CN108370105A - 电连接器和连接方法 - Google Patents

Abstract

一种电连接器(2),包括直角转向紧固件(4)，该直角转向紧固件(4)包括具有至少一个螺旋凸轮槽(8)的螺柱(6)和包括至少一个凸轮从动件(24)和偏置装置(12)的接收器(10)，所述连接器还包括用于连接到电组件的装置(14)，其中所述电连接器具有第一电接触表面(16)第二电接触表面(17),并且可拆卸地连接所述第一和第二表面处于操作接合状态，其中所述电连接器在所述表面上保持恒定的夹紧力。

Description

电连接器和连接方法

电连接器本发明涉及一种电连接器。

与其他紧固件类型(例如焊接和铆接接头)相比，螺栓接头的显著优点是这种螺栓接头能够打开。然而，如果由于操作条件的影响而无意地发生松动和/或随后的断开，则会引起问题。这种无意松动,通常被称为振动松动,可能是由于螺母或螺栓头相对于接头的侧向运动引起的，导致在紧固件的螺纹中发生相对运动。这种接头可用于接头不经受高频振动的设备中。但是，当接头受到高频振动和/或高动力载荷时，可能会出现问题。在振动过程中，螺栓/螺母接触表面的局部滑动会松动螺纹紧固件。基于摩擦的，基于弹簧的和过盈配合的紧固件不能很好地处理这些情况，因为它们自然地倾向于跟随螺纹并且使螺栓从接头移开。螺母在经受振动时具有优选的旋转方向，并且螺纹摩擦已经被克服了。只有少量的振动引起的紧固件运动可以显着减少夹紧载荷，一旦一些夹紧载荷失去,螺栓移动得更多，则在轴中产生进一步的间隙，弱化的螺栓由于磨损而可以剪切。

因此，由于在紧固件的凹凸螺纹之间发生相对运动，预加载的螺栓或螺母可能旋转并变松。相对运动的三种常见原因是：(1)部件的弯曲导致摩擦表面处产生力。如果发生滑动，头部和螺纹将滑脱，这可能导致松动；(2)由于温度差异或夹紧材料的差异而导致的不同的热效应；和/或(3)在接头上施加的力可能导致接合表面移位，导致螺栓和/或螺母松动。一般而言，防止扣件自行松动的关键是确保,例如,在接口界面处存在足够的夹紧力，以防止螺栓头或螺母与接头之间的相对运动；并且该接头被设计成允许嵌入和应力松弛的效果。

可旋转的固定螺母被使用在需要进行维护和/或因安全需要断电的设备上。固定螺母的提供减少了断开连接时螺母可能丢失的可能性。另外，使用固定螺母减少了系统组装过程中所需的部件数量。

可旋转的固定螺母通常包括螺纹紧固件。然而，这样的螺纹紧固件不允许诸如单元或其他装置的系统的快速组装和/或拆卸。另外，在系统的组装期间，必须拧紧螺纹紧固件以在组装的接头上产生预加载荷，使得能量以拉力，扭力和/或弯曲能量的形式被引入。该能量通过由紧固件的凹凸螺纹的配合以及螺母的接触推力表面产生的摩擦而保持在螺纹紧固件内。在摩擦力被克服的情况下，存储在紧固件中的能量和已经产生的预载将会丢失。这可能会在一段时间内逐渐发生，并且可能是由振动引起的。根据振动的性质和其他条件，紧固件系统必须抵制有限的松动扭矩。因此，如果将螺栓拧紧到特定的预紧力，使得施加载荷下的螺栓的剩余张力足以产生大于松动转矩振动的摩擦力矩，则不会发生振动松动。没有该特定预紧力，紧固件组件将变松，并且随着螺纹紧固件的凹凸部件脱离而最终分开。

为了获得足够的螺纹摩擦以抵抗振动松动，需要比维持电接触更高的扭矩和随后的夹紧载荷。这种较高的扭矩需要在螺栓头周围有一个更坚固的结构，并且需要安装来承受这些扭转力。因此，支撑结构是过分设计。拆卸后的组装和重新组装需要使用专业工具来确保施加正确的扭矩。例如，这样的组装和重新组装可能需要使用扭矩扳手。扭矩是一种不可靠的拧紧方法，因为它受到许多因素的影响，包括润滑，表面光洁度，螺纹表面损伤和配合表面。

而且，当使用螺纹紧固件时，需要在紧固接头上提供很大一部分的夹紧载荷,以保持穿过螺纹连接部的摩擦力并防止紧固件变松。

另外，热冲击和对接头施加负载可能导致紧固件松开。当螺纹紧固件与电连接一起使用时，这是一个特殊的问题。在这种情况下，松动的电连接可能导致高电流通过系统，导致产生热量，这可能导致火灾或其他热损伤。

