CN107408763A - 配有锁定部件的连接器以及该连接器的实现方法 - Google Patents
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Abstract
连接器(1)，包括：至少一个母部件(2)和至少一个接合在所述母部件中的公部件(3)，以及防止所述公部件从所述母部件任意拔出的锁定装置(4)，其特征在于，所述锁定装置包括至少一个可移除的锁定部件(4)，所述可移除的锁定部件布置为所述公部件(3)与所述母部件(2)之间的连接件，且所述公部件和母部件包括相互配合的保持装置(24、35)，只有在所述锁定部件被解除之后才能实现所述保持装置的相互脱离。
Description
本发明涉及一种连接器，该连接器包括母部件和接合在该母部件中的公部件，该连接器配有用于防止公部件从母部件中任意拔出的锁定装置。
本发明涉及一种用于确保机械连接和可能的电连接的连接器。该连接器的一个应用例如是航空领域，但并不限于此。
在连接器特别是电连接器中，采用的通常解决方案之一是使两个部件机械配合，其中一个部件是公部件，而另一个是母部件，这些部件被设计成使得公部件接合在母部件中之后实现电连接。该方案能快速到位，使机械配合产生电连接。为了确保公部件正确地接合且不被不合时宜地抽出，连接器还可包括锁定装置，当需要机械分离从而断开电连接时，需要该锁定装置起作用。
在某些应用中，期望能够容易地确定锁定装置是生效了的。
因此，本发明的目的是提供一种连接器，当公部件和母部件相配合以确保机械连接以及如果该连接器为电连接器时可能地电连接时，可从视觉上识别该连接器的锁定装置，从而确保连接器的锁定位置，此外，该连接器的锁定装置简单且能快速到位。
根据本发明，连接器包括：至少一个母部件和至少一个接合在所述母部件中的公部件，以及防止所述公部件从所述母部件任何不合时宜的(或不需要的)拔出的锁定装置，其特征在于，所述锁定装置包括至少一个可移除的锁定部件，所述可移除的锁定部件布置为所述公部件与所述母部件之间的连接件，且所述公部件和母部件包括相互配合的机械保持装置，只有在所述锁定部件被解除之后才能实现所述保持装置的相互脱离。
因此，所述锁定部件被夹在所述公部件和所述母部件之间，并且所述锁定部件的分离是快速的。
优选地，通过拉动，特别是通过单一拉动动作，所述可移除的锁定部件能从所述连接器上拆卸。
因此，当作为连接件放置时，锁定部件可防止连接部件的任何拆卸。它从视觉上保证处于锁定状态，并且所述公部件和所述母部件不会被非故意地拆卸。
所述锁定部件是在所述公部件和所述母部件之间用作支撑件的连接件(interface)，以便当所述公部件处于保持在所述母部件中的位置、并且所述锁定部件已被移除时，在所述公部件和所述母部件之间布置外部空间。该外部空间对应于将公部件继续插入母部件的行程部分，在解除锁定部件之后公部件的继续插入变得可能。
根据一个特征，所述锁定部件具有环形形状，围绕所述公部件安装。术语“环”表示锁定部件围绕所述公部件并通过在公部件周围紧密接触而保持在公部件上。
优选地，所述公部件包括细长的主体，该主体具有一个设计成插入所述母部件的自由端，以及具有肩部的近端，所述锁定部件围绕所述细长的主体设置并抵靠所述肩部。
在公部件与母部件的组装位置，锁定部件被夹在公部件的肩部和母部件的、被认定为围绕着母部件的开口/入口处的周边边缘之间。
锁定部件是卡扣部件。锁定部件不一定通过卡合(通过弹性推力)与公部件相关联；优选地，锁定部件通过平移与公部件相关联，公部件的自由端插入该锁定部件，并且该锁定部件滑动到主体的近端。另一方面，锁定部件通过弹性拉力从公部件上分离。
所述锁定部件是柔性的，特别地，所述锁定部件是柔性的且为环形形状，具有局部开口的圆周以确保所述锁定部件通过拉动而拆卸。
