接连接器时，获得插接连接器和配合插接连接器的最终相对轴向位置。获得锁定位置。

强制配合插接连接器远离插接连接器的预紧部优选地在插接连接器和配合插接连接器之间作用，通过该预紧部，能够将固定夹压入接合区段的锁定位置。

对于实现杆部的用户友好的可操作性方面，已经证明适宜的是，杆部在其自由端具有操作区段，其能够被设计成能够由手指抓握的手柄和/或横向构件等的形式。可选地或附加地，所述固定夹在铰链点处安装到所述杆部，所述铰接点距所述杆部的所述自由端的距离比距所述杆部的以能旋转的方式安装到所述插接连接器的端部的距离远。力传递比通过杆部上的铰链点的定位来调节。优选地，铰链点与杆部的固定于插接连接器的端部之间的距离小于铰链点与杆部的自由端或操作区段之间的距离的35％，特别是小于25％。

能够确保插接连接器和配合插接连接器的简单且可靠的连接的是，在所述锁定位置中，所述固定夹与诸如鼻部的从所述配合插接连接器径向突出的突起搭接。从插接连接器观察，接合点位于突起后面的凹部中。

连接操作能够被如下地进一步地简化，所述突起配备有面向所述插接连接器的诸如向外倾斜的倾斜面的引导面，所述引导面被设计成将所述固定夹引导至所述接合区段。可选地或额外地，所述突起能够形成横向于所述引导面而定向的接触面，所述接触面特别地大致正交于插接方向并且远离所述插接连接器，所述接触面形成所述接合区段。

横向于插接方向延伸的横向构件能够配置于固定夹的前端，当插接连接器被插入配合插接连接器时，该横向构件落入形成于突起后面的凹部中，并且当杆部被紧固到锁定位置中时，该横向构件压靠在突起的接触面。可选地，在形式上与接合点至少部分互补的接合突起等能够形成于固定夹的前端。

根据本发明的特别重要的方面，所述配合插接连接器具有与所述接合区段相对的推出面，所述推出面被设计成：由于所述杆部从所述锁定位置向打开位置旋转，所述推出面将所述插接连接器推离所述配合插接连接器。推出面和与其相对的突起的接触面之间的距离优选地大于2mm并且小于2cm。从锁定位置开始，当杆部在配合插接连接器的方向上旋转时，固定夹的前端抵靠推出面，使得杆部的进一步旋转引起在插接连接器与配合插接连接器之间作用的推力(repellent force)。当杆部朝配合插接连接器完全旋转并且在打开位置中时，能够容易地从配合插接连接器拔出插接连接器。杆部的在锁定位置与打开位置之间的旋转角度优选地大于90°并且小于180°，特别地在120°至150°之间。

对于实现进一步改善用户友好性的方面，已经证明有利的是，所述插接连接器具有限制所述固定夹径向向外地旋转的固定元件。固定元件能够被设计成在轴向上延伸并且至少部分地覆盖固定夹的盖的形式。固定元件确保固定夹始终大致在轴向上延伸并且面向配合插接连接器。特别地，固定元件防止固定夹被完全折叠，还防止固定夹在拉力和/或压力的作用下以不受控的方式从接触面和/或推出面弹出。优选地，固定元件允许固定夹绕着杆部旋转小于等于30°，特别地小于等于15°。已经证明特别有利的是，杆部旋转时固定元件至少部分地与固定杆的支撑区域接触，因为通过这种方式能够以更稳定的方式引导固定夹的运动。

夹锁的有效性能够如下地被进一步改善，设置在锁定位置中在插接连接器和配合插接连接器之间作用并且在轴向上可伸缩的预紧部，该预紧部能够被设计成密封部，特别是弹性轴向密封件。在锁定位置中，预紧部强制配合插接连接器远离插接连接器，因此使固定夹压靠接合区段的接触面。因此，当杆部位于锁定位置时，锁定装置被保持在稳定位置。当锁定装置移动到锁定位置时，预紧部在轴向上被弹性地压缩，并且当杆部移动到打开位置时，预紧部支持分离过程。

如果插接连接器暴露于振动，则弹性且可压缩的轴向密封部是特别重要的，因为振动能够由用作振动阻尼件的密封部吸收，使得能够防止插接连接器和/或配合插接连接器的损坏。

在本发明的特别优选的实施方式中，密封部是截面为大致L字形状的密封环。L字形状的密封环的在插接连接器与配合插接连接器之间轴向地作用的部分，形成上述的预紧元件，并且通过密封环的在插接连接器与配合插接连接器之间径向地作用的部分提供流体密封。L字形状的密封环能够容纳在插接连接器的插接侧的外周凹部中，由此，在锁定位置中，密封环以密封的方式与配合插接连接器的突出的环状面共同作用，密封环在轴向上抵靠突出的环状面。

