CN108432054B - 用于互连两个套管的钳型接线盒以及相关的连接件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过将一对套管(10)夹紧在一起而电连接该对套管(10)的钳型接线盒(50)，每个套管(10)均包括沿一轴线延伸的筒(11)和连接到所述筒(11)的沿着径向延伸的表面(12)，所述表面(12)在筒(11)的位置的相对侧具有一垂直于所述轴线的电接触表面(13)，该钳型接线盒(50)包括两个相对的板(51，52)和一夹紧系统，每个板(51，52)均包括用于容纳所述套管(10)中的一个的狭槽(61，62)，使得套管的表面(12)大致在板(51，52)的一侧，而筒(11)在另一侧，该钳型接线盒(50)支撑该对套管(10)，使得它们的电接触表面(13)相互面对并大致对正。

Description

用于互连两个套管的钳型接线盒以及相关的连接件

技术领域

本发明涉及用于电力连接的电端子或连接器。更具体地说，本发明涉及一种用于将电力电缆的一接线头夹持到第二接线头，以将它们电连接在一起的钳型接线盒。

背景技术

在飞机制造领域，飞机在预组装部分中建造的情况越来越普遍，所述预组装部分随后在装配线上快速连接，以便更快地制造。这些部分已经使用接线、管道和结构连接件来预先安装，这些连接件只需要连接到下列部分。

电源电缆使用设置在每根电缆末端处的电接线头来连接到其他电缆或电元件。通常使用管状接线头，即具有一用于连接到电缆的管状筒和一基本平行于具有中心孔的筒的舌部。这种常规接线头经由接线盒连接到其他元件，该接线盒包括接线头的舌部定位在其上的螺柱和紧固在该螺柱上的螺母。为了将两条电缆连接成一直线，两根电缆的接线头或者放置在与同一接线盒电连接的两个不同的螺柱上，或者放在同一个螺柱上，然后固定在一起。

当电缆扭曲时，这可能会出现问题。在例如飞机的一个部分的结构中布设电缆时，极有可能发生扭曲。通常，接线头必须围绕电缆定向，使得舌部的孔与接线盒的螺柱对齐。对于高刚度的电源电缆(例如，由于长度短或电缆横截面大)，方向变化可能需要高达180°才能连接，这一点尤其困难。

而且，上文所述的连接需要引起异物损坏(FOD)的不可忽视的风险。更具体地说，例如松动的螺母可以容易地从电连接脱离并引起FOD。

因此，开发了一种新型接线头来连接两根不需要方向上的任何改变的电缆。该接线头是包括筒和法兰的类型，所述筒沿着轴线以大致居中的方式延伸，用于连接到电缆，所述法兰连接到所述筒，并相对于所述筒沿着径向延伸，所述法兰在与所述筒定位所在位置相反的一侧上具有基本垂直于所述轴线的电接触表面，为了被放置成与电元件电接触。

通过将电接触表面相互面对放置，具有这种接线头的电缆可以电连接到具有这种接线头的第二电缆。鉴于接线头具有正面电接触表面，即沿着轴向方向，因此不需要轴向取向。

然而，需要适合的接线盒来将所述两个接线头夹紧，并保持在该位置，以确保良好的可靠接触。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种接线盒，该接线盒适合于接收上述类型的两个接线头，使得它们的电接触表面相互面对，并且当接线盒将接线头相互夹持以连接两跟电缆时基本上对齐。本发明的另一个目的是为了提供一种易于使用并且具有显着降低的引起FOD或遭受FOD的可能性的接线盒。

因此，本发明提出了一种用于通过将一对接线头夹紧在一起来电连接所述一对接线头的钳型接线盒，每个接线头是包括筒和法兰的类型，所述筒以大体上居中的方式沿一轴线延伸，所述法兰在与所述筒定位所在的位置的相对的一侧上具有大体上垂直于所述轴线的电接触表面，该钳型接盒包括两个相对的板和用于将两个板相互朝向移动的夹紧系统，其特征在于，每个板均包括一用于接收所述接线头中的一个的狭槽，使得接线头的法兰大体上在板的一侧上，并且在两个相对板之间，而筒大体上在板的另外一侧，该钳型接线盒还包括用于支撑所述一对接线头的设备，使得它们的电接触表面相互面对，并且大体地对齐。

