CN107848060B - 适于将等离子割炬连接到发生器的连接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接系统(1)，所述连接系统适于将等离子炬(101)连接到发生器(102)，以便允许在发生器(102)和炬(101)之间通过电流、通过操作流体以及通过一个或多个控制信号。该系统包括第一连接器(10)和第二连接器(50)。第一连接器(10)和第二连接器(50)适于彼此可移除地连接。第一连接器(10)包括第一载流端子(15)，并且第二连接器(50)包括第二载流端子(53)。所述载流端子(15、53)适于彼此相互连接。所述第一连接器(10)包括一个或多个电端子(13)，并且所述第二连接器(50)包括一个或多个电端子(47)，所述连接器适于彼此相互连接。根据连接系统(1)，在第一连接器(10)中，电端子(13)可相对于第一个端部子运动。本发明还涉及以下：一种等离子设备、一种连接器、一种用于将第一连接器(10)连接到第二连接器(50)以用于等离子炬的方法、一种用于在具有等离子炬(101)的系统中断开两个连接器(10、50)的方法。

Description

适于将等离子割炬连接到发生器的连接系统

技术领域

本发明涉及用在等离子切割和/或标记设备中的连接系统的生产。

尤其，本发明涉及一种用于将等离子炬连接到发生器的连接系统。

本发明还涉及一种用于将等离子炬连接到发生器的连接方法。

背景技术

用于焊接和/或切割和/或标记材料(通常为金属材料)的技术的使用在若干领域中是已知的，并且尤其是在工业领域中。

这些技术包括由专业操作员使用适当的设备，这些专业操作员对待焊接和/或待切割和/或待标记的材料进行作业。

所述已知类型的设备利用通过产生电弧所引起的效果。可以在第一种情况下利用产生电弧的工艺以在有或没有焊接材料的情况下焊接金属材料。已知的这种类型的工艺包括TIG(钨惰性气体)焊接，所述焊接技术被分组在首字母缩略词GMAW(气体保护金属极弧焊)下并且也被称为具有气体保护的金属弧焊接，其尤其包括MIG(金属惰性气体)或MAG(金属活性气体)焊接。

在其它情况下，可以利用产生电弧的工艺来产生切割或标记材料(通常为金属件)的等离子体。

在任何情况下，所述设备都包括适于由操作员操纵的、以炬的名称已知的元件，在所述元件的端部处，在适当的电极的水平下，电弧被冲击和维持。

此外，依据所使用的技术，一种或多种流体也被传送到炬，例如，焊接保护气体和/或电极冷却流体，例如，水和/或空气。

因而，该设备包括第一单元或发生器，其适于向炬供应用于产生电弧的电力并且为炬供应有对于其操作所必需的流体，例如，气瓶、空气压缩机和/或用于供给冷却水的液压回路。此外，在发生器内，还有控制和管理设备的操作的单元。

然后，在发生器和炬之间布置有电源线(炬电缆)，所述电源线适于将发生器电连接到炬自身。此外，沿着相同的电缆传送对于设备的操作所必需的所述流体(例如，气体和/或空气和/或冷却水)以及在发生器和炬之间的控制信号。

因此，在炬电缆内，有用于电和液压连接以及控制信号传输的多个液压和电导体。

因而，所述电缆的一个端部连接到炬，而在发生器与所述电缆的另一个端部之间有用于连接到发生器的系统。

根据用于连接到发生器的第一系统，在发生器内，炬的液压和电导体借助其端部直接连接到相应的单元，如电源或气体和/或空气和/或冷却水液压回路和/或控制和管理单元。

这种类型的连接是刚性的，并且例如在修理或更换磨损部件(如炬)的情况下是相当不方便的。

为此，在已知的技术中，可移除的系统被广泛地用于将炬电缆连接到发生器，这允许炬电缆和发生器彼此快速地连接和断开。

已知类型的可移除的连接系统通常包括在发生器侧上的一系列阴连接器，其中插入有存在于炬电缆的端子上的相对应的阳连接器。此外，炬电缆端子包括包封各种连接器的内螺纹金属环。所述螺纹金属环适于被拧入到包封发生器侧上的阴连接器的环的相对应的外螺纹中。

阳连接器和阴连接器的相互联接确保在发生器和炬电缆之间的电和液压连接以及控制信号传输，而金属环和螺纹环保证部件之间的相互机械连接。

然而，已知类型的可移除的连接系统带来一些缺陷。

由于使用这种连接系统所导致的第一个缺点在于，在获得相互固定的连接之前，螺纹金属环需要以较高的匝数被拧紧。此外，螺纹的存在不能确定何时在各种连接器之间存在正确的相互连接，或者甚至更难以确定赋予金属环的匝是否足以保证所有连接器正确连接。

由于上述的结果，在继续使用该设备期间，炬电缆的连续运动会导致金属环和/或连接器之间的连接失败，随之而来导致该设备发生故障。

由已知类型的连接系统带来的另一个缺点是由以下事实构成，即，所述事实为连接需要金属环与螺纹环的正确对准，以便允许正确地执行拧紧操作。

由已知类型的连接系统带来的又一个缺点是由在两个部件连接期间以及在相同的两个部件意外和/或有意断开期间两者的安全问题构成。

尤其，当两个部件在其连接或断开期间彼此靠近时，存在有产生电弧或放电的风险。尤其在断开操作期间，其它问题会由于流体(例如，空气或气体)的压力而产生，这导致两个部件彼此突然地脱离，尤其是在电缆炬侧上的端子。

这两种情况都会对附近的任何人造成严重的后果。

从文献US 4,270,824、US 3,847,287、US 2004/0140295和US 2003/0100208已知现有技术的连接系统。

本发明的目的是至少部分地克服上述缺点。

本发明的第一个目的是实现一种连接系统，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，而同时与已知类型的系统相比简化连接/断开操作。

本发明的另一个目的是实现一种连接系统，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，并且比已知类型的连接系统持续更长的时间。

本发明的又一个目的是实现一种连接系统，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，并且比已知类型的系统更为可靠。