能够通过固定装置防止锁定装置的无意打开：所述固定装置能够从允许所述杆部的旋转运动的释放位置移动到阻挡所述杆部从所述锁定位置开始的旋转运动的固定位置，并且所述固定装置能够从阻挡所述杆部从所述锁定位置开始的旋转运动的固定位置移动到允许所述杆部的旋转运动的释放位置。锁定装置能够借助于固定装置锁定在锁定位置中。

在本发明的特别优选的实施方式中，固定装置具有诸如阻挡杆的阻挡部，所述阻挡杆以能够在轴向上移位的方式配置，在所述锁定位置中，所述阻挡杆介入所述杆部的旋转路径。因而防止杆部从锁定位置移动到打开位置。

对于实现固定装置的特别可靠的固定效果的方面，已经证明适宜的是，在所述锁定位置中，所述阻挡杆通过所述配合插接连接器的引导面、特别是通过所述突起的所述倾斜面被迫进入所述固定位置，因为它在重力的作用下滑落。因此，配合插接连接器的引导面一方面用于将固定夹的前端引导至接合区段，另一方面用于自动地将阻挡杆移动到固定位置。在断开插接连接之前，为了让开杆部的旋转路径，阻挡杆必须首先朝向配合插接连接器移动。

本发明还涉及诸如高电流插头等的根据本发明的插接系统的插接连接器。这种插接连接器的特征在于以可旋转的方式安装到其上的杆部以及固定夹，固定夹铰接于所述杆部，该固定夹被设计成当在锁定位置时接合到配合插接连接器的接合区段中。根据本发明的插接连接器还能够单独地或组合地呈现出上述特征。

本发明还涉及诸如高电流插座等的根据本发明的插接系统的配合插接连接器。特别地，这种配合插接连接器的特征在于接合区段，根据本发明的插接连接器的固定夹能够接合到该接合区段中。接合区段优选地由形成在突起后面的凹部或者接触面形成。根据本发明的配合插接连接器还能够单独地或组合地呈现出上述特征。

附图说明

在以下说明中，参照附图说明本发明，附图中还示出了根据本发明的插接系统的细节，其对于本发明很重要，但是未在说明中被明确地说明。在附图中：

图1示出了在锁定位置I中的根据本发明的插接系统的示意性侧视图，

图2示出了在锁定位置I中的根据本发明的插接系统的截面图，

图3至图7示出了从配合插接连接器拔出插接连接器时图2所示的插接系统的不同的相对位置，各情况以截面图示出，以及

图8示出了在打开位置II中的图2中所示的插接系统的截面图，其中插接连接器与配合插接连接器完全断开。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的插接系统100的侧视图，该插接系统100包括插接连接器10和配合插接连接器50。插接连接器10是被设计成传输高于50A的电流的高电流插头，并且配合插接连接器50是高电流插座。

插接系统被示出为处于锁定位置I中，其中插接连接器10在插接方向R上被完全地插入配合插接连接器，使得高电流插头的内接触部与高电流插座的内接触部形成电接触。在图2中的截面图所示的该锁定位置I中，插接连接器10的固定夹24的前端接合在配合插接连接器50的接合区段26中。因此固定夹24的前端抵靠突起52的远离插接连接器10的接触面56，使得不能从配合插接连接器在与插接方向R相反的方向上拔出插接连接器。因此在接合区段26中接合的固定夹24形成防止从配合插接连接器拔出插接连接器的锁定装置20。

为了便于插接操作，锁定装置20还被设计成在配合插接连接器50的方向上拉插接连接器10。为此目的，锁定装置20具有杆部22，该杆部22具有铰链点23并以可旋转的方式安装到插接连接器10，由此固定夹24在铰链点23处以可旋转的方式连接到杆部(同样特别地参照图8)。杆部24的绕着插接连接器10的基部的旋转轴线平行于固定夹的绕着杆部24的旋转轴线，其中两个旋转轴线之间的距离小于杆部24的铰链点23与自由端25之间的距离。依据期望的力传递比(force transmission ratio)，铰链点23还能够被配置于杆部的不同位置，例如为了进一步减小为了旋转杆部22所需的力，铰接点23更靠近固定于插接连接器10的端21。

在锁定位置I中闩锁固定夹24的突起52，一方面具有接触面56，另一方面具有倾斜面54形式的面向插接连接器10的引导面，在连接操作期间通过该引导面将固定夹24引导至接合区段26。