优选地，用于支撑接线头的所述设备包括至少一个狭槽的底部，所述狭槽适于支撑至少一个接线头的筒。

优选地，用于支撑接线头的所述设备包括适于支撑至少一个接线头的法兰的设备。

有利地，每个板均包括三个狭槽，从而使三对接线头被连接。

优选地，每个狭槽从相应板的一边缘延伸。

更优选地，夹紧系统包括至少一个突出部分和至少一个通孔，该突出部分按常规地突出到第一板的表面，该至少一个通孔位于第二板上，突出部分延伸穿过孔，并且包括安装在突出部上的凸轮。

有利地，这两个板包括适于接收接线头的法兰的埋头孔。

优选地，钳型接线盒还包括保护盖。

本发明还提出了一种连接件，所述连接件包括如上文所定义的钳型接线盒，其特征在于，该连接件还包括两种类型的接线头，该两种类型的接线头包括筒和法兰，所述筒以基本居中的方式沿着一轴线延伸，所述法兰连接到所述筒，并且相对于所述筒沿着径向延伸，所述法兰在所述筒所位于的位置的相对侧上具有大体垂直于所述轴线的电接触表面，该接线头被定位成使得它们的电接触表面相互面对，钳型接线盒将所述两个接线头的法兰相互抵靠夹紧，以连接所述接线头并保持其位置。

附图说明

现在参考附图，通过非限制性实例的方式描述本发明的一个实施例，其中：

图1示出了根据第一实施例的钳型接线盒的立体图；

图2示出了具有图1中的钳型接线盒的连接件的立体图，其中三对接线头相互面对地定位，钳型接线盒处于打开位置；

图3示出了图2所示类型的接线头的更详细的立体图；

图4示出了图2中的连接的从下面和从侧面的透视图，钳型接线盒设置有保护盖并且处于夹紧位置；

图5示出了根据一变型的具有钳型接线盒的连接件的立体图，该钳型接线盒处于打开位置；以及

图6示出了图5中的连接件，钳型接线盒设有保护盖并处于夹紧位置。

在所有这些附图中，相同的参考标记可以表示相同或相似的元件。而且，附图中示出的不同部分不一定按照统一的比例显示，以便使附图更容易阅读。

具体实施方式

图1示出了根据本发明第一实施例的用于将两个接线头10(图3)相互压靠的钳型接线盒50。在本例中，该钳型接线盒50适于接收并连接三对接线头10，然而，其可以设计成连接更多或更少的电缆。

该钳型接线盒50包括两个大体上矩形的相对的板51，52，所述板可以相向移动，以夹紧接线头10。第一板51用于被固定，在本文中被称为“固定板”，而第二板52相对于第一板51移动，因此在本文中被称为“移动板”。两个板51，52具有相同的尺寸，大体上是平的，具有大致相同的厚度，并且优选由绝缘材料(非导电体)制成。

固定板51具有三个狭槽61，该三个狭槽从顶部边缘沿着相对于板51的向内方向垂直下降，用于接收电缆25的接线头10。它还包括四个突出部分54，所述四个突出部分54从面向移动板52的固定板51的表面突出。所述突出部分54大体垂直于固定板51的表面延伸，每个都是U形的形状，更具体地呈U形轮廓的圆杆形状，所述U的两个分支连接到固定板51，所述U的底部远离固定板。这些突出部分54用于支撑凸轮56，同时引导移动板52的移动。

具有一中心孔的两个安装件53连接到固定板(一个在左侧，一个在右侧)，该安装件53可以固定的方式连接到一结构上，例如在飞机的一个部分中的一加强件上。

移动板52也具有三个狭槽62，该三个狭槽62从顶部边缘沿着相对于该板的向内方向垂直地下降，用于接收电缆的接线头10，该三个狭槽62分别与固定板51的狭槽相对应。而且，移动板52还设置有四个通孔55，所述四个通孔55与固定板51的突出部分54相对应。两个板51，52以大体上相互平行的方式并相互靠近地设置，固定板51的突出部分54延伸穿过移动板52的通孔55。

而且，钳型接线盒50设置有夹紧系统，所述夹紧系统用于将钳型接线盒50的两个板51，52相互抵靠夹紧。特别是，突出部分54的每个终端，即U的底部，设置有凸轮56。凸轮56被安装成使它们围绕U的底部旋转，并因此使两个板51，52可夹紧或释放。它们包括一手柄，该手柄使它们在打开位置(水平)与锁定位置(向下)之间手动转动。凸轮56在到达锁定位置之前超过它们的最大点。这有助于夹紧系统一旦锁定就保持就位。

