CN109417245A - 具有用于导出电弧的接触区段的插式连接器 - Google Patents

Abstract

一种用于与配对插式连接器部件(3)电接触的插式连接器部件(2)，其包括接触元件(21)，所述接触元件可以沿插入方向(E)与对应的配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)插式地卡合在一起以实施电接触。此外，设有喷枪元件(23)，其具有至少部分地具有弹性的杆部(231)和接触区段(233)，其中所述杆部(231)在第一末端上与所述接触元件(21)连接，并且所述接触区段(233)如此地布置在所述杆部(231)的第二末端上，使得在插式连接器部件(2)与配对插式连接器部件(3)分离时，在所述接触元件(21)与所述配对接触元件(31)之间的电接触已经解除后，所述接触区段(233)还与所述配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)存在电接触。以这种方式提供一种插式连接器部件，其在负载下进行通断的情况下以简单、低成本的方式实现可靠的防护，以免受到电弧损伤。

Description

具有用于导出电弧的接触区段的插式连接器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于与配对插式连接器部件电接触的插式连接器部件，以及一种用于将插式连接器部件与配对插式连接器部件电接触的方法。

背景技术

这种插式连接器部件包括接触元件，可以将该接触元件沿插入方向与对应的配对插式连接器部件的配对接触元件插式地卡合在一起以实施电接触。在插入位置中，接触元件与配对接触元件电接触，从而在接触元件与配对接触元件之间传输电流。

这种插式连接器部件例如可以在太阳能设备上或汽车工程中使用。

如果在负载下在插式连接器部件与配对插式连接器部件之间建立连接，那么就在插接时可能在接触元件与配对接触元件接触式地抵靠在一起前，在接触元件与配对接触元件之间出现电弧。在将插式连接器部件与配对插式连接器部件分离的情况下，在将接触元件与配对接触元件脱离抵靠时同样可能产生电弧。这种电弧可能在接触元件和配对接触元件上造成损伤，在频繁的通断过程中，在极端情形下可能造成上述元件毁坏。

因此，对同样需要在负载下进行通断的插式连接器(所谓的具有分断能力的连接器，简称CBC)而言，需要采取防止受到电弧损伤的措施。

在由DE 10 2011 050 695 B3已知的插式连接器中，在插式连接器部件上设有由喷射气体的材料构成的销件。如果在插式连接器部件的接触元件与配对插式连接器部件的对应配对接触元件之间产生电弧，那么喷射气体的材料释放出冷却电弧或增大用于电弧之阻力。

在由DE 103 51 393 A1已知的插式连接器中，在插式连接器部件上构建有由耐弧材料构成的区段。

在由DE 103 24 903 B3已知的插式连接器中，在插式连接器部件上构建有绝缘的区域，这些区域防止在导电的区段之间产生电弧。

发明内容

本发明的目的是，提供一种插式连接器部件以及一种用于将插式连接器部件与配对插式连接器部件电接触的方法，在负载下进行通断的情况下，所述插式连接器部件和所述方法以简单、低成本的方式实现可靠的防护，以免受到电弧损伤。

本发明用以达成上述目的的解决方案为具有权利要求1的特征的标的。

有鉴于此，所述插式连接器部件包括喷枪元件，所述喷枪元件具有至少部分地具有弹性的杆部和接触区段。所述杆部在第一末端上与所述接触元件连接。在杆部的第二末端上如此地布置有接触区段，使得在插式连接器部件与配对插式连接器部件分离时，在接触元件与配对接触元件之间的电接触已经解除后，该接触区段还与配对插式连接器部件的配对接触元件存在电接触。

反之，所述接触区段适于，在将插式连接器部件与配对插式连接器部件插式地连接在一起时，在接触元件前与配对插式连接器部件的配对接触元件实现电接触。

因此，在所述接触元件上设有附加元件，其在将插式连接器部件与对应的配对插式连接器部件插式地连接在一起时，在时间上在所述接触元件前与所述配对接触元件实现接触。因此，在插入时视情况在配对接触元件与喷枪元件的接触区段之间产生电弧，但不会在配对插式连接器部件的配对接触元件与插式连接器部件的接触元件之间产生电弧。