锁定部件因此具有使连接器的公部件的主体穿过的孔，并且锁定部件在其圆周上部分地封闭，以确保锁定部件被保持在公部件上，同时通过拉力，能够在垂直于公部件的细长主体纵向轴线的方向上脱离公部件。
锁定部件的材料具有弹性性质，并满足航空的限制。作为实例，而不是限制，该材料选自诸如聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚芳醚酮(PAEK)、酰亚胺、尤其是聚醚酰亚胺(PEI)等的聚合物，或者选自复合材料，或者甚至选自由电绝缘涂层覆盖的柔性金属材料。
所述锁定部件包括中空的内横截面，所述内横截面的几何形状和尺寸的适合于与其连接的公部件的主体部分的外部几何形状和尺寸。该内横截面可以是圆形、多边形、多种形状的合成体。内横截面的尺寸适合于连接器的类型，例如，内横截面的尺寸可在2mm至30mm之间。
锁定部件包括便于被抓握的抓握装置，所述抓握装置特别地形成为从环形圆周向外突出的径向突耳。
所述公部件和所述母部件包括彼此配合的机械保持装置。
所述公部件和所述母部件可包括相互电连接的装置。
所述母部件和所述公部件通过推动相配合而组装，并通过推动和拉动向配合而拆卸。
根据相互配合的机械保持装置的一个优选实施例，该保持装置一方面包括至少一个突出元件，所述突出元件优选为套筒，相对于接收所述公部件的所述母部件的内部基座的内壁突出，所述突出元件可缩回到所述内壁的厚度中，另一方面，该保持装置包括设置在所述公部件的主体中的外周凹槽，所述突出元件设计成与所述外周凹槽相配合。
所述突出保持元件优选为套筒的形式，所述套管嵌入所述母部件的内壁中，并具有倾斜的内部母面(generatrix)，该倾斜为从母部件的内壁在基座内部方向上向与套筒入口相反的一侧汇聚。套筒的内部母面限定了从所述基座入口的近侧向相对的底部变窄的横截面。
为了确保套筒在从基座的内壁部分地伸出/突出的位置和缩回到该内壁中的位置之间的机动性，套筒由柔性材料(金属或塑料)制成。因此套筒是弹性的，以使得当公部件的主体插入时，套筒可被移开。
此外，优选地，所述公部件的外周凹槽包括围绕所述凹槽设置并在所述凹槽的宽度上自由平移的环形件。在下面的描述中，术语“宽度”是指在设计成插入母部件的公部件的细长主体的纵向轴方向上延伸的尺寸。所述环形件的宽度小于所述外周凹槽的宽度以允许其平移。所述环形件与所述外周凹槽相配合在径向上不超出所述公部件的主体。
所述母部件包括用于容纳所述公部件的基座，所述基座包括：入口，所述公部件设计成从所述入口插入，自由空间，当所述公部件处于组装位置并保持在所述基座中时，在所述公部件和所述基座的、与所述基座的入口相对的端部之间，保留有所述自由空间。该保留的空间允许在所述公部件的拔出期间，通过推动和拉动将所述公部件进一步推入基座。
本发明还涉及一种本发明的连接器的实现方法，其特征在于，在公部件完全插入之前，优选地在开始插入之前，预先将锁定部件定位在所述公部件上；以及，将所述公部件插入到母部件中，直至出现保持装置的相互配合。
所述公部件和所述母部件的拆卸步骤包括：将锁定部件从连接器上解除，优选地，通过单一拉动动作将所述锁定部件从所述连接器上解除；将所述保持装置相脱离，优选地，通过推动和拉动的双重动作将所述保持装置相脱离；以及，将所述公部件从所述母部件中抽出，特别地，通过拉动将所述公部件从所述母部件中抽出。
如果锁定部件具有用于抓握的符合人体工程学的部件，则可借助于工具或手动地移除该锁定部件。
现将借助实施例来描述本发明，该描述仅仅是说明性的而不是对本发明的范围进行限制，从附图开始，其中：
图1表示本发明的连接器处于公部件与母部件组装及锁定位置的立体图；
图2是连接器的分解立体图；
图3是公部件的纵向剖视图；