插接连接器10还具有带有以能够在轴向上移位的方式安装的阻挡杆72的固定装置70，该阻挡杆72能够从图3所示的释放位置III移动到图4所示的固定位置IV，并且反之亦然。如在图2中特别清楚地示出的，在固定位置IV中阻挡杆72介入杆部22的旋转路径，使得杆部22不能在逆时针方向上从所示的锁定位置IV旋转到打开位置III。这确保插接连接不能被意外地断开。图3示出了在释放位置III中，在插接方向R上观察，阻挡杆72的前端抵靠突起52的倾斜面54，因此在如图2所示的固定位置IV的方向上滑落。这使得自动锁定固定装置70。在杆部22可能旋转之前，阻挡杆72必须被安装者在配合插接连接器50的方向上主动地移位。

根据本发明特别重要的是预紧部60，其被容纳在插接连接器10的插头侧的外周凹部中，该预紧部60在所示的实施方式中是具有L字形状截面的弹性环状密封件的形式。在锁定位置I中，该环状密封件具有轴向密封区段，该轴向密封区段在配合插接连接器50的突出的环状面64与插接连接器10的凹部的基底之间作用，该轴向密封区段能够在插接连接器10的插接操作期间被压缩，使得在锁定位置I中固定夹24被压靠在接触面56并且不能向上旋转出接合区段26。密封部60还提供特别好的振动阻尼。密封环的沿径向在插接连接器与配合插接连接器之间作用的部分以流体密封的方式密封插接连接。

与接触面56相对的是推出面58，推出面58大致正交于插接方向R地延伸，该推出面58面向插接连接器10并且能够与固定夹24接触，使得能够通过杆部22的旋转将插接连接器10压出配合插接连接器50(特别地参照图5至图7)。

覆盖固定夹24的部分的固定元件32被设计成在径向上距突起52的顶点小的距离处的大致平坦覆盖面的形式，该固定元件32防止固定夹“折叠”，并且同时确保固定夹24一直在配合插接连接器50的方向上突出因而“准备好接合”。

下面通过示例的方式说明断开连接的插接系统100的过程。连接的过程大致以相反的顺序进行：

从图2所示的锁定位置I开始，首先阻挡杆70在配合插接连接器50的方向上移位到释放位置III，使得该阻挡杆不再介入杆部22的旋转路径(参照图3)。

从图3所示的释放位置III开始，杆部被其能够配备有手柄的自由端25抬起。杆部22的旋转运动的第一部通过松弛密封环60支持(参照图4)。

从图4所示的位置开始，杆部22在配合插接连接器50的方向上沿逆时针方向进一步旋转，由此固定夹24从接触面56分离并且在推出面58的方向上移动直到固定夹24抵靠推出面58(参照图5)。

为了进一步旋转杆部22，安装者必须施加杠杆力以便与插接方向R相反地推动插接连接器10远离配合插接连接器50(参照图6)。

杆部22在逆时针方向上尽可能远地旋转(参照图7)。

现在能够从配合插接连接器50拔出插接连接器10(参照图8)。

附图标记说明

10 插接连接器

20 锁定装置

21 杆部的固定于插接连接器的端部

22 杆部

23 铰链点

24 固定夹

25 杆部的自由端

26 接合区段

27 支撑区域

32 固定元件

50 配合插接连接器

52 突起

54 倾斜面

56 接触面

58 推出面

60 密封部

62 凹部

64 环状面

70 固定装置

72 阻挡杆

100 插接系统

R 插接方向

I 锁定位置

II 打开位置

III 释放位置

IV 固定位置

Claims (20)

1.一种插接系统(100)，所述插接系统(100)具有被设计成传输大约50A或者更高的电流的插接连接器(10)和用于与所述插接连接器联接的配合插接连接器(50)，

所述插接系统(100)具有锁定装置(20)，在锁定位置(I)中所述锁定装置(20)防止从所述配合插接连接器拔出所述插接连接器，

其中，所述锁定装置(20)具有杆部(22)和铰接于所述杆部(22)的固定夹(24)，所述杆部(22)以能旋转的方式安装到所述插接连接器(10)，所述固定夹(24)被设计成在所述锁定位置(I)中接合到所述配合插接连接器(50)的接合区段(26)中，其特征在于，所述插接系统包括在轴向上可伸缩的预紧部，所述预紧部在所述锁定位置(I)中在所述插接连接器(10)与所述配合插接连接器(50)之间作用，当所述锁定装置(20)移动到所述锁定位置(I)时所述预紧部能够在轴向上被压缩，所述插接连接器(10)具有限制所述固定夹(24)径向向外地旋转的固定元件(32)，在所述杆部(22)旋转期间，所述固定夹(24)的支撑区域(27)与所述固定元件(32)接触，从而以更稳定的方式引导所述固定夹(24)的运动。