本发明的一个目的是寻求缓减诸如前述的问题。

根据第一方面，一种电连接器,包括直角转向紧固件，所述直角转向紧固件包括具有至少一个螺旋凸轮槽的螺柱和包括至少一个凸轮从动件和偏置装置的接收器，所述连接器还包括用于连接到电组件的装置，其中所述电连接器具有第一电接触表面第二电接触表面,并且可拆卸地连接所述第一和第二表面处于操作接合状态，其中所述电连接器在所述表面上保持恒定的夹紧力。

本领域技术人员将理解，本发明的直角转向紧固件是描述特定类型的紧固件的技术术语，并且不必限于旋转90度的紧固件。事实上，可能涉及到旋转大约90到180度的紧固件，通常大约140度。

有利的是，本发明的电连接器具有保持横跨连接器的恒定的夹紧力的好处，同时抵抗振动的影响和连接器意外断开的风险。有利的是，所述连接器可提供紧固件可靠的连接和/或断开，同时操作简单。

有利地，所述电连接器提供快速可拆卸的紧固和/或固定装置，使得一个部件能够快速且容易地与另一个部件连接和/或断开。

有利地，所述电连接器提供用于电接触的表面区域，以允许高电流通过系统而不过热。因此，当连接器的部件彼此接合时，所述电连接器有利地提供可靠的连接，允许紧固件的快速断开和重新连接，并且允许高电流通过系统。

优选地，直角转向紧固件包括在其一端具有头部的本体。优选地，所述本体大致为圆柱形,并且包括中心纵向轴线。优选地，所述本体在第一端和第二端之间延伸，其中所述本体的第二端连接到所述头部。通常，本体的纵向轴线大致垂直于头部的纵向轴线。在一个实施例中，头部基本上是圆形的。在另一个实施例中，头部基本为正方形的形状。优选地，本体从头部的下侧延伸并且直径小于头部的直径。通常，本体在其一端包括至少一个螺旋凸轮槽。优选地，所述至少一个螺旋凸轮槽设置在本体的附接头部的远端处。优选地，主体包括一对径向相对的螺旋凸轮槽。典型地，每个凸轮槽从主体的前端切割并且沿主体朝向头部延伸。典型地，该至少一个凸轮槽具有螺旋构造。在一个实施例中，所述至少一个凸轮槽的开口端可以加宽，以便于所述螺柱与所述接收器的所述至少一个凸轮从动件的联接和/或解除联接。优选地，所述至少一个凸轮槽具有卡口结构，并且从本体的前端朝向头部延伸，终止于锁定掣子，其中，当所述螺柱连接到接收器时，相应的凸轮从动件优选坐落。

优选地，包括至少一个凸轮槽螺柱的端部处的直径在5-10mm之间。在其他实施例中，可以使用更小或更大的螺柱直径。优选地，接收器的直径被设置为对应于螺柱的直径。典型地，接收器的直径可以在5-15mm之间。优选地，螺柱包括钢或不锈钢。

有利的是，使用本发明的电连接器避免了额外的螺纹锁定机构或使用防振垫圈的要求。

在一个实施例中，接收器大致为圆柱形。在另一个实施例中，接收器的至少一部分具有六角棱柱的形状。优选地，接收器具有内部凹槽,用于容纳螺柱的本体。优选地，内部凹槽基本上为六边形形状。优选地，偏置装置容纳在内部凹槽内。优选地，偏置装置包括弹簧。优选地，接收器还包括接口板，其中接口板优选包括至少一个凸轮从动件。通常，弹簧和接口板在接收器内被锁住。典型地，接口板在接收器内不可旋转，但可以克服弹簧压力自由地在接收器内轴向移动。优选地，接口板的形状对应于接收器的凹部的形状。

优选地，接口板包括两个凸轮从动件，所述两个凸轮从动件与设置在螺柱上的相应的凸轮槽接合。优选地，所述接口板包括一对径向相对的向内延伸的凸轮从动件，优选地以一对垂直穿过板的凸片的形式。优选地，所述至少一个凸轮从动件配置为与设置在所述螺柱上的所述至少一个凸轮槽接合。通常，当螺柱的本体被引入接收器的开口端时，其与设置在接口板上的凸轮从动件接触，其中凸轮从动件可以通过螺柱一个小的初始旋转而与凸轮槽的入口对准。典型地，所述至少一个凸轮从动件可以在经由设置在所述至少一个凸轮槽内的锁定掣子与所述螺柱连接之后保持就位。有利的是，偏置装置允许凸轮从动件和螺柱在接收器内的相对轴向运动，从而便于紧固件的连接和断开。