反之，在将所述插式连接器部件与所述配对插式连接器部件分离时，在所述接触元件与配对接触元件之间的电接触已解除后，所述喷枪元件的接触区段仍与所述配对接触元件保持接触。因此，在分离时视情况仅在配对接触元件与接触区段之间产生电弧，但不会在配对接触元件与接触元件之间产生电弧。

采用上述方案后，就能有效地防止因电弧而在接触元件上造成的损伤。

所述接触区段为牺牲区段，在该牺牲区段上易于接收电弧所造成损伤。就真正意义上的目的在于电流传输的接触而言，接触区段不具任何重要的功能。

为提高所述接触区段的耐性，所述接触区段可以至少部分地由抗电弧材料制成或涂布有抗电弧材料，使得所述接触区段具有相对电弧所造成的损伤的有利的稳定性。这种抗电弧材料例如可以为银-镍材料(Ag/Ni)、钨-铜材料(W/Cu)、银-氧化锌材料(Ag/SnO2)或银-铜材料(Ag/Cu)。同样可以采用其他材料。

在进行插式连接时，例如可以透过如下方式来使得所述接触区段在所述插式连接器部件的接触元件前与所述配对插式连接器部件的配对接触元件接触：所述喷枪元件以其接触区段沿所述插入方向伸出所述插式连接器部件的接触元件。因此，沿插入方向观察，接触区段布置在接触元件的需要与配对接触元件插式地连接的末端前，使得在将插式连接器部件与配对插式连接器部件沿插入方向插式地相互卡合时，接触区段首先与配对接触元件抵靠在一起。

但这种突出的设计并非强制性的。重要的是，所述接触区段在时间上首先连接所述喷枪元件，并且在分离时为插式连接器部件与对应的配对插式连接器部件之间最后的导电触点。此点不一定表示接触区段同样在几何形状上伸出或突出。

反之，在所述接触元件与配对接触元件已失去电接触的情况下，所述接触区段仍在将插式连接器部件与配对插式连接器相互分离时的一定的距离范围内与所述配对接触元件保持接触。

因此，正如在进行分离时那样，在进行插式连接时，在配对接触元件与喷枪元件的接触区段之间产生电弧，但不会在配对接触元件与接触元件之间产生电弧。

此处需要注意的是，所述接触元件可以指接触销或接触套管。

所述接触元件可以具有圆柱形或扁平的外形。

通过所述喷枪元件来防止因在接触元件上产生电弧而造成的损伤。若电弧在配对接触元件的对插式连接器的功能而言非关键的区域(例如在配对接触元件的对接触而言在功能上重要性较小的顶端)上产生，电弧便不会对插式连接器部件的接触元件和配对插式连接器部件的配对接触元件的功能上重要的部分产生任何伤害作用。

在第一变体中，所述接触区段可以由布置在所述杆部上的独立接触元件构成。这种接触元件例如可以布置在杆部的头部上并且按照铆钉的样式固定在该头部上。所述接触元件可以完全由抗电弧材料构成或替代地涂布有抗电弧材料。在这个情形中，所述喷枪元件的杆部无需由抗电弧材料制成。

在第二变体中，所述接触区段可以整体地在所述喷枪元件的杆部上选取。因此，所述接触区段直接在所述杆部上成型，例如在所述杆部的末端区段上成型。在这个情形中，所述杆部优选完全由抗电弧材料制成或涂布有抗电弧材料。