本发明的又一个目的是实现一种连接系统，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，并且与已知类型的连接系统相比提供改进的安全状态。

发明内容

本发明基于一般的考虑，根据所述一般的考虑，可以通过实现一种连接系统而至少部分地克服参照现有技术描述的问题，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，以便允许在发生器和炬之间通过电流、通过至少一种操作流体以及传输一个或多个控制信号，其中所述连接系统包括适于连接到炬或连接到发生器的第一连接器和分别连接到发生器或连接到炬的第二连接器，第一连接器和第二连接器适于彼此可移除地连接，并且其中第一连接器包括适于承载电流的第一载流端子和用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，所述电端子可相对于第一载流端子运动。

根据本发明的第一方面，本发明的主旨是一种连接系统，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，以便允许在所述发生器与所述炬之间通过电流、通过至少一种操作流体以及传输一个或多个控制信号，所述连接系统包括适于连接到所述炬或连接到所述发生器的第一连接器和适于分别连接到所述发生器或连接到所述炬的第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器适于彼此可移除地连接，其中所述第一连接器包括适于承载所述电流的第一载流端子，并且所述第二连接器包括适于承载所述电流的第二载流端子，所述载流端子适于彼此相互连接，并且其中所述第一连接器包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，并且所述第二连接器包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，所述连接器的所述电端子适于彼此相互连接，其中在所述第一连接器中所述电端子可相对于所述第一载流端子运动。

优选地，在所述第一连接器中，电端子可相对于第一载流端子运动，使得在第一连接器与第二连接器连接或断开期间，第一载流端子和第二载流端子彼此电连接，而第一连接器的电端子可以占据第一位置和第二位置，在所述第一位置中所述第一连接器的电端子与第二连接器的电端子断开，在所述第二位置中所述第一连接器的电端子连接到第二连接器的电端子。

根据本发明的优选实施例，第一连接器包括用于第一载流端子的第一支撑元件和用于电端子的第二支撑元件，第二支撑元件可相对于第一支撑件元件沿着轴向方向运动，以便允许电端子布置在第一位置或第二位置中。

在第一实施例中，第一连接器包括适于相对于第一支撑元件在所述轴向方向上限定第二支撑元件的行程结束位置的装置。

根据本发明的优选实施例，第一连接器包括适于将第二支撑元件和电端子推压和/或维持在第二位置中的弹性推压装置。

在优选实施例中，第一支撑元件包括适于成一体地支撑第一载流端子的壳体，并且第二支撑元件包括适于成一体地支撑电端子的金属环。

优选地，第一载流端子包括沿着所述轴向方向纵向地延展的本体，并且金属环设置有适于容纳第一载流端子的中心孔，所述金属环适于在第一载流端子外部沿着所述轴向方向滑动。

优选地，第一载流端子设置有通孔，并且第二载流端子设置有通孔，所述通孔适于当所述载流端子彼此相互连接时允许所述至少一种操作流体通过。

根据本发明的第二方面，本发明的主旨是一种等离子设备，所述等离子设备包括等离子炬、发生器和适于将所述炬连接到所述发生器的连接系统，所述连接系统如上所述来实施。

根据本发明的第三方面，本发明的主旨是一种连接器，所述连接器适于连接到等离子炬或连接到发生器，以便允许在所述发生器与所述炬之间通过电流、通过至少一种操作流体以及传输一个或多个控制信号，所述连接器包括适于承载所述电流的第一载流端子以及用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，其中在所述连接器中所述电端子可相对于所述第一载流端子运动。

优选地，电端子可相对于第一载流端子运动，使得在连接器与分别关联于发生器或关联于炬的第二连接器连接或断开期间，连接器的电端子可以占据第一位置和第二位置，在所述第一位置中所述连接器的电端子与第二连接器的相应电端子断开，在所述第二位置中所述连接器的电端子连接到第二连接器的电端子。

根据本发明的优选实施例，连接器包括用于第一载流端子的第一支撑元件和用于电端子的第二支撑元件，所述第二支撑元件可相对于第一支撑元件沿着轴向方向运动，以便允许电端子布置在第一位置或第二位置中。

在优选实施例中，连接器包括适于相对于第一支撑元件在所述轴向方向上限定第二支撑元件的行程结束位置的装置。

根据本发明的优选实施例，连接器包括适于将第二支撑元件和电端子推压和/或维持在第二位置中的弹性推压装置。

在优选实施例中，第一支撑元件包括适于成一体地支撑第一载流端子的壳体，并且第二支撑元件包括适于成一体地支撑电端子的金属环。

优选地，第一载流端子包括沿着所述轴向方向纵向地延展的本体，并且金属环设置有适于容纳第一载流端子的中心孔，所述金属环适于在第一载流端子外部沿着所述轴向方向滑动。

优选地，第一载流端子设置有通孔，所述通孔适于当所述连接器连接到第二连接器时允许所述至少一种操作流体通过。

根据本发明的第四方面，本发明的主旨是一种组件，所述组件包括等离子炬、用于连接到发生器的连接器以及将炬连接到连接器的炬电缆，其中所述连接器如上所述制成。

根据本发明的第五方面，本发明的主旨是一种用于在连接系统中将第一连接器连接到第二连接器的方法，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，以便允许在所述发生器与所述炬之间通过电流、通过至少一种操作流体以及传输一个或多个控制信号，所述连接系统包括适于连接到所述炬或连接到所述发生器的所述第一连接器和适于分别连接到所述发生器或连接到所述炬的所述第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器适于彼此可移除地连接，其中所述第一连接器包括适于承载所述电流的第一载流端子，并且所述第二连接器包括适于承载所述电流的第二载流端子，所述载流端子适于彼此相互连接，并且其中所述第一连接器包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，并且所述第二连接器包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，所述连接器的所述电端子适于彼此相互连接，并且其中所述连接方法包括将所述第一连接器的所述第一载流端子连接到所述第二连接器的所述第二载流端子的第一步骤以及将所述第一连接器的所述电端子连接到所述第二连接器的所述电端子的相继的第二步骤。