优选地，所述至少一个凸轮槽设置在所述螺柱上，以允许所述螺柱的本体相对于所述接收器转动四分之一圈以分别打开和/或关闭所述紧固件。优选地，螺柱的本体相对于接收器旋转90度至180度，优选地旋转大约140度，以打开和/或关闭紧固件。

优选地，接收器包括黄铜，铝，塑料，钢或不锈钢。优选地，所述螺柱，弹簧和/或接口板包括钢或不锈钢。

优选地，所述连接器还包括诸如具孔的电池柱的柱。优选地，孔的形状大致为圆形。典型地，孔的尺寸被设计成适于容纳螺柱的本体，使得螺柱的本体可以穿过孔。典型地，接收器通常通过使用底切或可变形的凸缘来安装在电池柱上，以包围柱的全部或部分厚度。优选地，螺柱被锁定在柱上。优选地，所述螺柱的头部固定在所述柱上，并且不与所述柱一起旋转。

优选地，用于连接到电组件的装置包括铲形件。通常，铲形件具有一个孔。优选的是，孔基本上是圆柱形的，并且优选具有与设置在面板内的孔大致相同的直径。典型地，用于连接到电组件的装置可以进一步包括通向电池的多个电缆。优选地，接收器被固定到铲形件，但能够旋转以实现组装。优选地，接收器的凸缘面形成与铲形件相对应的结构,以与其固定。

典型地，螺柱的本体既穿过柱的孔口又穿过铲形件的孔，并容纳在接收器内。

在优选实施例中，电连接器可以用于连接到汽车或其他车辆中的电池。有利地，本发明的电连接器允许紧固件的快速断开，当车辆被装载到船舶，火车或其他运输工具上时，这点是非常有益的，车辆的电池在运输开始之前需要断开连接。在船停靠并且车辆准备好卸载之后，本发明的电连接器允许紧固件的快速重新连接以重新连接车辆的电池。

一种用于连接包括根据第一方面的电连接器的电连接的方法。

优选地，该方法包括连接具有至少一个螺旋凸轮槽的螺柱和包括至少一个凸轮从动件和偏置装置的接收器，该方法还包括提供第一电接触表面和第二电接触表面，并且可拆卸地连接第一和第二表面处于操作接合状态，其中电连接器在表面上保持恒定的夹紧力。

典型地，该方法包括在连接螺柱和接收器之前使螺柱的本体穿过设置在铲形件内的孔的步骤。优选地，该方法包括使螺柱的本体穿过设置在诸如电池柱之类的柱内的孔的步骤。

一种制造根据第一方面的电连接器的方法。

一种包括根据第一方面的电连接器的套件。

下面参照附图和图片通过举例的方式进一步描述本发明，其中：

图1A是根据本发明的一个实施例的电连接器的示意性透视图，其中连接器处于拆卸结构；

图1B是根据本发明的一个实施例的电连接器的示意性透视图，其中连接器是组装结构；

图2A是图1中所示的电连接器的示意性透视图，示出了子组装部件；

图2B是图1中所示的电连接器的示意性透视图，其中连接器处于拆卸结构；

图3是图1所示的电连接器的侧视图；

图4是图1所示的电连接器的示意性端视图；

图5是根据本发明的一个实施例的电连接器的接收器和铲形件的示意性透视图，其中接收器和铲形件处于拆卸构造；

图6示出了根据本发明实施例的包括电连接器的汽车内的保险丝盒。

参考图1，提供了一种电连接器(2),包括直角转向紧固件(4)，该直角转向紧固件(4)包括具有至少一个螺旋凸轮槽(8)的螺柱(6)和包括至少一个凸轮从动件(24)和偏置装置(12)的接收器(10)，所述连接器还包括用于连接到电组件的装置(14)，其中所述电连接器具有第一电接触表面(16)第二电接触表面(17),并且可拆卸地连接所述第一和第二表面处于操作接合状态，其中所述电连接器在所述表面上保持恒定的夹紧力。