所述喷枪元件整体上由导电材料制成，使得所述接触区段可以与所述配对接触元件电接触。

在一种技术方案中，所述杆部在其第一末端上通过连接凸缘与所述接触元件连接。所述连接凸缘环扣所述接触元件，使得所述杆部被形状匹配地固定在所述接触元件上。

但同样可以采用其他连接。这样喷枪元件就能以熔接、压紧或以其它方式形状匹配、压紧配合或材料接合地与接触元件连接。

所述杆部优选平行于插入方向地在所述接触元件上延伸。径向相对插入方向观察，所述杆部优选在所述接触元件外部从而侧向地平行于所述接触元件延伸。所述杆部至少部分地构建为弹性的(例如由本身具有弹性的材料构成)，在将插式连接器部件与对应的配对插式连接器部件插式地卡合在一起时，杆部可径向相对插入方向地进行避让。因此，杆部上的接触区段在弹性的预应力下抵靠在配对插式连接器部件的配对接触元件上，从而在插式连接器部件的接触元件一侧的接触区段与配对插式连接器部件一侧的配对接触元件之间建立电接触。

所述杆部同样可以不平行于所述接触元件。所述杆部同样可以逐步地弯曲或部分地横向于所述接触元件延伸。

在一种具体的技术方案中，所述接触元件例如可以构建为接触套管。在这个情形中，所述接触元件具有数个接触元件，在这些接触元件间构建有插孔，可以将形式为配对插式连接器部件的接触销的配对接触元件插入这些插孔。所述喷枪元件优选在插孔外部平行于沿插入方向定向的接触片延伸。

但在另一技术方案中，所述插式连接器部件的接触元件同样可以构建为接触销，其可以与形式为配对插式连接器部件的接触套管的配对接触元件插式地卡合在一起。

在一种技术方案中，同样可以有数个喷枪元件布置在所述接触元件上。这些喷枪元件例如可以如此地与接触元件连接，使得这些喷枪元件在周向上围绕该接触元件分布。每个喷枪元件均具有一个接触区段，从而通过数个喷枪元件导出电弧。

在一种技术方案中，所述插式连接器部件具有壳体，所述壳体构成布置有所述接触元件的空间。在这个情形中，可以将配对插式连接器部件以其配对接触元件与壳体的插孔卡合在一起，以便在壳体内与插式连接器部件的接触元件进行接触。

插式连接器具有前文所描述类型的插式连接器部件和可以与所述插式连接器部件插式地卡合的配对插式连接器部件。所述插式连接器部件可具有形式为套管、形式为接触销或形式为雌雄同体的触点的接触元件，而所述配对插式连接器部件具有对应的互补的配对接触元件。喷枪元件要么可以布置在插式连接器部件一侧，要么可以布置在配对插式连接器部件一侧，也就是例如布置在接触元件的套管侧以及销侧。同样可以铸造具有两个喷枪元件(一个在插式连接器部件上，一个在配对插式连接器部件上)的插式连接器，这些喷枪元件在进行插接时相互接触。在将这种插式连接分离时，对电功能而言较为重要的接触元件首先失去其导电连接，而喷枪元件还保持相互接触。在进一步分离时，喷枪元件同样失去连接，电弧仅在这两个喷枪元件之间产生。

本发明用以达成上述目的的解决方案同样在于一种用于将插式连接器部件与配对插式连接器部件电接触的方法，其中将所述插式连接器部件的接触元件沿插入方向与所述配对插式连接器部件的配对接触元件插式地卡合在一起以实施电接触。其中，在进行插式连接时，至少部分地具有弹性的在第一末端上与所述接触元件连接且在第二末端上具有承载所述接触区段的杆部的喷枪元件的接触区段在所述接触元件前与所述配对插式连接器部件的配对接触元件实现电接触。

前文针对所述插式连接器部件所描述的优点和有利的技术方案同样可以类似地应用于所述方法，与此相关的内容可以参阅前文的实施方案。

附图说明

下面结合附图所示实施例对本发明的基本构思进行详细说明。

其中：

图1为插式连接器的透视图，包括插式连接器部件，需要将所述插式连接器部件沿插入方向与配对插式连接器部件插式地卡合在一起；

图2A为所述插式连接器部件和所述配对插式连接器部件在所述插式连接器部件的接触元件与所述配对插式连接器部件的配对接触元件接触前的视图，不设置所述插式连接器部件的壳体；

