CN110718787A - 汽车接线线束扁平电缆端部终端 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“汽车接线线束扁平电缆端部终端”。一种配电设备被适配成在汽车电气系统的接线线束中使用。扁平柔性电缆具有嵌入多根扁平导线的绝缘基板。所述扁平电缆具有电缆端，其中所述导线延伸作为暴露的叶片指状件，每个指状件具有堆叠相应的指状件的厚度的至少一个横向褶层。套圈压接在每个堆叠的指状件上方。多个接触主体各自具有联接器端和压接端。每个压接端具有压接到相应的套圈上的一对支腿。载体块具有多个孔，每个孔接纳相应的联接器端。携载所述联接器端的所述载体块被配置为插入到所述汽车电气系统中的电子模块连接器中。

Description

汽车接线线束扁平电缆端部终端
技术领域
本发明总体上涉及用于机动车辆的配电系统，并且更具体地，涉及用于使扁平柔性电缆适配插入式连接器的连接器系统。
背景技术
机动车辆利用很多电子模块和系统。为了适当操作，电子模块通过用于分配电功率和各种信号(例如，命令和数据)的一个或多个接线线束彼此连接。为了有助于车辆中的电子模块的组装和修理，使用连接器将接线线束联接到电子模块。绝缘电缆(例如，导线)通常使用条带、束线带、胶带和/或导管绑在一起，从而形成各种布线区段。除了需要劳动力密集型制造过程之外，接线线束可能在机动车辆内占据大体积并且可以增加显著的重量。导线捆扎还可能限制消散由携载高电流电平的导线中的功率损耗产生的热量的能力。
扁平柔性电缆技术被适配成用于机动车辆的配电以减小系统体积和重量。归因于扁平导线的表面面积相对于接线线束中通常使用的圆形导线而言增加，热量更容易消散，并且甚至在导体的总质量和线束的体积减小时也可以处理更高的电流电平。
扁平柔性电缆系统(诸如带状电缆)采用嵌入多根扁平导体导线中的一个或多个绝缘层。通常，将柔性塑料薄膜用作绝缘层的基础。将扁平金属导体条带层压到一个表面并且有时进行蚀刻以获得期望的电路图案。然后可以将绝缘顶涂层层压在接线图案上方。导线的端部终端通常在一连串挠性电缆的端点处采用裸露的垫片。已知具体地被配置为处理挠性扁平电缆的各种终端连接器，以用于包括在模块或其他部件中，以便将它们连接到带式电缆。
汽车电气系统中的典型电子模块和其他部件已经被设计成具有到接线线束的插入式连接器接口。这些接口不接受具有扁平电缆的终端连接类型。当从圆形导线线束切换到使用柔性扁平电缆系统的线束时，有必要重新设计连接到线束的模块或者增加专门设计的适配器以在连接系统之间转换。重新设计模块的时间、精力和成本可能会妨碍将扁平接线结合到接线线束中并且阻止车辆制造商获得使用扁平接线的重量、体积和其他优点。
甚至在连接到扁平接线线束的目标模块或部件具有相容的终端连接器时，扁平电缆系统可能具有缺点，其中终端端部在层压电缆区段的处理期间在它运输到将连接器元件组装到线束上的位置时变得损坏。导线端部可以由极薄的铜片或铝片(即，箔)构成，所述铜片或铝片可能容易损坏，特别是在导线迹线作为无支撑叶片或指状件从绝缘层延伸出去时。
发明内容
为了提供一种具有可以与广泛用于圆形导线线束的连接器部件一起使用的端部终端的扁平柔性接线线束系统，本发明通过使单独扁平导线延伸到绝缘基板之外并且通过使所述扁平导线在其本身上往回弯曲(例如，作为之字形折叠的平面条带)足够的次数直到它提供基本上等于被替换的圆形导线(例如，在20％内)的截面面积为止来修改所述端部终端。为了获得圆形形状，将具有圆柱形形状且由导电金属制成的具有足够大的内径的套圈或套环放置在所述折叠的平面条带上方并且然后进行压接，以便压紧所述折叠的条带。压接的套圈的最终大小基本上匹配被替换的所述圆形导线的大小，并且适用于进一步加工以制造用于圆形导线应用的终端连接。