直角转向紧固件(4)包括在其一端具有头部(20)的本体(18)。本体(18)的形状大致为圆柱形,并且包括中心纵向轴线。本体(18)在第一端和第二端之间延伸，其中本体的第二端连接到头部(20)。本体(18)的纵向轴线大致垂直于头部(20)的纵向轴线。本体(18)从头部的下侧延伸并且直径小于头部(20)的直径。在附图所示的实施例中，头部(20)具有基本正方形的形状，并且直径大于本体的直径。本体(18)包括一对径向相对的螺旋凸轮槽(8)，其设置在本体末端远离头部的端部上。如附图中所示，每个螺旋凸轮槽(8)从本体(18)的前端切割并且沿本体朝头部(20)延伸。在一个实施例中，所述至少一个凸轮槽(8)的开口端可以加宽以有利于所述螺柱(6)与接收器(10)的所述至少一个凸轮从动件(24)的联接和/或解除联接。优选地，所述至少一个凸轮槽(8)具有卡口结构并且从所述本体的前端向所述头部延伸，终止于锁定掣子(21)，其中当所述螺柱连接到接收器时，对应的所述凸轮从动件(24)优选地位于锁定掣子。

优选地，包括至少一个凸轮槽螺柱的端部处的直径大约为6mm。优选地，接收器的外径是14mm。优选地，接收器沿着纵向轴线的长度是16mm。

参考图1,2和5，接收器(10)一部分具有六棱柱的形状,一部分为圆柱形的。接收器(10)具有内部凹槽(22),用于容纳螺柱的本体(18)。内部凹槽(22)包括两个凸轮从动件(24)，以便于螺柱(6)和接收器(10)的连接。凸轮从动件(24)设置在接口板(28)内。所述凸轮从动件设置为跨过所述接口板(28)的一对突片。当螺柱的主体通过接收器的上开口端被引入时，其与设置在接口板上的凸轮从动件接触，其中凸轮从动件可以通过螺柱一个小的初始旋转与凸轮槽的入口对准。凸轮从动件(24)在通过能终止相应的凸轮槽的锁定掣子(21)与螺柱连接之后,被保持就位。接收器(10)的内部凹槽(22)还包括偏置装置(12)。在该实施例中，偏置装置(12)包括弹簧。典型地，弹簧和接口板(28)被锁定在接收器(10)内。有利的是，偏置装置允许凸轮从动件和螺柱在接收器内相对轴向运动，便于紧固件的连接和拆卸。典型地，接口板(28)不能在接收器(10)内旋转，但是可以克服弹簧压力自由地轴向移动。

在所示的实施例中，例如在图5中，在接口板(28)上设置两个凸轮随动件(24)。典型地，所述至少一个凸轮从动件(24)可以经由设置在所述至少一个凸轮槽内的锁定掣子(21)与所述螺柱连接之后保持就位。优选地，所述至少一个螺旋凸轮槽(8)设置在所述螺柱(6)上,以允许所述本体(18)相对于所述接收器(10)做四分之一转动,以分别打开或关闭所述紧固件。优选地，螺柱(6)的主体相对于接收器(10)旋转90度至180度，优选地通过140度，以打开或关闭紧固件。

参照附图，电连接器还包括具有孔(34)的电池柱(32)。在这个实施例中，孔(34)的形状基本上是圆形的，并且其尺寸适合于容纳螺柱(6)的本体(18)，使得螺柱的本体可以穿过孔(34)。通常，接收器(10)通过使用底切或可变形的凸缘(26)安装在电池柱(32)上以包围螺柱的全部或部分厚度。优选地，当在组装构造时，螺柱(10)被锁定到电池柱(32)。在一个实施例中，螺柱的头部(20)是正方形的并且固定到电池柱(32)上并且不随电池柱(32)旋转。

参照附图，用于连接电组件的装置(14)包括具有孔(38)的铲形件(36)。在该实施例中，孔(38)基本上是圆柱形的并且具有与设置在面板(32)内的孔(34)基本相同的直径。典型地，用于连接电组件的装置(14)可以进一步包括从铲形件引导到电池的电缆。优选地，接收器被固定到铲形件，但能够旋转整个组件。优选地，接收器的凸缘面形成与铲形件相对应的结构,以与其固定。

有利的是，螺柱的本体通常穿过电池柱内的孔和铲形件内的孔并容纳在接收器内。

在优选实施例中，电连接器可以用于连接到汽车或其他车辆中的电池。有利地，本发明的电连接器允许紧固件的快速断开，当车辆被装载到船舶，火车或其他运输工具上时，这点是非常有利的，车辆的电池在运输开始之前需要断开连接。

