CN110754022A - 高电流接触插座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于接收接触销并且用于与所述接触销产生电连接的高电流接触插座(1)。所述高电流接触插座包括：活塞(2)，所述活塞带有接收空间(3)和围绕所述接收空间(3)布置的可径向运动的用于夹紧地接收所述接触销的夹紧元件(4)；和活塞引导部(5)，所述活塞引导部部分地包围所述活塞(2)并且能够实现沿活塞纵向轴线(6)的运动。所述高电流接触插座(1)进一步包括至少一个在所述活塞(2)和所述活塞引导部(5)之间沿所述活塞纵向轴线(6)布置的检测导线(7)，所述检测导线(7)用于测量能够被引入的接触销和/或所述高电流接触插座(1)的物理特性。

Description

高电流接触插座

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的用于接收接触销并且用于与接触销产生电连接的高电流接触插座。

背景技术

接触元件被设为特别地将高电流连接装置借助对应的接触元件机械地并且电气地与例如绞合导体电缆可靠地连接。在此，不允许高的拉力、机械影响和振动导致连接的不希望的分离。

在现有技术中已知将绞合导体以压接连接连结到接触元件上，或替代地使绞合导体与接触元件可连接，其中在接触元件内的锥形或柱形的接触部通过轴向或径向作用的力将绞合导体压到对应地成形的相对面上，其中锥形面的角度通常是相等的。

DE 89 14 460 U1公开了一种接触系统，所述接触系统包括插座部和插头部，插头部带有弹性的接触片以用于传输高电流。

FR 618 171 A公开了一种适合于夹紧用于电气装置的电导体的设备，其中特别地将被包裹的电导体在绝缘的设备内夹紧以用于安装。

EP 3 121 908 A1公开了一种带有导电的接触插座的插接连接器。接触插座通过插接连接器内的开口可接近。用于封闭开口的封闭元件可运动地支承在接触插座内。

从现有技术中已知的接触元件或接触插座并非构造为用于超过200 A的高电流，并且由于因所述高电流导致的过热被损坏。

发明内容

因此，本发明的任务是通过使用构造上尽可能简单的方式提供适合于高电流的接触插座。

此任务通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利改进在从属权利要求、说明书和附图中给出。

根据本发明的高电流接触插座用于接收接触销并且用于产生与接触销的电连接。高电流接触插座包括具有接收空间的活塞。

根据本发明，围绕接收空间布置有径向可运动的夹紧元件，以用于夹紧式地接收接触销。夹紧元件优选地形成为卡钳的形式或由夹紧笼形成。夹紧笼优选地被构造为包括多个沿活塞纵向方向延伸的弹性的元件。此构造可以通过例如由带有狭缝的夹紧笼形成夹紧元件来完成。

其中支承了夹紧元件的接收空间的内壁构造为带有控制曲线，以用于夹紧元件的径向束紧。控制曲线在本发明的意义上意味着夹紧笼的弹簧臂在促动夹紧元件时从接触销引入位置沿控制曲线径向向内运动到接触销夹紧位置中，使得用于接收接触销的开口的打开机构变小，以此将夹紧元件束紧。

换言之，控制曲线的任务是促动夹紧笼的可运动的弹簧臂，使得接触销在从接触销引入位置过渡到接触销夹紧位置时渐增地被弹簧臂施加以力并且被夹紧。

控制曲线优选地被构造为使得在促动夹紧元件时将弹簧臂向内促动，使得夹紧笼持续地径向束紧。通过这种方式，在操作高电流接触插座时也可直接感觉到，在夹紧元件径向束紧时夹紧力如何持续地增加以用于夹紧接触销。

优选地，夹紧笼或卡钳具有至少两个弹簧臂，特别地优选地具有至少四个弹簧臂。弹簧臂越多，即设有的径向分部段越多，就可以实现越多的靠放点，即越多的弹簧臂和夹紧销之间的接触点。为能够更好地补偿公差，尽可能多的靠放点也是有利的。此外，通过弹簧臂实现了，使可能出现的污染物到达弹簧臂的狭缝内，并且以此使高电流接触插座和接触销之间的实际的接触位置保持清洁。