为了减少导致FOD的可能性，凸轮56制成单件。优选地，它们使用增材制造或3D打印方法安装在U的底部。整个钳型接线盒50也可以用这些方法制造。当然，可以设想该基于凸轮的夹紧系统以外的用于钳型接线盒50的其他夹紧装置。

当钳型接线盒50被其凸轮56夹紧时，移动板52平移，由凸轮56推动并由突出部分54朝向固定板51引导，两个板51，52使用相同的力相互压靠，以相互夹紧在钳型接线盒50中容纳的接线头10的法兰12。

参照图2所示的连接件可以更清楚地理解本发明，该连接件包括具有三对相同的接线头10的钳型接线盒50。每个接线头10均被压接到其各自的电缆25，该三对将被连接以形成三条完整的电缆(与三相电相对应)。接线头10由例如铝或铜这样的金属制成，然而除了电接触表面13之外可以设有一围绕接线头的整个外部的涂层，该电接触表面13又优选地被处理(通过镀镍或剥离)，以保证最小的接触电阻。

每对中的两个接线头10被定位在该钳型接线盒50中，它们的电接触表面13相互面对，以便以直线电连接它们的电缆，例如以将飞机的一部分的电力电缆与以下部分的电缆连接。

钳型接线盒50包括三对相对的狭槽61，62，即每个板有三个狭槽。每个狭槽61，62从其板51，52的顶部边缘下降到相同深度，大约在沿着板51，52的高度的中途，并且以一底部结束。当接线头10插入它们各自的狭槽61，62中时，每个接线头10的筒11接靠狭槽61，62的底部，接线头10的法兰12大体上位于面向相对板52，51的板51，52的侧面上(即在两个板之间)，而筒11大体上位于板51，52的另一侧上。

由于狭槽61，62直接相对，并且由于底部处于相同水平，所以每对相对的接线头10均具有两个相互面对大致对正的它们的电接触表面13。

因此，本发明的钳型接线盒50使该类型的两个接线头10可容易地连接，而不需要对接线头10的方向作任何改变。

图3显示与在图2所示的连接件的钳型接线盒50中插入的那些接线头相同的接线头10的更详细的视图，该接线头10具有如上所述的形状，然而其还包括其他附加特征，使其形状更适合用于钳型接线盒50。具体为，法兰12相对于所述筒11沿着径向延伸，使得其大体上以所述轴线为中心，即使得法兰12的几何中心(从轴线的方向看)在该轴线上。而且，它是圆形的，其电接触表面13也是圆形的。而且，接线头10的筒11大体上是圆柱形的。

当两个这样的接线头10插入到钳型接线盒50的相对的狭槽61，62中时，每个接线头10的筒11接靠狭槽61，62的底部，并被支撑，使得两个电接触表面13将相互面对并相互完全重叠地对齐。由于法兰12具有前表面，因此不需要遵循特定的轴向方向，并且接线头10能够可靠地连接，而不需要围绕筒或电缆25的轴线的接线头10有任何方向上的改变。而且，由于法兰12是圆形的，因此当所述接线头10的两个法兰12相互面对时，所述法兰12之间的重叠表面面积将保持相同，电导率(对于给定的温升能够承载的电流密度A/mm²)也是如此，而无论两个接线头10的相对轴向方向为何。

接线头10的筒11的形状起到确保法兰12相互对正的作用。由于筒11是圆柱形的，所以筒的中心轴线将保持在相同的位置，而不管筒11位于狭槽61，62的底部时其轴向方向为何。相互面对的接线头10的法兰12因此可容易地以同轴的方式对正，并通过将两个筒11同轴地放置在狭槽61，62的底部而而完全重叠。

当然，钳型接线盒50可以接收和连接其中法兰的形状不是圆形的，例如是正方形的接线头。然而，即使法兰对中并且在同一轴线上对正，该两个相互面对的相同的接线头的电接触表面之间的重叠也将根据两个接线头的相对角度方向而改变。重叠表面积的变化涉及电流承载能力和连接件的电阻的变化。其结果是，具有形状为圆形的法兰12的接线头10通常优选用于所述钳型接线盒50。