图2B为图2A中在所述接触元件与所述配对接触元件接触后的布置方案；

图3为所述插式连接器的侧视图；

图4为所述插式连接器的背侧视图；

图5A为在采用与所述配对接触元件电接触的接触元件的情况下，所述插式连接器的沿图4中的线A-A的剖视图；

图5B为在所述接触元件与所述配对接触元件分离的情况下，图5A中的剖视图；

图5C为在所述接触元件与所述配对接触元件进一步分离的情况下，图5B中的视图；

图5D为在采用与所述配对接触元件分离的接触元件的情况下，图5C中的视图；

图6为布置在所述插式连接器部件的接触元件上的喷枪元件的单独视图；以及

图7为喷枪元件的另一实施例的视图。

具体实施方式

图1和图2A、2B示出插式连接器1的实施例，其具有插式连接器部件2和对应的配对插式连接器部件3，可以将插式连接器部件与配对插式连接器部件沿插入方向E插式地相互卡合在一起来进行电接触，以便在电线间建立连接。

例如可以在太阳能设备上或汽车中使用这种插式连接器1，以便将导引负载电流的电线相连。插式连接器1应指具有负载通断能力的插式连接器。因此，应该能够在负载下将插式连接器部件2和配对插式连接器部件3相连，并且在负载下将其相互分离。

插式连接器部件2具有被围在壳体20中的形式为接触套管的接触元件21。接触套管由在周向上围绕插孔211布置且平行于插入方向E延伸的接触片210构成，这些接触片从直柄212延伸，并且用于与形式为配对插式连接器部件3的接触销的配对接触元件31进行电接触。

接触装置22背离接触片210地连接直柄212，该接触装置可以用来供电线以电接触的方式与接触元件21连接。

如前文所述，配对插式连接器部件3具有形式为圆柱形接触销31的配对接触元件31，可以将该接触销沿插入方向E插式地插入由接触片210构成的插孔211，以便插式连接器部件2与配对插式连接器部件3电接触。接触装置32连接配对接触元件31，该接触装置可以用来供电线以电接触的方式与配对接触元件31连接。

为了将插式连接器部件2与配对插式连接器部件3插式连接，将配对接触元件31以顶端310导入接触元件21的插孔211并且推入插孔211，使得如图2B所示，接触片210与配对接触元件31电接触，从而在插式连接器部件2与配对插式连接器部件3之间建立电连接。

图3示出在采用与配对插式连接器部件3连接的插式连接器部件2的情况下，插式连接器1的侧视图，图4示出插式连接器1的背侧视图，且图5A至图5D示出在插式连接器部件2与配对插式连接器部件3相互分离的情况下的图像。

如果在负载下关闭或反之在负载下打开插式连接器1，就可能在插式连接器部件2与配对插式连接器部件3之间产生电弧。为防止损伤插式连接器部件2的接触元件21的接触片210，插式连接器部件2具有喷枪元件23，该喷枪元件以连接凸缘230布置在接触元件21的直柄212上并且以至少部分地具有弹性的杆部231在接触元件21的插孔211外部平行于接触片210地延伸。

在远离连接凸缘230的末端上，杆部231在头部232上承载接触区段233，该接触区段沿插入方向E伸出接触片210并且例如由抗电弧材料制成。

喷枪元件23由导电材料制成，使得能够通过接触区段233在配对插式连接器部件3的配对接触元件31与插式连接器部件2的接触元件21之间产生接触。

如图5A所示，接触区段233在配对接触元件31插入插孔211的情况下与配对接触元件31存在电接触。对真正意义上的通过插式连接器1进行的电流传输而言，喷枪元件23具有较小的重要性。喷枪元件23特别是用于从接触元件21导出电弧，下文还将进行阐述。