高电流接触插座进一步具有活塞引导部，活塞引导部部分地包围活塞并且能够实现沿活塞纵向轴线的运动。活塞被构造为沿活塞纵向轴线在活塞引导部内可运动。优选地，在活塞和活塞引导部之间布置有弹簧，以在引入接触销时将接触销缓冲式地引入到期望的位置。一达到结束位置，夹紧元件就关闭，并且对应地保持接触销。此外，弹簧支持了活塞的可靠的弹性复位，并且以此支持了在接触过程结束时的弹簧臂的弹性复位。

优选地，活塞引导部和活塞由高导电性的铜合金制成，并且优选地设有覆层。优选地，活塞由铜制成，其带有低混合量的合金元素，例如镍、碲、铍或铅，以保持导电和导热能力、弹性作用和可加工性的最优的组合。优选地，活塞和活塞引导部基本上被涂覆以镍和/或银和/或钯和/或金，以获得良好的腐蚀保护、良好的摩擦保护和良好的接触特性。在另一实施方案中，活塞引导部由电绝缘的、耐高热的材料制成，例如高温塑料或陶瓷，优选地例如由聚醚醚酮(PEEK)制成，并且以此具有很高的温度稳定性以及很好的化学稳定性。因此，PEEK对几乎所有有机和无机化学品是稳定的，直至大约280℃，甚至对水解也是稳定的。由PEEK制成的活塞引导部例如在要求的高压应用中相对于接触区域内的传导电压的部分电绝缘。

此外，高电流接触插座具有至少一个在活塞和活塞引导部之间沿活塞纵向轴线布置的检测导线，以用于测量可安装的接触销和/或高电流接触插座的物理特征。优选地，在夹紧元件内布置有传感器装置。传感器装置被弹性地安装，例如通过支承在可弹性变形的硅树脂基床上。通过此传感器装置可以在所引入的接触销上执行四端测量或者开尔文测量。在导线电阻和连接电阻可能使测量失真时，在测量电阻时借助四端连接来实施四端测量。在四端测量装置中，已知的电流经由导线中的两者流过电阻。电阻上的电压降通过两个另外的导线以高阻方式被获取，并且以电压测量装置测量电压降。由此根据欧姆定律计算出待测量的电阻。该原理类似地适用于借助低阻支路进行的电流测量。在此，通过已知的电阻借助于电压降确定未知的电流强度。在四端测量或开尔文测量中，补偿测量导线的引线电阻和在试样与测量装置之间的测量位置上的接触电阻。相同的原理适用于电容测量和电感测量。仅需进行试样的无问题的接触即保证高质量的并且可重复的测量。为与持续增长的技术改进相适应，必须持续地将要求与试样的接触相匹配。

传感器装置通过连接装置与检测导线连接，并且将测量到的数据通过检测导线发送到控制单元，并且在控制单元处评估数据。传感器装置优选地被构造为测量接触销的电阻。

根据另一实施方案，将另一传感器装置安装在活塞引导部和活塞之间。此另一传感器装置通过另一连接装置与另一检测导线连接。优选地，此传感器装置是靠放在活塞上的测温计。通过此另一传感器装置可以特别地测量高电流接触插座内的温度。

优选地，用于温度测量的检测导线和传感器装置在为其特殊制成的槽内从接触面通过活塞被引导到高电流接触插座的后端上，并且在后端处被连接。这同样也适用于卡尔文传感器的导线。

优选地，高电流接触插座在与接触销对置的端部上具有连接设备，以便在超过高电流接触插座的预定温度时以另外的传感器装置可测量的方式通过使空气或气体沿活塞纵向轴线流入到活塞的中空空间内来冷却高电流接触插座。通过从预定温度起将高电流接触插座主动冷却，可实现更高的电流，特别地直至1000安培或更高的值的电流。很好的冷却不仅通过中心装置孔实现，而且也通过具有很大的表面的带有狭缝的片/弹簧臂实现。沉积在弹簧臂之间的可能的污染物可以通过短时的带有高压力的气流冲击被抛出。

使用根据本发明的高电流接触插座产生的优点是使用高电流，因为通过集成的冷却能力可以降低可能损坏高电流接触插座的所产生的热。因此，可以施加例如持续时间为20秒的1500安培的电流或者施加500安培的持续电流。一系列测试显示，在供给具有1巴的压力的空气时，可以将所形成的温度在不进行冷却的情况下从例如200℃降低到80℃。