在本发明的一方面，一种配电设备包括扁平柔性电缆，所述扁平柔性电缆具有嵌入多根扁平导线的绝缘基板。所述扁平电缆具有电缆端，其中所述导线延伸作为暴露的叶片指状件，每个指状件具有堆叠相应的指状件的厚度的至少一个横向褶层。套圈压接在每个堆叠的指状件上方。多个接触主体各自具有联接器端和压接端。每个压接端具有压接到相应的套圈上的一对支腿。载体块具有多个孔，每个孔接纳相应的联接器端。携载所述联接器端的所述载体块被配置为插入到汽车电气系统中的电子模块连接器中。
附图说明
图1是描绘用于接合电子模块和圆形导线电缆线束的插入式连接器系统的图。
图2是已知类型的柔性扁平电缆的端部的透视图，其中导体导线被暴露以用于进行终端连接。
图3是根据本发明的一个实施例的柔性扁平电缆的端部的透视图，其中叶片指状件处于折叠状态。
图4是图3的柔性扁平电缆的端部的透视图，其中套圈添加到叶片指状件中的每一者。
图5是图4的扁平电缆的侧视图。
图6A是接线线束中使用的类型的被压接到连接器接触件中的传统绞线的截面图。
图6B是由折叠的叶片指状件形成的堆叠的截面图。
图6C是图6B的堆叠在用套圈压接之后的截面图。
图7是扁平柔性电缆系统的终端端部的透视图，其中导线处于各种加工阶段，包括折叠的端部、具有压接的套圈的多个端部，以及具有压接的套圈的一个端部，其中圆形导线接触主体在适当位置以便压接到套圈。
图8是扁平柔性电缆系统的终端端部的透视图，其中为每个单独的导线添加接触主体。
图9是扁平柔性电缆系统的终端端部的透视图，其中接触主体组装到连接器的载体块。
图10是具有替代折叠的扁平柔性电缆系统的终端端部的透视图。
图11是具有替代折叠的扁平柔性电缆系统的终端端部的透视图。
图12是扁平柔性电缆系统的终端端部的透视图，其中对折叠的堆叠进行点焊。
图13是本发明的双金属套圈的截面图。
具体实施方式
图1示出了用于电子模块10的连接器系统，所述连接器系统包括被配置为接纳线束连接器12的连接器头部11。线束连接器12和头部11处于未连接状态。电子模块10具有壳体13，所述壳体13被配置为容纳并保护相关联的电子部件。连接器头部11具有头部外壁14，所述头部外壁14从壳体13延伸以限定用于多个引脚16的空腔15。头部外壁14还可以被配置为通过插入到线束连接器12的连接器主体17中的通道18中而有助于与线束连接器12连接。头部壁14可以包括一个或多个倾斜的突出部以接纳在主体17中的对应凹口中，以便将线束连接器12固定到连接器头部11，如本领域中已知。
引脚16是延伸到空腔15中的导电元件并且被配置为由线束连接器主体17内的对应导电凹部20接纳。引脚16联接到导电元件21以将引脚16电连接到控制器22或者其他电气或电子电路。在连接位置，引脚16和凹部20形成从控制器22到导线束23的导电路径，所述导线束23是接线线束24的一部分。
已经使用图1所示的类型的连接器头部大量生产很多不同类型的电子模块，所述类型的连接器头部与扁平柔性电缆系统的典型终端端部不相容。为了利用扁平柔性电缆系统，电子模块必须被重新设计以结合不同的连接器头部，或者需要专门的适配器以便在扁平接线与圆形接线之间转换。本发明提供了一种避免这两种情况的终端系统。
如图2所示，配电系统可以具有包括扁平柔性电缆25的接线线束，其中绝缘基板26嵌入多根扁平导线27。基板26可以通常包括两个或更多个不同的层，其中导线27夹在不同的绝缘层之间。导线27的端部被示为从基板26延伸作为暴露的未绝缘叶片指状件，所述叶片指状件可以接合到用于扁平导线的专门连接器，如本领域已知。在其他常用的配置中，扁平导线并未延伸到基板的边缘之外。相反，导线的一部分通过绝缘层中的窗口开口暴露，并且例如通过压接或焊接而接合到连接器的导电元件。
导线27的暴露的叶片指状件被示为长度大于已知的终端连接通常需要的长度的单独条带。额外长度提供期望的材料量以便通过将每根导线27折叠成堆叠来构建等效于圆形导线的导电质量，所述堆叠的截面面积匹配被替换的圆形导线的截面面积。