如果需要将插式连接器1打开，就会如图5B和图5C所示地将配对接触元件31反向于插入方向E地从接触元件21的插孔211拉出。如图5B和图5C所示，在此过程中，配对接触元件31以其顶端310首先从插孔211退出，但暂时保持与喷枪元件23的接触区段233接触。

如果将配对接触元件31进一步反向于插入方向E地从插式连接器1的壳体20拉出，就会如图5D所示地视情况在配对接触元件31的顶端310与插式连接器部件2的处于接触元件21的电位上的最近的导电区段，也就是喷枪元件23的接触区段233之间产生电弧L。因此，通过伸出接触片210的接触区段233来为接触片210屏蔽电弧L，使得电弧L无法对接触片210造成损伤。

接触区段233为可以接收损伤的牺牲区段。接触区段233对插式连接器部件2与配对插式连接器部件3之间的电流传输而言不具任何真正意义上的重要性，而是仅用于在连接或分离插式连接器1时导出电弧L。

如图5A所示，在插式连接器部件2与配对插式连接器部件3插接在一起的情况下，特别是通过配对接触元件31的远离配对接触元件31的顶端310的杆部区段来建立插式连接器部件2与配对插式连接器部件3之间的接触。因此，配对接触元件31的顶端310对插式连接器部件2与配对插式连接器部件3之间的电接触和电流传输而言具有较小的重要性，这样就能接受由于电弧L产生而在配对接触元件31的顶端310上形成的(少量)损伤。

配对接触元件31的顶端310同样可以由抗电弧材料制成。这样的顶端310可以为放置在销触点上的套筒或部分的表面涂层。产生按照烧损圈样式的顶端310，其具有与原本的接触销相同的直径，但具有与原本的接触销相比(明显)更强的抗电弧作用能力。

采用上述方案后，由于在喷枪元件23的接触区段233与配对接触元件31的非关键区域，也就是配对接触元件31的顶端310之间产生电弧L，就能有效地防止因电弧L而在对插式连接器部件2与配对插式连接器部件3之间的电接触而言在功能上的重要区域上形成损伤。

在将插式连接器部件2与配对插式连接器部件3连接在一起时，产生相反的顺序，其中从图5D中的位置出发，将配对接触元件31沿插入方向E插入接触元件21的插孔211，其中视情况在配对接触元件31的顶端310与喷枪元件23的接触区段233之间产生电弧L，但该电弧并未延伸至接触元件21。因此，同样在连接插式连接器1时有效地为接触元件21屏蔽电弧L。

在插入时，配对接触元件31以其顶端310首先撞上喷枪元件23的接触区段233(图5C)，从而将杆部231弹性地朝外挤压至一侧，因此，接触区段233在弹性的预应力下抵靠在配对接触元件31上。如图5B和图5A所示，在进一步插入时，配对接触元件31最终进入插孔211的区域并且与接触片210接触。

壳体20构成容置有接触元件21的空间201。可以通过插孔200将配对接触元件31导入壳体20，并且使其在壳体20的空间201内与接触元件21接触。

壳体20优选由电绝缘材料制成，优选由具有较高击穿强度的材料制成。

在图1至图5A-5B所示实施例中，具有接触区段233的喷枪元件23以装配在杆部231的头部232上的铆钉形式制成。图6示出喷枪元件23的这个实施例的单独视图。杆部231与头部232和连接凸缘230一体式地由导电材料制成。接触区段233同样为导电的，并且优选由抗电弧材料制成或涂布有抗电弧材料。

图7示出喷枪元件23的另一实施例，其中喷枪元件23整体上一体成型。接触区段233一体式地成型在杆部231上，具体方式是，杆部231在其远离连接凸缘230的末端上以弯曲的方式变形。