附图说明

下文中通过参考附图解释本发明的有利的实施例。各图为：

图1示出根据本发明的高电流接触插座的图示；

图2示出根据本发明的高电流接触插座的剖视图；并且

图3示出根据本发明的高电流接触插座的夹紧元件的图示。

附图仅是示意性图示并且仅用于解释本发明。相同的或作用相同的元件通常设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出导电的高电流接触插座1的示意性剖视图。高电流接触插座1被构建为基本上相对于中心轴线6旋转对称。高电流接触插座1被构建为用于在接收空间3内接收未图示的接触销。此外，高电流接触插座1被构造为用于即使在高电流下也在所述高电流接触插座1和接触销之间产生电连接。

未图示的接触销在沿插接方向21引入时压到接收空间3的远端连接面17上，并且以此在接收空间3内沿插接方向21运动。

接收空间3具有用于接触销的夹紧元件4。如在图2和图3中可见，由锥形地延伸的壁部分构造出控制曲线20，壁部分的内部半径从第一内部直径R1降低到第二内部直径R2，并且接着过渡为具有直径R2的柱形部分。

外部直径R2优选地为20mm至25mm，并且内部直径优选地为16mm至20mm。

如在图2和图3中所示，弹簧臂以其弹簧臂端部向外锥形地延伸，使得伸入到高电流接触插座内的夹紧笼19的端部具有基本上等于控制曲线20的上端处的内部直径R1的外部直径。夹紧笼19的弹簧臂18因此以略微弯曲的锥形形状延伸。通过减小夹紧笼19的内部直径，将接触销夹紧地保持在夹紧笼9内。

图2示出了根据本发明的高电流接触插座1的剖视图。可以将未图示的接触销沿插接方向21引入到活塞2的接收空间3内。通过优选地由卡钳或夹紧笼构成的夹紧元件4将接触销保持在活塞2内。活塞2通过接触销沿插接方向21的引入沿活塞纵向轴线6被推动。在活塞2和部分地包围活塞2的活塞引导部5之间布置有弹簧8。此外，弹簧支持活塞的可靠的弹性复位，并且以此在接触过程结束时支持弹簧臂的可靠的弹性复位，并且用于在解除接触时打开夹紧元件。壳体封闭装置21用于将活塞引导部5固定在高电流接触插座1的壳体14上。活塞封闭螺母22将活塞2固定，并且以此防止活塞2从壳体14松脱。螺纹部24接收了活塞封闭螺母22和锁紧螺母23。在活塞封闭螺母22和锁紧螺母23之间夹紧并且在此处连接未图示的带有例如35mm²以上的导线的电缆靴。当然，也可以使用较小的横截面。

活塞2在内部设有孔，销完全伸入所述孔，并且活塞2在后端上设有软管连接部13。连接部13和孔实现了例如通过压力空气对于接触部的冷却。这用于降低在高电流时并且特别地在高循环时间时产生的温度。为测量高电流接触插座1的温度并且对应地将用于冷却的空气或气体引入到高电流接触插座1内，在活塞2和活塞引导部5之间设有带有传感器装置11的检测导线7。传感器装置11优选地在尽可能靠近活塞2的头部处测量温度，并且将数据发送到控制单元(未图示)，控制单元取决于温度将冷却空气引入，以使接触插座1在较高的电流的情况中不由于过高的温度被损坏。通过卡钳原理或夹紧笼实现了大的表面，大的表面与冷却相结合，即使在接触销(试样)上也保证了很好的散热。

另外，为了例如通过接触销处的四端测量或开尔文测量来确定例如电阻的物理量，在活塞2和活塞引导部5之间布置有检测导线7。从属于检测导线7的传感器装置10设置在接收空间3内。传感器装置10弹性地支承在例如硅树脂上，以此实现了传感器装置10与接触销的可靠的接触，并且在将接触销引入到高电流接触插座1内时不损坏传感器装置10。硅树脂优选地是耐高温的硅树脂。