图4是图3的截面图，公部件设有锁定元件；
图5是母部件的纵向剖视图，该母部件还具有电触点；
图6是图4的公部件被锁定在图5的母部件中的视图；
图7是本发明的不具有电触点并处于组装及锁定位置的连接器的截面图；
图8a至图8c示出了图7的连接器的公部件在母部件中的组装步骤的截面图，图8c对应于图7的处于锁定位置的连接器；
图9a至图9c是从图8c的连接器开始的公部件从母部件中拆卸的步骤的截面图。
附图中所示的装置是本发明的连接器，该连接器包括母部件2和与该母部件配合的公部件3，并具有锁定部件4，该锁定部件能够使两个部件的机械组装可视化并确保锁定，除非移除锁定部件，否则这两个部件不可能被分开。
图3至图6示出了本发明的具有电连接功能的连接器。当连接器机械组装时，即当具有电连接面的公部件3插入并保持在具有电连接面的母部件2内部时，确保了电连接功能。
图7示出了本发明的没有电连接功能的连接器。事实上，在其他应用中，可能需要连接器机械连接两个元件而不施加电连接。
不管是否存在电连接，连接器的机械保持和锁定系统都是相同的。下文中对该系统进行说明。
连接器设计为分别在母部件和公部件的两侧连接两个元件(未示出)。
见图1和图2，连接器包括母部件2，该母部件内接合有公部件3，并在母部件与公部件之间设置有锁定部件4作为连接件。
部件的外部形状如示例性实施例，但示例性实施例并不用于限制。连接器的每个公/母部件根据其目的将具有适合于与其所期望的元件连接的结构。连接器的尺寸同样适合于连接器的目的及用途。
母部件2包括容纳基座20，而公部件3包括主体30，在此该主体30是长形的，适于被容纳在基座20中。该基座和主体的尺寸及几何形状可以变化。在此该公主体的形状为具有环形基部的圆柱形，但是也可具有多边形横截面，例如，当基座具有互补的容纳形状时。
下面描述的连接器仅具有一个公主体30和一个母容纳基座20。然而，本发明的保持和锁定系统可应用于具有若干公主体和若干相结合的母基座的连接器，每对公主体和母基座均提供有锁定系统。
公部件30包括主体30以及共线的相对部分31，共线的相对部分设计成与要连接的元件(未示出)配对，主体优选为长形。作为示例而不是限制，这里的相对部分31是带螺纹的。此外，公部件包括关于相对部分31界定出主体30的肩部32。主体30的、与肩部32相对的自由端33设计成接合在母部件中。
此外，公部件包括保持装置34，该保持装置34被设计成与母部件2相关联的保持装置24相互配合，从而确保组装后这两个部件的机械握持。
参考图3和图4，作为优选而不是限制性示例，下面将描述公部件的保持装置34和母部件的保持装置24。公部件和母部件的保持装置有利地构成推拉式保持系统。
在自由端33和肩部32之间设计了公部件3的保持装置34。保持装置34包括外周凹槽35和环形件36，外周凹槽35设计在主体30的厚度上并围绕主体30的周长，环形件36围绕凹槽35宽度的一部分安装，且能沿着凹槽的宽度在纵向上自由平移。滑动的环形件36围绕凹槽但不从主体30的外壁30A径向突出。
当图2至图4的连接器用作电连接器(从而提供机械连接和电连接)时，公部件3的主体30和相对部分31由金属材料制成，例如铜基合金。
即使连接器的公部件3由导电材料制成，公部件也可用于专门的机械连接。
如果连接器仅被设计成用于机械连接(而不是电连接)，则公部件的主体可由导电材料以外的材料诸如塑料制成。
环形件36不一定是金属的。例如，它由诸如聚醚醚酮(PEEK)或聚甲醛(POM)的塑料制成。
参见图2和图5，母部件2包括：设置在主体21的内部并具有开口20A的基座20，以及在开口20A的对面延伸并设计成与要连接的元件(未示出)配对的连接部分22。作为示例而不是限制，这里的连接部分22是具有螺纹的。