如图3所示，扁平柔性电缆30具有嵌入多根扁平导线32的绝缘基板31。导线32的端部从基板31延伸作为暴露的未绝缘叶片指状件，其中每个叶片指状件具有堆叠相应的指状件的厚度的至少一个横向褶层。如本文中使用，“横向褶层”意指具有横向延伸跨过相应叶片指状件条带的边缘的褶层，使得每根导线32在其本身上往回折叠。连续的褶层可以以“之字形”方式继续以累积出在乘以叶片指状件的横向宽度时提供预定截面面积的堆叠厚度。在图3中，存在使扁平导线的截面面积成三倍的两个横向褶层。
为了将堆叠的指状件的矩形截面形状转变成圆形截面形状，将套圈或套环35压接在每个堆叠上方，如图4和图5所示。套圈35具有圆柱形形状，所述圆柱形形状的初始内径足够大以在扁平导线的堆叠的端部36上方滑动。套圈35由在压接期间变形的导电金属构成，其中具有圆柱形通道的工具或压机将套圈35压紧到堆叠的端部36上。对叶片指状件的折叠和将套圈压接放置到堆叠的端部上可以优选地在形成扁平柔性电缆的制造设施处进行。除了提供圆形或椭圆形形状之外，套圈35还保护扁平导线的堆叠的终端端部36免受在将电缆系统从原始制造设施运送或处理到最终接线线束组装位置期间可能发生的损坏(例如，弯曲或撕裂)。
图6A示出了被扁平导线替换的类型的圆形导线40的截面。导线40可以包括多根线股41或可以是实心主体，并且可以由铜、铝或如本领域中已知的其他材料构成。导线40具有直径D，使得它的截面面积等于
Figure BDA0002127092600000061
图6B示出了具有宽度W的扁平导线的堆叠的(折叠的)端部42的截面。通过堆叠中的选定数量的折叠层43获得堆叠高度H，使得它的截面面积等于W·H。为了用于圆形导线的预先存在的连接器部件能够继续与扁平导线电缆一起使用，选择折叠层43的数量，使得截面面积W·H大约等于截面面积
Figure BDA0002127092600000062
在如图6C所示压接了套圈45之后，获得基本上等于被替换的圆形导线的直径的圆形直径D。因此，形成了实心圆柱形主体，所述实心圆柱形主体很好地被适配成压接到作为与圆形导线一起使用的类型的多引脚连接器组件的一部分的接触主体中。
图7示出了在适当的位置以用于与扁平导线的准备好的终端端部的套圈35组装的接触主体50。接触主体50具有联接器端51，在这个示例中，所述联接器端51被示为用于接纳引脚(例如，从电子模块的连接器头部延伸的引脚)的插口。接触主体50的另一端是压接端52，其中支腿53和54用于压接在套圈35上方以形成圆筒，所述圆筒将接触主体50固定在适当地方，同时建立电气连续性。传统制造过程和相关联的设备可以用于添加接触主体，从而导致如图8所示的具有接触主体50和55至58的配置。通过添加如本领域已知的具有孔61至65的载体块60来获得如图9所示的完整线束连接器，所述孔用于接纳接触主体50和55至58。
扁平导线叶片指状件的横向折叠可以由各种数量的褶层构成。在图10中，叶片指状件70折叠一次，产生单层褶层71。在图11中，叶片指状件72折叠两次：首先产生单层褶层73并且然后产生双层褶层74。作为双层褶层的结果，可以利用两个褶层获得厚度大于原始厚度四倍的堆叠。折叠操作可以使用诸如高速移动的单头或多头渐进式折弯机的已知设备以直接方式执行(例如，在终端端部往回折叠时，移动模头将保持挠性导线静止)。
如果对折叠的叶片的从它们被折叠时直到它们被压接套圈压紧为止的处理使得可能无法充分地维持折叠，那么可以使用金属接合操作。如图12所示，例如，在折叠之后(并且在施加套圈之前)向具有一对单层褶层76和77的叶片指状件75提供点焊78。