检测导线7和传感器装置10、11都由耐受至少200℃的温度的材料制成。优选地，检测导线是镀银的带有聚四氟乙烯绝缘部(PTFE)的铜绞线。用于开尔文测量的传感器装置优选地由铜合金(如有必要，具有镀金的)或者银合金与用于温度测量的带有玻璃纤维绝缘部的由NiCr制成的传感器装置制成。

通过两个传感器装置10、11可生成高电流接触插座1或接触销的例如温度、电阻的参数或类似的参数，并且对应地通过冷却高电流接触插座对其做出响应。

附图标记列表

1 高电流接触插座

2 活塞

3 接收空间/接触开口

4 夹紧元件

5 活塞引导部

6 活塞纵向轴线

7.1 检测导线

7.2 另一检测导线

8 用于活塞复位的弹簧

9 相对支承部

10 传感器装置

11 另一传感器装置

12 端部

13 连接设备

14 壳体

15 中空空间

16 主弹簧

17 远端连接面

18 弹簧臂

19 夹紧笼

20 控制曲线

21 壳体封闭装置

22 活塞封闭螺母

23 锁紧螺母

24 螺纹部

25 接触销的引入方向

Claims (10)

1.一种高电流接触插座(1)，所述高电流接触插座用于接收接触销并且用于与所述接触销产生电连接，其包括：

-活塞(2)，所述活塞(2)带有接收空间(3)和围绕所述接收空间(3)布置的可运动的用于夹紧地接收所述接触销的夹紧元件(4)，和

-活塞引导部(5)，所述活塞引导部部分地包围所述活塞(2)并且能够实现沿活塞纵向轴线(6)的运动，

其特征在于，所述高电流接触插座(1)还包括：

至少一个在所述活塞(2)和所述活塞引导部(5)之间沿所述活塞纵向轴线(6)布置的检测导线(7.1)，所述检测导线(7.1)用于测量能够被接收的接触销和/或所述高电流接触插座(1)的物理特性。

2.根据权利要求1所述的高电流接触插座(1)，其中，具有卡钳的形式的所述夹紧元件(4)通过弹簧(8)支撑，其中，所述弹簧(8)缓冲所述夹紧元件(4)的运动。

3.根据权利要求1或2所述的高电流接触插座(1)，其中，在所述夹紧元件(4)上安装至少一个弹性布置的传感器装置(10)，所述传感器装置在所述接触销被接收到所述高电流接触插座(1)内之后与所述高电流接触插座接触，并且所述传感器装置(10)与所述检测导线(7.1)连接，并且所述传感器装置被构造为通过所述检测导线(7.1)将数据传输到控制单元上。

4.根据权利要求3所述的高电流接触插座(1)，其中，所述传感器装置(10)被构造为用于测量电阻。

5.根据前述权利要求中任一项所述的高电流接触插座(1)，其中，在所述活塞(2)和所述活塞引导部(5)之间布置有另一检测导线(7.2)，并且在所述检测导线(7.2)的伸入到所述高电流接触插座(1)内的端部上安装另一传感器装置(11)，所述另一传感器装置被构造为检测物理数据，并且通过另一检测导线(7)将所述物理数据发送到所述控制单元上。

6.根据权利要求5所述的高电流接触插座(1)，其中，所述另一传感器装置(11)被构造为用于测量温度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的高电流接触插座(1)，其中所述高电流接触插座(1)在与所述接触销对置的端部(12)上具有连接设备(13)，以在超过所述高电流接触插座(1)的预定温度时通过使空气或气体沿所述活塞纵向轴线(6)流入到所述活塞(2)的中空空间(15)内来冷却所述高电流接触插座。

8.根据前述权利要求中任一项所述的高电流接触插座(1)，其中，所述活塞(2)被构造为具有中空柱形的形状。

9.根据前述权利要求中任一项所述的高电流接触插座(1)，其中，所述活塞(2)和/或所述活塞引导部(5)基本上由铜制成，其带有低混合量的合金元素，特别地带有镍、碲、铍或铅。

10.根据前述权利要求中任一项所述的高电流接触插座(1)，其中，所述活塞(2)和/或所述活塞引导部(5)被涂覆以镍和/或银和/或钯和/或金和/或带有前述元素的合金。

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