根据本发明的优选实施例，所述将第一连接器的第一载流端子连接到第二连接器的第二载流端子的第一步骤通过使第一连接器朝向第二连接器轴向位移而发生。

根据本发明的优选实施例，所述将第一连接器的电端子连接到第二连接器的电端子的第二步骤通过使第一连接器的电端子朝向第二连接器的电端子轴向位移而发生。

优选地，所述连接方法包括使第一连接器相对于第二连接器转动的步骤。

优选地，所述方法包括在第一连接步骤和第二连接步骤之间的中间步骤，在所述中间步骤中第一连接器相对于第二连接器转动。

根据本发明的第六方面，本发明的主旨是一种用于在连接系统中将第一连接器与第二连接器断开的方法，所述连接系统适于将等离子炬连接到发生器，以便允许在所述发生器与所述炬之间通过电流、通过至少一种操作流体以及传输一个或多个控制信号，所述连接系统包括适于连接到所述炬或连接到所述发生器的所述第一连接器和适于分别连接到所述发生器或连接到所述炬的所述第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器适于彼此可移除地连接，其中所述第一连接器包括适于承载所述电流的第一载流端子，并且所述第二连接器包括适于承载所述电流的第二载流端子，所述载流端子适于彼此相互连接，并且其中所述第一连接器包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，并且所述第二连接器包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子，所述连接器的所述电端子适于彼此相互连接，并且其中所述断开方法包括将所述第一连接器的所述电端子与所述第二连接器的所述电端子断开的第一步骤以及将所述第一连接器的所述第一载流端子与所述第二连接器的所述第二载流端子断开的相继的第二步骤。

根据本发明的优选实施例，所述将第一连接器的电端子与第二连接器的电端子断开的第一步骤通过使第一连接器的电端子沿着远离第二连接器的电端子的方向轴向位移而发生。

根据本发明的优选实施例，所述将第一连接器的第一载流端子与第二连接器的第二载流端子断开的第二步骤通过使第一连接器沿着远离第二连接器的方向轴向位移而发生。

优选地，所述断开方法包括使第一连接器相对于第二连接器转动的步骤。

优选地，所述方法包括在第一断开步骤和第二断开步骤之间的中间步骤，在所述中间步骤中第一连接器相对于第二连接器转动。

附图说明

本发明的其它优点、目的和特征在权利要求书中被限定并且将在以下描述中参照附图阐明。尤其，在附图中：

-图1示出根据本发明的优选实施例执行的等离子设备的示意图；

-图2示出根据本发明的优选实施例执行的并且用在图1中所示的等离子设备中的连接系统的轴测图；

-图3A从另一个角度示出图2中所示的连接系统的连接器之一的轴测图；

-图3B示出图3A的连接器的分解轴测图；

-图3C从另一个角度示出与其余部分隔离的图3B的细节；

-图4A从另一个角度示出图2中所示的连接系统的连接器之一的轴测图；

-图4B从另一个角度示出图4A的连接器；

-图4C示出图4A的连接器的分解轴测图；

-图5A示出处于第一组装位置中的图2的连接系统的平面图；

-图5B示出图5A中所示的系统的连接器之一的侧平面图；

-图5C示出沿着图5A的剖面线A-A得到的剖视图；

-图5D示出沿着图5B的剖面线B-B得到的剖视图；

-图5E示出沿着图5B的剖面线C-C得到的剖视图；

-图6A示出处于第二组装位置中的图2的连接系统的平面图；

-图6B示出图6A中所示的系统的连接器之一的侧平面图；

-图6C示出沿着图6A的剖面线A-A得到的剖视图；

-图6D示出沿着图6B的剖面线B-B得到的剖视图；

-图6E示出沿着图6B的剖面线C-C得到的剖视图；

-图7A示出处于第三组装位置中的图2的连接系统的平面图；

-图7B示出图7A中所示的系统的连接器之一的侧平面图；

-图7C示出沿着图7A的剖面线A-A得到的剖视图；

-图7D示出沿着图7B的剖面线B-B得到的剖视图；

-图7E示出沿着图7B的剖面线C-C得到的剖视图；

-图8A示出处于第四组装位置中的图2的连接系统的平面图；

-图8B示出图8A中所示系统的连接器之一的侧平面图；

-图8C示出沿着图8A的剖面线A-A得到的剖视图；

-图8D示出沿着图8B的剖面线B-B得到的剖视图；

-图8E示出沿着图8B的剖面线C-C得到的剖视图；

-图9A示出处于第五组装位置中的图2的连接系统的平面图；

-图9B示出图9A中所示的系统的连接器之一的侧平面图；

-图9C示出沿着图9A的剖面线A-A得到的剖视图；

-图9D示出沿着图9B的剖面线B-B得到的剖视图；

-图9E示出沿着图9B的剖面线C-C得到的剖视图。

具体实施方式

尽管以下参照其在附图中所示的实施例描述了本发明，但是本发明不限于以下描述的和在附图中所示的实施例。相反，这里以下描述的和附图中表示的实施例阐明了本发明的某些方面，其范围在权利要求书中限定。

本发明已经被证实尤其关于等离子切割系统是有利的。然而，应当注意到，本发明不限于这种类型的切割系统。相反，本发明可以方便地应用在需要使用等离子炬的所有情况中，例如，用于标记目的。

图1示意性地示出采用等离子技术的切割设备100。

设备100优选地包括适于由操作员操纵的、以炬的名称已知的元件101，在所述元件101的端部处有用于产生电弧的专用电极101a。

设备100还包括单元102或发生器102，其适于向炬供应用于产生电弧的电力并且为炬供应有对于其操作所必需的流体，例如，切割气体(例如，O₂或空气)或空气和/或冷却水。此外，在发生器102内，有用于控制和管理等离子设备100的操作的单元。

在发生器102和炬101之间有电源线103或炬电缆103。炬电缆103具有连接到炬101的一个端部104和适于连接到发生器102的另一个端部105，如以下广泛地描述的。