图6示出了包括本发明一个实施例的电连接器的保险丝盒。该保险丝盒包括标准部件，并且还包括如上所述的电连接器(2)。

参照附图，还提供了一种用于连接包括根据第一方面的电连接器的电连接的方法。

优选地，该方法包括连接具有至少一个螺旋凸轮槽(8)的螺柱(6)和包括至少一个凸轮从动件(24)和偏置装置(12)的接收器(10)，该方法进一步包括提供第一电接触表面(16)和第二电接触表面(17)，并且可拆卸地连接第一和第二表面处于操作接合状态，其中所述电连接器在表面上保持恒定的夹紧力。

典型地，该方法包括在连接螺柱和接收器之前，使螺柱(6)的本体穿过设置在铲形件内的孔的步骤。优选地，该方法包括使螺柱的本体穿过设置在柱内的孔的步骤，诸如电池柱。

参考附图，提供了一种制造根据第一方面的电连接器的方法。

参考附图，还提供了一种包括根据第一方面的电连接器的套件。

Claims (31)

1.一种电连接器,包括直角转向紧固件，所述直角转向紧固件包括具有至少一个螺旋凸轮槽的螺柱和包括至少一个凸轮从动件和偏置装置的接收器，所述连接器还包括用于连接到电组件的装置，其中所述电连接器具有第一电接触表面第二电接触表面,并且可拆卸地连接所述第一和第二表面处于操作接合状态，其中所述电连接器在所述表面上保持恒定的夹紧力。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述螺柱包括在其一端具有头部的本体。

3.根据权利要求2所述的电连接器，其中，所述本体大致为圆柱形,并且包括中心纵向轴线。

4.根据权利要求2或3所述的电连接器，其中所述本体在第一端和第二端之间延伸，其中所述本体的第二端连接到所述头部。

5.根据权利要求2,3或4所述的电连接器，其中，所述本体在其一端包括至少一个螺旋凸轮槽。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的电连接器，其中，所述本体包括一对径向相对的螺旋状凸轮槽。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的电连接器，其中，所述至少一个凸轮槽具有卡口结构并且从所述本体的前端向所述头部延伸，终止于锁定掣子。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器，其中，所述接收器包括内部凹槽，形状设置为用于容纳所述螺柱的本体。

9.根据权利要求8所述的电连接器，其中，所述内部凹槽包括至少一个凸轮从动件，以便于所述螺柱和所述接收器的联接。

10.根据权利要求8或9所述的电连接器，其中所述接收器的所述内部凹槽进一步包括偏置装置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器，其中所述偏置装置包括弹簧。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器，其中，所述接收器包括具有至少一个凸轮从动件的接口板。

13.根据权利要求12所述的电连接器，其中所述接口板包括一对径向相对的向内延伸的凸轮从动件。

14.根据权利要求12或13所述的电连接器，其中所述弹簧和所述接口板在所述接收器内被锁定。

15.根据权利要求12至14所述的电连接器，其中所述接口板克服所述弹簧压力可自由地在所述接收器内轴向移动。

16.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器，其中，所述连接器还包柱，例如具有孔的电池柱。

17.根据权利要求16所述的电连接器，其特征在于，所述孔的尺寸设置为适于容纳所述螺柱的本体。

18.根据权利要求16或17所述的电连接器，其中，所述孔的形状大致为圆形。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的电连接器，其中，所述接收器利用底切或可变形的凸缘安装在所述柱上，以包围板的全部或部分厚度。

20.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器，其中，用于连接到电组件的装置包括铲形件。

21.根据权利要求20所述的电连接器，其中，所述铲形件具有孔。

22.根据权利要求21所述的电连接器，其中所述孔基本上是圆柱形的，并且具有与设置在所述柱内的孔大致相同的直径。

23.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器，用于连接到汽车或其他车辆中的电池。

24.一种用于连接根据权利要求1至23中任一项所述的电连接器的电连接的方法。

25.根据权利要求24所述的方法，包括连接具有至少一个螺旋凸轮槽的螺柱和包括至少一个凸轮从动件和偏置装置的接收器的步骤，所述方法还包括提供第一电接触表面和第二电接触表面，并且可拆卸地连接所述第一和第二表面处于操作接合状态，其中电连接器在表面上保持恒定的夹紧力。

26.根据权利要求24或25所述的方法，包括在连接螺柱和接收器之前，使所述螺柱的本体穿过设置在铲形件内的孔的步骤。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，还包括使螺柱的本体穿过设置在柱内的孔的步骤，诸如电池柱。

28.一种制造根据权利要求1至23中任一项所述的电连接器的方法。

29.一种套件，包括根据权利要求1至23中任一项所述的电连接器。

30.一种基本如本文所述并参照附图所描述的的电连接器。

31.一种基本如本文所述并参考附图所描述的用于连接电连接的方法。