为了支撑一对接线头10，使得它们的电接触表面13相互面对并且基本上对正，钳型接线盒50可以被设计成支撑接线头的法兰12而不是筒11。当法兰12是圆形的时特别适合。

在一变型中，钳型接线盒可以被设计成用于容纳具有不平的法兰的接线头，但是可以包括例如在与电接触表面相对的一侧上的圆形表面，以对其加固。

可以观察到，在打开位置的两个板51，52之间仅有一很小的空间。这不仅有助于将插入到钳型接线盒50中的接线头10保持在适当位置，而且还防止钳工尝试通过强行将两个不足长度的电缆弄在一起来连接它们。而且，由于当钳型接线盒50被夹紧时板51，52平移，因此电缆受到的力主要是轴向的，并且接线头10因此不太可能离开它们的狭槽61，62。其结果是，电缆的接线头10可以被插入到相互面对的正确位置，然后可以夹紧钳型接线盒50。

一旦待连接的电缆的所有接线头10均插入，则该钳型接线盒50就通过其基于凸轮的夹紧系统而被夹紧，两个接线头10的电接触表面13相互压靠，以通过低电阻确保导电性。通过防止接线头10之间以及接线头10与钳型接线盒50之间的任何相对移动，该夹持还有助于承受静态负载和振动影响。

图4示出了与图2中的相同的连接件100，凸轮56处于锁定位置，在该锁定位置它们将两个板51，52相互夹紧，从而使接线头10的法兰12相互抵靠。为了适当地固定凸轮56，并防止它们解锁(例如由于振动或冲击)，使用开口销59。开口销59以交错的方式穿过设置在凸轮的手柄上的孔和钳型接线盒50上的连接点，然后又固定，使得它不会松开。

保护盖70用于降低受FOD影响的风险。它包括：水平的矩形板71；中心板72，所述中心板72沿矩形板71的长度的方向向下延伸，由钳型接线盒50夹紧；以及几个侧板73，所述侧板73沿着水平矩形板71的宽度方向向下延伸。保护盖70在一定程度上用于通过在每个接线头10周围形成小的分隔壁来物理隔离三个接线头10，以防止物体或液体落到连接件100上并因此导致短路。它被夹在钳型接线盒50上。除了保护连接件100外，它还用于防止接线头10退出狭槽61，62。保护盖70优选也由绝缘材料制成，并可根据需要连接到钳型接线盒50。

图5显示一连接件200，它包括整体类似于上文所描述的钳型接线盒的钳型接线盒80的一个变型，然而包括若干变化。固定板81更加坚固，具有底板形式的安装件83，和侧板90。

该夹紧系统包括四个凸轮86，但在本例中，只有两个凸轮86设置有允许它们手动旋转的手柄。然而，凸轮86全部通过杆87旋转连接，因此设置有手柄的两个凸轮86的致动驱动所有四个凸轮86。

为了防止处于夹紧状态的接线盒80的板81，82之间的任何相对运动，板81，82包括协作肋84和在它们面向相对板的侧面上的凹槽85。而且，板81，82的所述相对侧设置有埋头孔93，所述埋头孔93适于容纳接线头10的法兰12，埋头孔93是圆形的且围绕每个狭槽91，92的底部设置。这防止接线头10沿着它们的狭槽91，92滑动。所述埋头孔93的边缘也有助于支撑法兰12，使得它们对正。最后，使用两个销89(左侧一个和右侧一个)来正确固定凸轮86。

图6显示图5中的连接件200，保护盖95位于钳型接线盒80的顶部。保护盖85包括水平板96和侧板97。其还包括用于与在钳型接线盒80的固定板81上的互补结构接合的结构。在本例中，保护盖上的两个垂直杆98滑入固定板81上的相应狭槽94中。一旦就位，保护盖95就通过将销钉99固定到设置在固定板81上的螺柱88上而固定到钳型接线盒80。

本领域技术人员将清楚，其他夹紧系统可以适用于替代上述用于将钳型接线盒的两个板汇集并夹紧的基于凸轮的夹紧系统。例如，可以设想在钳型接线盒的整个长度上施加一载荷的单个基于凸轮的系统。或者，接线盒的两个板可以通过四分之一转快速连接器或通过另一个夹紧系统连接。