炬电缆103首先提供在发生器102和炬101自身之间的电连接，以便借助对于电弧所必需的电流来对电极101a供以电力。

此外，对于设备的操作所必需的所述流体(例如，切割和/或保护气体和/或空气和/或冷却水)以及在发生器102和炬101之间的控制信号被传送到相同的炬电缆103。

因此，在炬电缆103内，有多个适于实现所述电和/或液压连接和/或控制信号传输的液压和电导体。

在本发明的实施例中，在发生器102和炬101之间的电连接优选地通过布置在炬电缆103中且由优选为黄铜或铜的导电材料制成的管状连接器来执行，切割和/或保护气体也通过所述管状连接器流动。实际上，小管既用作电线，又用作用于传送切割和/或保护气体的导管。

根据本发明，炬电缆103的端部105适于通过在附图中总体由1指示的连接系统可移除地连接到发生器102。

连接系统1包括与炬电缆103的端部105相关联的第一连接器10以及与发生器102相关联的第二连接器50。

第一连接器10和第二连接器50被成形为使得允许炬电缆103与发生器102快速连接/断开。

如上所述，第一连接器10适于连接到炬电缆103，而第二连接器50优选地连接到发生器102的侧壁102a，如可以在图1中看到并且也部分地在图2中看到，该图2还示出侧壁102a的一部分。

如图4A至图4C中所示，第一连接器10首先包括外部壳体11或第一支撑元件，所述外部壳体11或第一支撑元件优选地被成形为使得所述外部壳体11或第一支撑元件可以由操作员舒适地保持。外部壳体11沿着主轴线X纵向地延伸并且优选地由两个半壳体11a、11b构成，所述两个半壳体11a、11b通过连接装置11c彼此连接，所述连接装置11c优选地包括固定螺钉。外部壳体11优选由诸如硬质塑料的绝缘材料制成。

以下元件优选地布置在壳体11内：

-金属环12或第二支撑元件；

-多个电端子13；

-弹性推压装置14，其优选地由螺旋弹簧14构成并且适于推压金属环12，如以下更详细地解释的；

-第一载流端子15；

-连接元件40，其适于允许壳体11与炬电缆103的端部105联接；

-套筒16，其适于保护炬电缆103。

金属环12基本设置有成形的主体18，并且具有适于插入壳体11中的第一部分20。优选为圆柱形形状的第一部分20由在一侧上的环形边缘21和在另一侧上的底切边缘22限界。金属环12被安装在壳体11内，使得所述第一部分20可以容纳从壳体11内突出的边缘23。这样，允许金属环12相对于壳体11相互运动，所述运动被限定在极限位置之间，所述极限位置分别通过壳体的突出边缘23与在一侧上的环形边缘21接触以及与在另一侧上的底切边缘22接触来限定。

在休止位置中，这意味着例如在第一连接器10与第二连接器50断开的情况下，金属环12被保持在与第一极限位置相对应的休止位置中，即，壳体11的突出边缘23由于由螺旋弹簧14所施加的推压作用而与金属环12的环形边缘21接触。螺旋弹簧14被安装在第一载流端子15上，并且尤其是螺旋弹簧14搁置在第一载流端子15的支撑边缘25上，所述支撑边缘25在第一载流端子15的外表面上产生。第一载流端子15继而以与壳体11成一体的方式安装。

为了允许第一载流端子15以与壳体11成一体的方式连接到壳体11，在第一载流端子15上有两个平面42a、42b，所述两个平面42a、42b中仅有平面42a在图4C中清楚可见，并且所述两个平面42a、42b与分别在上半壳体11a和下半壳体11b上获得的相对应的平面43b联接(仅平面43b在图4C中清楚可见)。

当半壳体11a、11b通过连接装置11c(螺钉)彼此联接时，平面43b夹持第一载流端子15的平面42a、42b，并且第一载流端子15保持与壳体11成一体。

电端子13被安装在金属环12上并且与其成一体。电端子13被容纳在相对应的座部26中，所述相对应的座部26在金属环12中产生。在一侧上，电端子13朝向外部即朝向第二连接器50突出，并且优选地各个由金属环12的圆柱形部分65保护以及优选地总体上由金属环12的第二部分30包封，如可以在图4A中更好地观察到。在另一侧上，电端子13优选地被成形为金属带条，使得允许电端子13被焊接和/或压接到在炬电缆103内滑动的信号导体(未示出)。

金属环12还设置有中心开口27，第一载流端子15的端部15a从所述中心开口27突出，如在图4A中可以更好地看到。第一载流端子15的端部15a也优选地由金属环12的第二部分30包封。

在金属环12的第二部分30上朝向内部有两个止挡元件32或齿32，所述两个止挡元件32或齿32的功能将在以下更详细地描述。还有两个相对于彼此偏移76°的参考符号90a、90b：第一参考符号90a，其与齿32对准并且表示打开锁定，在图4C中可见；以及第二参考符号90b，其相对于齿32被偏移约为76°并且表示闭合锁定，在图4B中可见。

第一载流端子15具有管状形状的细长本体，其内部限定适于允许切割和/或保护气体流动的通孔31。第一载流端子15由优选为黄铜和/或铜的导电材料制成。

此外，用于螺旋弹簧14的所述支撑边缘25被限定在第一载流端子15的外表面上。

此外，在第一载流端子15的外表面上还限定第一接触表面48，其优选为与主轴线X垂直的环形表面。

第一载流端子15的端部15a还设置有成形的凹槽35。所述成形的凹槽35包括沿着第一方向(优选地，沿着由所述主轴线X限定的方向)延展的第一基本直线的段35a以及根据相对于所述第一段35a倾斜的方向延展的第二段35b。