2.根据权利要求1所述的插接系统，其特征在于，所述固定夹(24)被设计成：由于所述杆部(22)旋转到所述锁定位置(I)，所述固定夹(24)朝所述插接连接器(10)拉所述配合插接连接器(50)。

3.根据权利要求1或2所述的插接系统，其特征在于，所述杆部(22)在其自由端(25)具有操作区段，所述固定夹(24)在铰链点(23)处安装到所述杆部(22)，所述铰链点(23)距所述杆部(22)的所述自由端(25)的距离比距所述杆部(22)的以能旋转的方式安装到所述插接连接器(10)的端部(21)的距离远。

4.根据权利要求1或2所述的插接系统，其特征在于，在所述锁定位置(I)中，所述固定夹(24)与从所述配合插接连接器(50)径向突出的突起(52)搭接。

5.根据权利要求4所述的插接系统，其特征在于，从所述配合插接连接器(50)径向突出的突起(52)为鼻部。

6.根据权利要求4所述的插接系统，其特征在于，所述突起(52)配备有面向所述插接连接器的引导面，所述引导面被设计成将所述固定夹(24)的前端引导至所述接合区段(26)和/或接触面(56)，所述接触面(56)横向于所述引导面而定向并且远离所述插接连接器。

7.根据权利要求6所述的插接系统，其特征在于，所述接触面(56)大致正交于插接方向(R)。

8.根据权利要求6所述的插接系统，其特征在于，所述引导面为向外倾斜的倾斜面(54)。

9.根据权利要求4所述的插接系统，其特征在于，所述配合插接连接器(50)具有与所述接合区段(26)相对的推出面(58)，所述推出面(58)被设计成：由于所述杆部(22)从所述锁定位置(I)向打开位置(II)旋转，所述推出面(58)将所述插接连接器(10)推离所述配合插接连接器(50)。

10.根据权利要求1或2所述的插接系统，其特征在于，可伸缩的所述预紧部是密封部(60)。

11.根据权利要求10所述的插接系统，其特征在于，所述密封部(60)是弹性轴向密封件。

12.根据权利要求10所述的插接系统，其特征在于，所述密封部(60)为密封环，所述密封环容纳在所述插接连接器(10)的插接侧的外周凹部(62)中，其中，在所述锁定位置(I)中，所述密封环以密封的方式与所述配合插接连接器(50)的突出的环状面(64)共同作用。

13.根据权利要求12所述的插接系统，其特征在于，所述密封环具有大致为L字形状的截面。

14.根据权利要求4所述的插接系统，其特征在于，所述插接系统包括固定装置(70)，所述固定装置(70)能够从允许所述杆部(22)的旋转运动的释放位置(III)移动到阻挡所述杆部(22)从所述锁定位置(I)开始的旋转运动的固定位置(IV)，并且所述固定装置(70)能够从阻挡所述杆部(22)从所述锁定位置(I)开始的旋转运动的固定位置(IV)移动到允许所述杆部(22)的旋转运动的释放位置(III)。

15.根据权利要求14所述的插接系统，其特征在于，所述固定装置(70)具有阻挡杆(72)，所述阻挡杆(72)以能够在轴向上移位的方式配置，在所述锁定位置(I)中，所述阻挡杆(72)介入所述杆部(22)的旋转路径。

16.根据权利要求15所述的插接系统，其特征在于，在所述锁定位置(I)中，所述阻挡杆(72)通过所述配合插接连接器(50)的引导面(54)被迫进入所述固定位置(IV)。

17.根据权利要求16所述的插接系统，其特征在于，在所述锁定位置(I)中，所述阻挡杆(72)通过所述突起(52)的倾斜面被迫进入所述固定位置(IV)。

18.根据权利要求1或2所述的插接系统，其特征在于，所述插接连接器(10)为高电流插头，所述配合插接连接器(50)为高电流插座。

19.一种插接系统(100)的插接连接器(10)，所述插接系统(100)的插接连接器(10)是根据前述权利要求中任一项所述的插接系统(100)的插接连接器(10)。

20.一种插接系统(100)的配合插接连接器(50)，所述插接系统(100)的配合插接连接器(50)是根据权利要求1至18中任一项所述的插接系统(100)的配合插接连接器(50)。