在这个实施例中，喷枪元件23可以整体上由抗电弧材料制成或(至少部分地)涂布有抗电弧材料。

本发明的基本理念不限于上述实施例，而是可以以完全不同的方式实现。

在此所描述类型的喷枪元件可以在圆柱形接触元件或偏平触点中使用。一个插式连接器可以具有一或数个接触元件。

此外，在此所描述类型的喷枪元件可以布置在形式为接触套管或形式为接触销的接触元件上。此外，也可以在两性的电触点(同样称为雌雄同体触点)上应用。

接触区段可呈铆钉形。但同样可以采用其他造型。

附图标记说明

1 插式连接器

2 插式连接器部件

20 壳体

200 插孔

201 空间

21 接触元件

210 接触片

211 插孔

212 直柄

22 接触装置

23 喷枪元件

230 连接凸缘

231 杆部

232 头部

233 接触区段

3 配对插式连接器部件

31 配对接触元件

310 顶端

32 接触装置

E 插入方向

L 电弧

Claims (12)

1.一种用于与配对插式连接器部件(3)电接触的插式连接器部件(2)，其具有

接触元件(21)，所述接触元件可以沿插入方向(E)与对应的配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)插式地卡合在一起以实施电接触，

其特征在于喷枪元件(23)，其具有至少部分地具有弹性的杆部(231)和接触区段(233)，其中所述杆部(231)在第一末端上与所述接触元件(21)连接，并且所述接触区段(233)如此地布置在所述杆部(231)的第二末端上，使得在插式连接器部件(2)与配对插式连接器部件(3)分离时，在所述接触元件(21)与所述配对接触元件(31)之间的电接触已经解除后，所述接触区段(233)还与所述配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)存在电接触。

2.根据权利要求1所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，所述接触区段(233)适于，在将所述插式连接器部件(2)与所述配对插式连接器部件(3)插式连接在一起时，在所述接触元件(21)前与所述配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)实现电接触。

3.根据权利要求1或2所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，所述接触区段(233)至少部分地由抗电弧材料制成，特别是由具有Ag/Ni、W/Cu、Ag/SnO2或Ag/Cu的材料制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，沿所述插入方向(E)观察，所述喷枪元件(23)以其接触区段(233)伸出所述接触元件(21)的需要与所述配对接触元件(31)插式连接的末端。

5.根据上述权利要求中的任一项所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，所述接触区段(233)由布置在所述杆部(231)上的接触元件或由所述杆部(231)的整体区段构成。

6.根据上述权利要求中的任一项所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，所述杆部(231)在其第一末端上通过连接凸缘(230)与所述接触元件(21)连接。

7.根据上述权利要求中的任一项所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，所述杆部(231)平行于所述插入方向(E)地在所述接触元件(21)上延伸。

8.根据上述权利要求中的任一项所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，径向相对所述插入方向(E)观察，所述喷枪元件(23)的杆部(231)在所述接触元件(21)外部延伸。

9.根据上述权利要求中的任一项所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，所述接触元件(21)具有数个接触片(210)，在所述接触片间构建有插孔(211)，可以将所述配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)插入所述插孔。

10.根据上述权利要求中的任一项所述的插式连接器部件(2)，其特征在于，所述插式连接器部件(2)具有壳体(20)，所述壳体构成布置有所述接触元件(21)的空间(201)。

11.一种插式连接器(1)，其具有根据上述权利要求中的任一项所述的插式连接器部件(2)和可以与所述插式连接器部件插式地卡合的配对插式连接器部件(3)。

12.一种用于将插式连接器部件(2)与配对插式连接器部件(3)电接触的方法，其中

将所述插式连接器部件(2)的接触元件(21)沿插入方向(E)与所述配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)插式地卡合在一起以实施电接触，

其特征在于，在进行插式连接时，至少部分地具有弹性的在第一末端上与所述接触元件(21)连接且在第二末端上具有承载所述接触区段(233)的杆部(231)的喷枪元件(23)的接触区段(233)在所述接触元件(21)前与所述配对插式连接器部件(3)的配对接触元件(31)实现电接触。