优选地，第二段35b在外表面上延展超过预定的角度，优选为216°的角度。更优选地，第二段35b包括螺旋段。

在第一载流端子15的端部15a的外表面上还设置有凹槽36，所述凹槽36适于容纳液压密封元件37，优选为O型环。

第一载流端子15在炬电缆103的方向上与连接元件40相关联，所述连接元件40也是管状形状并且也由导电材料制成。连接元件40优选地拧紧到第一载流端子15。在连接元件40与第一载流端子15之间优选地插置有液压密封元件41，优选为O型环。连接元件40促进第一载流端子15和上述小管之间的连接，上述小管既用作电线，又用作用于传送存在于炬电缆103内的切割和/或保护气体的导管。在本发明的变型实施例中，所述连接元件也可以被省略，并且第一载流端子15可以直接连接到在炬电缆内的小管，或者再次，第一载流端子15和连接元件40可以构成单个单元。

为了允许连接元件40以与壳体11成一体的方式连接到壳体11，与以上参照第一载流端子15描述的情况类似，连接元件40设置有两个平面142a、142b，所述两个平面142a、142b中仅有平面142a在图4C中清楚可见，并且所述两个平面142a、142b与分别在上半壳11a和下半壳11b上获得的相对应的平面143b联接(仅平面143b在图4C中可见)。

当半壳体11a、11b通过连接装置11c(螺钉)彼此联接时，平面143b也夹持连接元件40的平面142a、142b，并且连接元件40也保持与壳体11成一体。

显而易见的是，在第一载流端子15和连接元件40构成单个单元的情况下，通过以与以上刚描述的方式相同的方式进行，将足以使得制成与壳体11成一体的所述单个单元。

最后，优选地由塑料材料制成的套筒16适当地保护炬电缆103的端部105。

如上所述，第二连接器50适于连接到发生器102的侧壁102a。

如在图3A至图3C中所示，第二连接器50包括：

-成形的主体51；

-多个电端子47；

-第二载流端子53；

-连接元件54；

-连接装置55，其适于将第二连接器50连接到发生器102的侧壁102a。

成形的主体51包括适于被容纳在第一连接器10的金属环12的第二部分30内的第一部分56。

第一部分56优选为圆柱形形状。第一部分56在一侧上由环形边缘59限界，所述环形边缘59适于布置成使得其抵靠发生器102的侧壁102a搁置，如例如在图5A中所示。

如以下更详细地描述的，第一部分56具有适于在连接步骤期间面朝第一连接器10的前表面56a。

电端子47被安装在成形的主体51上。电端子47被容纳在相对应的座部57中，所述相对应的座部57在主体51自身中产生。在一侧上，电端子47朝向外部即朝向第一连接器10布置，并且电端子47被成形为使得它们可以与第一连接器10的电端子13联接。在本文所示的实施例中，第二连接器50的电端子47优选被制成为销的形状(阳型)，其插入被制成为管状形状(阴型)的第一连接器10的电端子13中。

显而易见的是，在变型实施例中，电端子可以以不同的方式制成，以便允许它们彼此方便地联接。反之亦然，在本文所示的实施例中，容纳有第一连接器10的电端子13的座部26的端子部分呈圆柱形销的形状(阳型)，而容纳第二连接器50的电端子47的座部57的端子部分呈管状圆柱形形状(阴型)。所述座部的所述端子部分有助于获得两个连接器10、50之间的机械连接。显而易见的是，在变型实施例中，所述座部可以以不同的方式制成，以便允许它们彼此方便地联接。

在另一侧上，这意味着朝向发生器12的内部，第二连接器50的电端子47优选地成形为使得它们被焊接和/或压接到信号导体44(在图3B中部分可见)，所述信号导体44连接到位于发生器内的控制和管理单元。

成形的主体51还设置有中心开口60，在所述中心开口60上布置第二载流端子53的端部53a，如可以在图3A中更好地观察到。第二载流端子53的端部53a适于容纳第一连接器10的第一载流端子15的端部15a。

第二载流端子53的端部53a优选为适于与第一载流端子15的端部15a的圆柱形形状联接的管状圆柱形形状。

在第二载流端子53的端部53a的前方处限定适于放置成与第一载流端子15的第一接触表面48接触的第二接触表面49，如以下更详细地描述的。

在相互联接的情况下，如以下更好地描述的，液压密封元件37(O型环)保证连接系统1的两个连接器10、50的两个载流端子15、53之间的相互紧密性。

在主体51的第一部分52的外侧上有两个凹槽58，所述两个凹槽58的功能在以下参照第一金属环12的齿32更详细地描述。

值得注意的是在第一部分52的外表面上制成的参考符号91和凹槽58的相互位置，所述参考符号91和凹槽58是基本对准的，如可以在图3B中看到。

第二载流端子53包括管状形状的细长本体，其内部限定适于允许切割和/或保护气体通过的通孔61。第二载流端子53由优选为黄铜和/或铜的导电材料制成。

第二载流端子53的外表面53b优选是带螺纹的，如例如可以在图5E中观察到。所述螺纹用于将第二载流端子53固定到第二连接器50的主体51。为此，首先，第二载流端子53在外部也设置有基本的平面53c，所述平面53c适于与存在于主体51内的不可见的相对应的平面联接。所述联接用作用于第二载流端子53的防转动系统。一旦第二载流端子53已经插入主体51内，螺母81就被拧紧在第二载流端子53的螺纹外表面53b上，以便将载流端子53固定到主体51上，如图5E中所示。在螺母81和主体51之间优选地插置有由塑料制成的垫圈82。

此外，第二螺母80也优选地拧紧在螺纹外表面53b上。

第二螺母80用于允许与发生器电连接，所述电连接优选地使用具有孔眼端子的电缆获得，所述孔眼端子与第二载流端子53的螺纹外表面53b相关联。

在附图中未示出的孔眼被布置成使得其抵靠螺母81搁置，并且继而通过拧紧第二螺母80被锁定，所述第二螺母80将孔眼抵靠螺母81固定。

在第二载流端子53的端部53a上具有面朝内部的突出元件62或齿62，如在图3C中所示的细节所示。所述齿62适于与第一连接器10的第一载流端子15的端部15a的成形的凹槽35相互作用，如以下更好地描述的。