母部件2包括保持装置23，该保持装置23设置成与其互补的公部件的保持装置34相配合。
保持装置23由弹性套筒24组成，该弹性套筒24嵌入在母部件的主体21内壁中的周边空腔25中。
弹性套筒24由金属材料或诸如聚醚醚酮(PEEK)或聚甲醛(POM)的塑料材料制成。
套筒24能够呈现两个位置，即：静止位置，套筒在该位置突出到母部件的基座20中(图5)；和缩回位置(图8b)，在公部件的插入过程中，套筒在该位置变形/扩展/增大并占据整个容纳空腔25。
套筒24包括通道孔24A，该通道孔设计成由公部件3的主体30穿过。
通道孔24A具有如下内部轮廓：该内部轮廓的横截面从位于开口20A一侧的前边缘24B到相对的后边缘24C以减小方式变化。因此，套筒24的内表面是圆锥形的。套筒的内部母面具有如下倾斜度：从设计成与公部件的主体30首先结合的边缘24B开始，在相对边缘24C的方向上汇聚。
如将在下面进一步所解释的，一旦公部件的主体30已穿过套筒24进入，套筒24被设计成通过与外周凹槽35(图6、7和8c)相接合而配合，边缘24C与凹槽35的一个侧面35A相抵靠。这种相互配合确保了公部件保持在母部件中。
基座20具有如下容积：其适合于主体30的插入，以及在主体30处于保持在该基座中的位置时，适合于在主体30的自由端33和与开口20A相对的基座底部27之间布置自由空间26(图6和7)。该自由空间26的宽度至少等于公部件3中环形件36宽度的一半。
当连接器1是电连接器时，母部件2由金属材料制成，主体21和连接部分22是金属的。此外，为了保证基座20区域内的主体21与主体30之间的电连续性，母部件2包括(图5和图6)电触点28，该电触点28布置在基座20中并与主体21基座20的内壁相抵靠，并设计成一旦公部件插入并保持，电触点就与公部件的主体30(在具有自由端33的一侧)紧密接触。
在图7的示例中，连接器不是电连接的连接器，所以基座20不存在电触点。
最后，本发明的连接器1包括锁定部件4。一旦公部件3插入母部件2、并由于保持装置24和保持装置34而被保持在母部件2中，则该锁定部件能够在视觉上可见地宣告公部件与母部件接合，并能避免这两个部件的任何非故意地分离。
在公部件进入母部件之前，锁定部件4优选放在公部件3上的适当位置。
锁定部件4是在公部件3与母部件2之间用作支撑件的连接部件。
锁定部件4包括形成环的部件，该部件至少大体上为U形(图1和图2)，以便与主体30配合。
用于锁定部件4的术语“环”不一定意味着圆形。锁定部件围绕主体30，并包括适合于主体30的外部形状的内横截面。
在本发明的优选变型中，锁定部件4是柔性材料部件，并具有在锁定部件4周边的某部分40处是开放的环形状。锁定部件是柔性的并部分地开放，以允许锁定部件从主体30上脱离。
锁定部件4设计成：当锁定部件抵靠肩部32时，通过与壁30A接触而夹紧在公部件主体30的周围(图4)。锁定部件设置在肩部32和外周凹槽35之间。
锁定部件4以夹子的方式与公部件的主体30相连接。
形成开口环的材料的弹性性质能够使开口环作为要解开的卡扣部件轻易且快速地从主体30上移除。
然而，可考虑其它变型。例如，锁定部件可由限定闭合线的两部分(并且不能被部分地打开)组成，这两部分之间一端通过铰链联接，另一端通过卡扣类型的快速固定装置或者任何其它两端可拆卸但可靠连接的系统联接。在另一示例中，锁定部件可由两个半壳组成，这两个半壳以可拆卸的方式例如通过咬合组装，并且一旦组装就形成闭合线。
有利地，锁定部件4包括径向抓握部41，该径向抓握部41自上述锁定部件4的开环部分40以及连接器的其余部分突出，以便易于被手抓握从而被拉动。
现在将参照图8a至图9c描述本发明连接器的实现方式，该连接器为图7中的连接器。