本发明中使用的扁平导线可以由诸如铜或铝的任何合适材料构成。同样地，接触主体可以是任何合适的金属。在使用不同金属(诸如铝扁平导线和铜接触主体)的情况下，那么在金属之间的接口处可能会发生腐蚀。为了避免这样的腐蚀，本发明可以采用双金属套圈80，如图13所示。内层81由与叶片指状件的金属相容的第一金属(例如，铝)构成，并且外层82由与接触主体的金属相容的第二金属(例如，铜)构成。由于不同金属之间的接口对环境密封，因此不会发生腐蚀。
根据实施例，所述第一金属是铝并且所述第二金属是铜。

Claims (15)

1.一种配电设备，所述配电设备包括：
扁平柔性电缆，所述扁平柔性电缆具有嵌入多根扁平导线的绝缘基板，并且具有电缆端，其中所述导线延伸作为暴露的叶片指状件，每个叶片指状件具有堆叠相应的指状件的厚度的至少一个横向褶层；
套圈，所述套圈压接在每个堆叠的指状件上方；
多个接触主体，每个接触主体具有联接器端和压接端，所述压接端具有压接到相应的套圈上的一对支腿；以及
载体块，所述载体块具有多个孔，每个所述孔接纳相应的联接器端。
2.如权利要求1所述的设备，其中每个压接的套圈具有圆形轮廓，所述圆形轮廓具有被适配成由所述压接端压接的预定截面面积，并且其中每个堆叠厚度和每个指状件的横向宽度在对应于所述预定截面面积的压接之前提供矩形轮廓。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述指状件各自具有多个单层褶层。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述指状件各自具有至少一个单层褶层和至少一个双层褶层。
5.如权利要求1所述的设备，其中每个堆叠的指状件包括用于在相应的套圈的压接之前维持所述堆叠的点焊。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述联接器端由被适配成与机动车辆中的电子模块配对的凹形插口构成。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述套圈由双金属圆柱体构成，所述双金属圆柱体具有包括与所述叶片指状件相容的第一金属的内层和包括与所述接触主体相容的第二金属的外层。
8.一种汽车接线系统，所述汽车接线系统包括：
绝缘电缆区段，所述绝缘电缆区段嵌入在一端处延伸作为暴露的指状件的多根扁平导线，每个指状件具有形成端部堆叠的横向褶层；
相应的金属套圈，所述相应的金属套圈压接在每个端部堆叠上方；
多个接触主体，每个所述接触主体在一端处具有联接器并且另一端压接到相应的套圈上；以及
载体块，所述载体块具有多个孔，每个所述孔接纳相应的联接器。
9.如权利要求8所述的系统，其中每个压接的套圈具有圆形轮廓，所述圆形轮廓具有被适配成由所述接触主体的所述压接端压接的预定截面面积，并且其中每个端部堆叠具有厚度和横向宽度，所述横向宽度在对应于所述预定截面面积的压接之前提供矩形轮廓。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述指状件各自具有多个单层褶层。
11.如权利要求8所述的系统，其中所述指状件各自具有至少一个单层褶层和至少一个双层褶层。
12.如权利要求8所述的系统，其中每个堆叠的端部包括用于在相应的套圈的压接之前维持所述堆叠的点焊。
13.如权利要求8所述的系统，其中所述联接器由被适配成与机动车辆中的电子模块配对的凹形插口构成。
14.如权利要求8所述的系统，其中所述套圈由双金属圆柱体构成，所述双金属圆柱体具有包括与所述指状件相容的第一金属的内层和包括与所述接触主体相容的第二金属的外层。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述第一金属是铝并且所述第二金属是铜。
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