第二载流端子53在朝向发生器102内部的方向上与连接元件54相关联，所述连接元件54也是管状形状并且也由导电材料制成。在连接元件54和第二载流端子53之间优选地插置有密封元件63或垫圈63。连接元件54促进第二载流端子53和用于产生切割和/或保护气体的发生器的部件之间的连接。在本发明的变型实施例中，所述连接元件也可以被省略，并且第二载流端子53可以以另外的方式连接到相对应的供电单元，或者再次，连接元件54和第二载流端子53可以构成单个元件。

用于连接到发生器102的侧壁102a的连接装置55优选地包括闭合金属环75，所述闭合金属环75在内部与主体51的外表面的部分66上制成的外螺纹76螺纹连接并且与其联接。

图5至图9示出根据本发明的优选实施例的、用于将连接系统1的第一连接器10连接到第二连接器50的方法的某些步骤。

图5A至图5E示出在其中第一连接器10与第二连接器50断开的第一步骤中或在休止步骤中的连接系统1。

第一连接器10布置在第二连接器50的前方，使得金属环12的第二参考符号90b(闭合锁定)与设置在第二连接器50的第一部分52的外表面上的参考符号91对准。

在相继的步骤(图6A至图6E)中，通过使第一连接器10基本沿着由主轴线X限定的方向朝向第二连接器50运动，第一连接器10靠近第二连接器50运动。在图6A至图6E中所示的步骤涉及第一临时位置，在所述第一临时位置中第二连接器50的主体51的第一部分56被部分地容纳在第一连接器10的金属环12的第二部分30内，并且在所述第一临时位置中主体51的第一部分56的前表面56a被布置成使得所述前表面56a抵靠第一连接器10的金属环12的齿32搁置(如尤其可以在图6D中观察到)。

同时，第一连接器10的第一载流端子15的端部15a被部分地插入第二连接器50的第二载流端子53的端部53a中(如可以在图6C和图6E中观察到)。第二载流端子53的端部53a上的齿62被容纳在第一载流端子15的端部15a上的成形的凹槽35的第一段35a中，如可以在图6E中观察到。

在相继的步骤(图7A至图7E)中，第一连接器10进一步朝向第二连接器50运动。主体51的第一部分56的前表面56a仍然抵靠第一连接器10的金属环12的齿32搁置(如尤其可以在图7D中观察到)，使得金属环12相对于第一连接器10的壳体11运动，从而压缩/加载螺旋弹簧14，如也可以在图7C中观察到。

同时，第一连接器10的第一载流端子15的端部15a进一步完全地插入第二连接器50的第二载流端子53的端部53a中，直到第一载流端子15的第一接触表面48与第二载流端子53的第二接触表面49接触为止，如可以在图7C中观察到。接触表面48、49之间的所述接触用作用于使第一连接器10的壳体11朝向第二连接器50运动的行程结束处。相互接触的接触表面48、49还在相继的步骤中用作两个连接器10，50之间的电流通过区域。

在该步骤中，液压密封元件37(O型环37)可以起到其密封功能。

第二载流端子53的端部53a上的齿62进一步插入第一载流端子15的端部15a上的成形的凹槽35的第一段35a中，直到到达成形的凹槽35的第二段53b的嘴部(如可以在图7E中观察到)为止，即，到达允许两个载流端子15、53相互转动的位置中。

应当注意的是，在所述操作位置中，第一连接器10的第一载流端子15和第二连接器50的第二载流端子53已经处于操作位置中，并且即使尚未保证相互轴向锁定，也可以既起到传输电流的功能，又起到通过相应的通孔31、61传送切割和/或保护气体的功能。

然而，有利的是，由于第一连接器10的电端子13尚未连接到第二连接器50的电端子47，所以具有炬电缆103的炬101尚未通过来自发生器102的控制和管理单元的控制信号连接。因此，炬101既未被供给电流，也未被供给切割和/或保护气体。有利地，这种情况对于操作员是安全的。在相继的步骤(图8A至图8E)中，第一连接器10相对于第二连接器50转动。第一连接器10相对于第二连接器50转动，直到金属环12的第一参考符号90a(打开锁定)与设置在第二连接器50的第一部分52的外表面上的参考符号91对准为止。

在转动期间，主体51的第一部分56的前表面56a仍然抵靠第一连接器10的金属环12的齿32搁置，直到金属环12的齿32与在主体51的第一部分56上的凹槽58对准为止。这种情况在图8A至图8E中示出，并且尤其可以在图8D中观察到。

对于达到齿32与凹槽58对准的所述情况所需的第一连接器10的转动程度取决于在齿32的位置与第一连接器10的参考符号90a、90b之间的相互偏移和取决于在凹槽58与第二连接器50的参考符号91之间的相互偏移。在本文所示和所述的实施例中，所述角度优选为76°的角度。显而易见的是，在变型实施例中，所述角度可以具有不同的值。

此外，在所述转动期间，第二载流端子53的端部53a上的齿62在稍微倾斜的成形的凹槽35的第二段35b内滑动，所述成形的凹槽35的第二段35b起到将第一载流端子15尤其在先前放置成彼此接触的接触表面48、49的水平处固定到第二载流端子53的功能。由于当齿62与成形的凹槽35的第二段35b的内侧接触时由齿62所经受的微小变形，所以执行固定操作。

总是在图8A至图8E中所示的情况中，甚至即使第一连接器10的电端子13和第二连接器50的相应的电端子47尚未连接，第一连接器10的电端子13也与第二连接器50的相应的电端子47对准。

从以上刚参照图8A至图8E所述的配置，由于齿32与凹槽58对准的事实，第一连接器10的金属环12由于先前加载的螺旋弹簧14的推压作用而可以朝向第二连接器50轴向地运动。

因此，在这种情况下，金属环12被自动地朝向第二连接器50推压，显然前提是金属环12自身并非仍然由操作员的手保持。

在图9A至图9E中示出相继的步骤，其中金属环12被完全朝向第二连接器50推压。如图9D中所示，第一连接器10的金属环12的齿32被完全插入位于第二连接器50的主体51的第一部分56上的凹槽58中。