在将公部件3接合在母部件2中之前，使用者将锁定部件4的开环40在公部件上放置到位(图8a)，例如，通过将锁定部件串绕在主体30上直到锁定部件紧靠肩部32。锁定部件也可通过咬合来定位。
见图8a至图8c所示，连接器的母部件2和公部件3两个的组装如下进行。
如图8b所示，当锁定部件4就位后，将公部件3沿着箭头F平移引导到基座20中。公部件的自由端33抵靠母部件2的套筒24；由于套筒24内部轮廓的汇聚倾斜，当沿着箭头F继续推动时，主体30继续前进，同时将套筒24推入到空腔25内。
继续推动直到公部件的凹槽35(图8c)遇到套筒24，套筒因弹性恢复到它的初始形状，套筒将置于凹槽内不能离开。公部件与母部件的组装现在完成。因此，锁定部件4被夹在公部件3的肩部32和母部件2的自由端或与开口20A共面的边缘20B之间。
这样，连接器被组装并被锁定。凹槽35的侧面35A抵靠套筒的边缘24C，在与箭头F相反的方向上不可能存在任何推力。此外，由于保持系统是推拉式系统，且由于要拔出公连接器需要先执行推动动作，而由锁定部件4产生的支撑件的存在使得该动作不可能。
连接器的两个部件的解离如下进行。
使用者拉动锁定部件4的突出部41，使得环的两个翼片(tab)在开环40处移动打开，从而使连接器1的锁定部件4脱离。如图9a所示，公部件3仍然维持并保持在母部件2中，外部自由空间5布置在锁定部件所占据的公部件和母部件之间。
锁定部件4被移除后，然后可推动公部件，支撑件4由这两个部件之间的外部空间所替代，外部空间的宽度至少等于公部件在母部件内补充插入所需行程的部分。见图9b，由于环形件36卡入在凹槽35中，通过沿着箭头G平移推动，主体30可继续插入，环形件36转而推动母部件中的套筒24的倾斜的内部轮廓。保留在基座20中的空间26允许主体30推入其中。当主体30的自由端33抵靠基座20的底部27时，使用者沿着图9c的箭头H在与推进相反的方向上施加拉力。
利用滑动的环形件36在公部件3的凹槽35中平移的移动性，可抽出本体30：
-在公部件3被完全按压到母部件2中之后(图9b)，公部件的滑动的环形件36位于与母部件的弹性套筒24相对的位置处；
-通过拉动公部件3，环形件36随之在凹槽35中自由平移滑动，同时环形件36保持与套筒24继续相对(图9c)，套筒因此继续保持在内壁的空腔25中；
-环形件36滑动并抵接在凹槽的侧面35A(图9c)，然后当牵引继续时，套筒24遇到主体30的外表面30A，使得能够自基座20滑动并完全抽出主体30。
Claims (15)
1.一种连接器(1)，包括：至少一个母部件(2)和至少一个接合在所述母部件中的公部件(3)，以及防止所述公部件从所述母部件任意拔出的锁定装置(4)，其特征在于，所述锁定装置包括至少一个可移除的锁定部件(4)，所述可移除的锁定部件布置为所述公部件(3)与所述母部件(2)之间的连接件，且所述公部件和所述母部件包括相互配合的保持装置(34、24)，只有在所述锁定部件被解除之后才能实现所述保持装置的相互脱离。
2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述可移除的锁定部件(4)被夹在所述公部件和所述母部件之间，并且所述可移除的锁定部件的分离是快速的，特别地，通过拉动，特别是通过单一拉动动作，所述可移除的锁定部件能从所述连接器上拆卸。