不言而喻，钳型接线盒可以容纳和连接所描述类型的接线头，但是法兰以非中心方式连接到筒，换句话说，其几何中心不在轴上。然而，具有以居中方式连接的法兰的接线头为实际目的和为了更可靠的连接件而优选。

尽管具有平移移动的两个板的接线盒是优选的，但是这两个板可以设计为相对于彼此枢转，例如沿着它们的下边缘连接。接线盒还可以根据安装设计成例如通过用于两根直流电压电缆的仅两对相对狭槽连接更多或更少的电缆。

本发明不限于飞机领域，并且还适用于涉及分段建造或模块化建造方法的其他领域，例如船舶、建筑物或更一般地任何其中电缆必须连接到电元件的领域

上文描述的实施例仅用于说明的目的，并且不能限制性地解释。应该注意的是，在不脱离权利要求的总体范围的情况下，本领域技术人员将清楚其他实施例或对本发明的改进。

Claims (9)

1.一种用于通过将一对接线头(10)夹紧在一起来电连接该对接线头(10)的钳型接线盒(50，80)，每个接线头(10)均为包括筒(11)和法兰(12)的类型，所述筒以大致对中的方式沿一轴线延伸，所述法兰与所述筒(11)相连，并相对于所述筒(11)沿着径向延伸，所述法兰(12)在所述筒(11)的位置的相对侧具有一大致垂直于所述轴线的电接触表面(13)，所述钳型接线盒(50，80)包括两个相对的板(51，52，81，82)以及一用于将所述两个板朝向彼此移动的夹紧系统，其特征在于，每个板(51，52，81，82)均包括一用于容纳所述接线头(10)中的一个的狭槽(61，62，91，92)，使得所述接线头(10)的法兰(12)大致在所述板(51，52，81，82)的一侧以及在所述两个相对的板(51，52，81，82)之间，而所述筒(11)大致在所述板(51，52，81，82)的另一侧，所述钳型接线盒(50，80)还包括用于支撑该对接线头(10)，以使它们的电接触表面(13)相互面对并大致对齐的装置。

2.根据权利要求1所述的钳型接线盒，其特征在于，用于支撑所述接线头(10)的所述装置包括至少一个狭槽(61，62，91，92)的适于支撑至少一个接线头(10)的所述筒(11)的底部。

3.根据权利要求1或2所述的钳型接线盒，其特征在于，用于支撑所述接线头(10)的所述装置包括一适于支撑至少一个接线头(10)的所述法兰(12)的装置。

4.根据权利要求1或2所述的钳型接线盒，其特征在于，每个板(51，52，81，82)均包括三个狭槽(61，62，91，92)，从而使三对接线头(10)可被连接。

5.根据权利要求1或2所述的钳型接线盒，其特征在于，每个狭槽(61，62，91，92)均从相应的板(51，52，81，82)的边缘延伸。

6.根据权利要求1或2所述的钳型接线盒，其特征在于，所述两个相对的板包括第一板(51)和第二板(52)，所述夹紧系统包括至少一个突出部分(54)和至少一个通孔(55)，所述突出部分垂直于所述第一板(51)的表面突出，所述通孔(55)位于所述第二板(52)上，所述突出部分(54)延伸穿过所述通孔，并包括安装在所述突出部分(54)上的凸轮(56，86)。

7.根据权利要求1或2所述的钳型接线盒，其特征在于，所述板(81，82)包括埋头孔(93)，所述埋头孔(93)适于容纳所述接线头(10)的法兰(12)。

8.根据权利要求1或2所述的钳型接线盒，其特征在于，所述钳型接线盒(50，80)还包括保护盖(70，95)。

9.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的钳型接线盒(50，80)的连接件(100，200)，其特征在于，所述连接件(100，200)还包括两个接线头(10)，该类型的所述接线头(10)包括筒(11)和法兰(12)，所述筒(11)以大致居中的方式沿一轴线延伸，所述法兰(12)连接到所述筒(11)，并相对于所述筒(11)沿着径向延伸，所述法兰(12)在所述筒(11)的位置的相对侧具有一大致垂直于所述轴线的电接触表面(13)，所述接线头被定位为使得它们的电接触表面(13)相互面对，所述钳型接线盒将所述两个接线头(10)的法兰(12)相互夹紧，以连接所述接线头(10)并保持它们的位置。

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