第一连接器10的电端子13提供与第二连接器50的相对应的电端子47的电接触。在图9E中可见第一连接器10的电端子13之一与第二连接器50的相对应的电端子47的连接。

这种情况由于由螺旋弹簧14所施加的推压作用而如所述那样被有利地维持。

在该操作状态下，炬101可以由操作员使用，这是因为所有必要的连接都是由连接系统1执行的，即，对于产生电弧所需的电力供应、切割和/或保护气体的供应以及来自控制和管理单元的控制信号(例如，由启动/停止按钮发出的信号、安全信号(例如，与安装的备件相关的安全信号)，以及与所使用的发生器相关的任何其它特定信号)的传输。

用于炬101的电流尤其流过接触表面48、49并且与第一载流端子15和第二载流端子53接触。

以上提供的描述有利地表明作为本发明的主旨的连接系统如何能够执行两个连接器的简化的、自动的和安全的连接。

此外，有利地，设备100在两个连接器的连接期间在安全状态下操作，这是由于只有一旦控制信号已经被激活，电流的操作以及切割和/或保护气体的供应才被激活。

至于将第一连接器10与第二连接器50断开的步骤，将足够的是按时间以与以上刚描述的操作相比相反的次序执行所述连接操作。

尤其，从图9A至图9D中所示的位置(操作状态)，操作员使金属环12运动，将金属环12抵抗螺旋弹簧14的推力拉离第二连接器50(从而达到图8A至图8E中所示的操作状态)。在所述第一步骤期间，第一连接器10的电端子13与第二连接器50的相应的电端子47断开。有利地，随着所有控制信号都被停用并且结果由电流和由切割和/或保护气体的供应而导致的任何可能操作也被停止，所以设备100立即被设定在安全状态中。

在相继的步骤中，在金属环12处于先前获得的收回位置中的情况下的第一连接器10在本文所示的实施例中优选地转动76°并且被带回到图7A至图7E中所示的位置。此时，第一连接器10可以通过使第一连接器10沿着主方向X远离第二连接器50运动而与其断开(图6A至图6E和图5A至图5E)。

虽然在本文所示的实施例中，第一连接器与炬侧相关联并且尤其与炬电缆相关联，并且第二连接器与发生器侧相关联，但是应当注意到，在本发明的变型实施例中，两个连接器的位置可以通过由本领域的技术人员可以容易地执行的简单适配来交换，使得第一连接器可以与发生器相关联并且第二连接器可以与炬侧相关联。

此外，虽然在本文所示的实施例中，优选地由螺旋弹簧14构成的弹性推压装置14作用在金属环12上，但是应当注意到，在本发明的变型实施例中，所述推压装置14可以被省略，在各种连接/断开步骤期间的金属环12的位置可以由可以直接作用在金属环12上的操作员手动地获得。

因而，已经通过以上提供的描述表明，根据本发明执行的连接系统能够实现设定的目标。尤其，与已知类型的连接系统相比，根据本发明的连接系统能够简化连接/断开操作和/或改进安全状态。

虽然本发明先前已经通过附图中所示的本发明的实施例的详细描述来举例说明，但是本发明不限于上述的和附图中所表示的实施例；相反，本文描述的实施例的其它变型落入在权利要求书中限定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种连接器(10)，其能够连接到等离子炬(101)或连接到发生器(102)，以便允许在所述发生器(102)和所述等离子炬(101)之间通过电流、通过至少一种操作流体以及通过一个或多个控制信号，所述连接器(10)包括能够承载所述电流的第一载流端子(15)以及用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子(13)，所述连接器(10)的特征在于，所述电端子(13)能够相对于所述第一载流端子(15)运动；并且

所述电端子(13)能够相对于所述第一载流端子(15)运动，使得在所述连接器(10)与分别关联于所述等离子炬(101)或关联于所述发生器(102)的第二连接器(50)连接或断开期间，所述连接器(10)的所述电端子(13)能够占据第一位置和第二位置，在所述第一位置中所述连接器的所述电端子与所述第二连接器(50)的相应的电端子(47)断开，在所述第二位置中所述连接器的所述电端子连接到所述第二连接器(50)的所述电端子(47)；并且

所述连接器(10)包括用于所述第一载流端子(15)的第一支撑元件(11)和用于所述连接器(10)的电端子(13)的第二支撑元件(12)，所述第二支撑元件(12)能够相对于所述第一支撑元件(11)沿着轴向方向(X)运动，以便允许所述连接器(10)的电端子(13)布置在所述第一位置或所述第二位置中。

2.根据权利要求1所述的连接器(10)，其特征在于，所述连接器(10)包括能够相对于所述第一支撑元件(11)在所述轴向方向(X)上限定所述第二支撑元件(12)的行程结束位置的装置。

3.根据权利要求1所述的连接器(10)，其特征在于，所述连接器(10)包括能够将所述第二支撑元件(12)和所述连接器(10)的电端子(13)推压和/或保持在所述第二位置中的弹性推压装置(14)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器(10)，其特征在于，所述第一支撑元件(11)包括与所述第一载流端子(15)成一体且同时支撑所述第一载流端子的壳体，并且所述第二支撑元件(12)包括与所述连接器(10)的电端子(13)成一体且同时支撑所述连接器(10)的电端子的金属环。

5.根据权利要求4所述的连接器(10)，其特征在于，所述第一载流端子(15)包括沿着所述轴向方向(X)纵向地延展的本体，并且所述金属环设置有能够容纳所述第一载流端子(15)的中心孔，所述金属环能够在所述第一载流端子(15)外部沿着所述轴向方向(X)滑动。

6.一种连接系统(1)，所述连接系统能够将等离子炬(101)连接到发生器(102)，以便允许在所述发生器(102)和所述等离子炬(101)之间通过电流、通过至少一种操作流体以及通过一个或多个控制信号，所述连接系统(1)包括第一连接器(10)和能够分别连接到所述发生器(102)或连接到所述等离子炬(101)的第二连接器(50)，所述第一连接器是根据前述权利要求1-5中的任意一项所述的连接器，所述第一连接器(10)和所述第二连接器(50)能够彼此可移除地连接，