3.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述锁定部件(4)具有环形形状，围绕所述公部件安装；优选地，所述锁定部件(4)是柔性的；特别地，所述锁定部件是柔性的且为环形形状，具有局部开口的圆周以确保所述锁定部件通过拉动而拆卸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其特征在于，所述锁定部件(4)包括中空的内横截面，所述内横截面的几何形状和尺寸适合于与其连接的所述公部件(3)的主体(30)部分的外部几何形状和尺寸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其特征在于，所述锁定部件(4)包括抓握装置(41)；特别地，所述锁定部件(4)为环形形状，并包括作为抓握装置的、从环形圆周向外突出的径向突耳。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其特征在于，所述锁定部件(4)是在所述公部件(3)和所述母部件(2)之间用作支撑件的部件，以便当所述公部件处于保持在所述母部件中的位置、并且所述锁定部件已被移除时，在所述公部件和所述母部件之间布置外部空间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其特征在于，所述母部件(2)和所述公部件(3)包括相互电连接的装置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其特征在于，所述母部件(2)和所述公部件(3)通过推动相配合而组装，所述母部件和所述公部件通过推动和拉动相配合而拆卸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其特征在于，所述相互配合的保持装置一方面包括至少一个突出元件(24)，所述突出元件优选为套筒，相对于接收所述公部件的所述母部件的内部基座的内壁突出，所述突出元件(24)可缩回到所述内壁的厚度中，另一方面，所述相互配合的保持装置包括设置在所述公部件的主体中的外周凹槽(35)，所述突出元件设计成与所述外周凹槽相配合。
10.根据前述权利要求所述的连接器，其特征在于，所述突出元件(24)为套筒的形式，所述套管嵌入所述母部件的内壁中，并具有如下内部母面：所述内部母面的横截面从所述基座入口的近侧向相对的底部变窄。
11.根据权利要求9或10所述的连接器，其特征在于，所述突出元件(24)为由柔性材料制成的套筒的形式，所述套筒能够被移开。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的连接器，其特征在于，所述公部件的外周凹槽(35)包括围绕所述外周凹槽设置并在所述外周凹槽的宽度上自由平移的环形件(36)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其特征在于，所述母部件(2)包括用于容纳所述公部件的基座(20)，所述基座(20)包括：
入口，所述公部件(3)设计成从所述入口插入，
自由空间(26)，当所述公部件处于组装位置并保持在所述基座中时，在所述公部件和所述基座的、与所述基座的入口相对的端部之间，保留有所述自由空间。
14.一种根据前述权利要求中任一项所述的连接器的实现方法，其特征在于，
在公部件完全插入之前，优选地在开始插入之前，预先将锁定部件(4)定位在所述公部件(3)上，以及，
将所述公部件(3)插入到母部件(2)中，直至出现保持装置的相互配合。
15.根据前述权利要求所述的实现方法，其特征在于，所述公部件和所述母部件的拆卸步骤包括：
将所述锁定部件(4)从所述连接器上解除，优选地，通过单一拉动动作将所述锁定部件(4)从所述连接器上解除；
将所述保持装置相脱离，优选地，通过推动和拉动的双重动作将所述保持装置相脱离；以及
将所述公部件(3)从所述母部件(2)中抽出，特别地，通过拉动将所述公部件(3)从所述母部件(2)中抽出。
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