其中，所述第二连接器(50)包括能够承载所述电流的第二载流端子(53)，所述第一载流端子(15)和所述第二载流端子(53)能够彼此相互连接，并且

其中，所述第二连接器(50)包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子(47)，所述第一连接器的所述电端子(13)和所述第二连接器的所述电端子(47)能够彼此相互连接；并且

所述第一连接器的电端子(13)能够运动，使得在所述第一连接器(10)与所述第二连接器(50)连接或断开期间，所述第一载流端子(15)和所述第二载流端子(53)彼此电连接，而所述第一连接器(10)的所述电端子(13)能够占据第一位置和第二位置，在所述第一位置中所述第一连接器的所述电端子与所述第二连接器(50)的所述电端子(47)断开，在所述第二位置中所述第一连接器的所述电端子连接到所述第二连接器(50)的所述电端子(47)；并且

所述第一连接器(10)包括用于所述第一载流端子(15)的第一支撑元件(11)和用于所述第一连接器的电端子(13)的第二支撑元件(12)，所述第二支撑元件(12)能够相对于所述第一支撑元件(11)沿着轴向方向(X)运动，以便允许所述第一连接器的电端子(13)布置在所述第一位置或所述第二位置中。

7.根据权利要求6所述的连接系统(1)，其特征在于，所述连接系统包括能够相对于所述第一支撑元件(11)在所述轴向方向(X)上限定所述第二支撑元件(12)的行程结束位置的装置。

8.根据权利要求6所述的连接系统(1)，其特征在于，所述第一连接器(10)包括能够将所述第二支撑元件(12)和所述第一连接器的电端子(13)推压和/或保持在所述第二位置中的弹性推压装置(14)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的连接系统(1)，其特征在于，所述第一支撑元件(11)包括与所述第一载流端子(15)成一体且同时支撑所述第一载流端子的壳体(11)，并且所述第二支撑元件(12)包括与所述第一连接器的电端子(13)成一体且同时支撑所述第一连接器的电端子的金属环。

10.根据权利要求9所述的连接系统(1)，其特征在于，所述第一载流端子(15)包括沿着所述轴向方向(X)纵向地延展的本体，并且所述金属环设置有能够容纳所述第一载流端子(15)的中心孔，所述金属环能够在所述第一载流端子(15)外部沿着所述轴向方向(X)滑动。

11.一种等离子设备(100)，其包括等离子炬(101)、发生器(102)和能够将所述等离子炬(101)连接到所述发生器(102)的根据权利要求6至10中的任意一项所述的连接系统(1)。

12.一种组件，所述组件包括等离子炬(101)、能够连接到发生器(102)的根据权利要求1至5中的任意一项所述的连接器(10)以及能够将所述等离子炬(101)连接到所述连接器(10)的炬电缆(101)。

13.一种用于在根据权利要求6至10中的任意一项所述的连接系统(1)中将第一连接器(10)连接到第二连接器(50)的方法，所述连接系统(1)能够将等离子炬(101)连接到发生器(102)，以便允许在所述发生器(102)和所述等离子炬(101)之间通过电流、通过至少一种操作流体以及通过一个或多个控制信号，所述连接系统(1)包括能够连接到所述等离子炬(101)或连接到所述发生器(102)的所述第一连接器(10)和能够分别连接到所述发生器(102)或连接到所述等离子炬(101)的所述第二连接器(50)，所述第一连接器(10)和所述第二连接器(50)能够彼此可移除地连接，其中，所述第一连接器(10)包括能够承载所述电流的第一载流端子(15)并且所述第二连接器(50)包括能够承载所述电流的第二载流端子(53)，所述第一载流端子(15)和所述第二载流端子(53)能够彼此相互连接，并且其中，所述第一连接器(10)包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子(13)，并且所述第二连接器(50)包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子(47)，所述第一连接器的所述电端子(13)和所述第二连接器的所述电端子(47)能够彼此相互连接，所述方法的特征在于，所述方法包括将所述第一连接器(10)的所述第一载流端子(15)连接到所述第二连接器(50)的所述第二载流端子(53)的第一步骤以及将所述第一连接器(10)的所述电端子(13)连接到所述第二连接器(50)的所述电端子(47)的相继的第二步骤。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述第一连接器(10)相对于所述第二连接器(50)转动的步骤。

15.一种用于在根据权利要求6至10中的任意一项所述的连接系统(1)中将第一连接器(10)与第二连接器(50)断开的方法，所述连接系统(1)能够将等离子炬(101)连接到发生器(102)，以便允许在所述发生器(102)和所述等离子炬(101)之间通过电流、通过至少一种操作流体以及通过一个或多个控制信号，所述连接系统(1)包括能够连接到所述等离子炬(101)或连接到所述发生器(102)的所述第一连接器(10)和能够分别连接到所述发生器(102)或连接到所述等离子炬(101)的所述第二连接器(50)，所述第一连接器(10)和所述第二连接器(50)能够彼此可移除地连接，其中，所述第一连接器(10)包括能够承载所述电流的第一载流端子(15)并且所述第二连接器(50)包括能够承载所述电流的第二载流端子(53)，所述第一载流端子(15)和所述第二载流端子(53)能够彼此相互连接，并且其中，所述第一连接器(10)包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子(13)，并且所述第二连接器(50)包括用于所述一个或多个控制信号的一个或多个电端子(47)，所述第一连接器的所述电端子(13)和所述第二连接器的所述电端子(47)能够彼此相互连接，所述方法的特征在于，所述方法包括将所述第一连接器(10)的所述电端子(13)与所述第二连接器(50)的所述电端子(47)断开的第一步骤以及将所述第一连接器(10)的所述第一载流端子(15)与所述第二连接器(50)的所述第二载流端子(53)断开的相继的第二步骤。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述第一连接器(10)相对于所述第二连接器(50)转动的步骤。

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