CN116349092A - 机动车的电缆连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高电流电缆连接器(1)，其包括两个金属部件(20、40)和一个锁定元件(60)。金属部件(20、40)通过锁定元件(60)向外移动，从而使每个金属部件(20、30)的两个对接面(22、28、42、48)相互挤压。对接面(22、28、42、48)的定向使得每个金属部件的两个另外的面，接触面(24、26、44、46)同样相互挤压，并且电缆连接器(1)锁定。由此得到一种便于安装的电缆连接器，其具有低接触电阻以及高热容量。

Description

机动车的电缆连接器

技术领域

本发明涉及一种机动车的电缆连接器以及一种用于制造电缆连接器的方法。

背景技术

随着汽车出行电气化的增加，越来越高的电流在车辆中被传输。这通常通过电气电缆来实现。此外，电缆连接器还用于实现部件如功率电子器件、电池、马达等与电缆之间的连接以及第一电缆与第二电缆之间的连接。

所谓的插接连接器广泛流行。已知的汽车领域中的插接连接器大多基于弹簧接触。在这种弹簧弹性的插接连接器中，通常由金属制成的、引导电流的第一基体和第二基体利用设置在其之间的弹簧彼此连接/夹紧。弹簧的复位力实现了弹簧元件与两个基体的持久的机械和电气接触。这些通常非常薄的弹簧设计成使得它们至少在贴靠基体的接触面上具有许多点状突起，在所述点状突起处实现机械和电气连接。在接触点上，电流在弹簧和基体之间流动。由于这样起伏的面的有限的表面，使得接触电阻升高并且产生过渡部的焦耳发热。在这种设计方案中，电流承载能力的提高或者说接触电阻的降低以及由此损耗功率的降低几乎只能通过接触点的数量的提高来实现。在弹簧弹性的插接连接器中弹簧材料的选择也总是仅仅是在导电性和机械特性如弹性模量或松弛度之间的折衷。

当今车辆的电缆除了用于传导电能之外也越来越多地用于传导热量，这也是因为其电导体材料如铜和铝的良好导热性。因此，现今电缆通常是车辆中热管理的重要组成部分。两个电缆之间或电缆和电气部件之间的以及电气部件彼此之间的相互耦合，例如电池电芯连接器或电池模块连接器彼此之间或与电池电芯的耦合，所谓的飞线联接(fliegende Kupplung)，除了具有输送电流的任务之外，也因此具有输送热量的任务。然而，这种插接连接器不适合用于此目的，因为电缆线束中这样的过渡部经常反而由于焦耳损耗产生额外的不期望的热量。此外，由于通常很薄的弹簧部件而阻碍热传递，更严重地，由于结构形式而很薄的弹簧的很小的热容量还会导致急剧的升温，这在最坏的情况下会引起电缆起火。

螺旋连接器更好地适用于热传递。在此，利用通过螺纹产生的力将两个基体的相对较大的面压向彼此。大面积的接触减小欧姆电阻并且提高导热性。同样，与插接连接器相比，螺旋连接器通常具有大的热质量。因此，它们在高的瞬时电流情况下比薄的弹簧更慢地变热。以这种方式，它们通过连接部惰性的热特性提供了低过热风险。这种大的热质量和高的导热性特别是在电动驱动的车辆的动力系中是必要的，在这里在(通过能量回收)制动、加速或在大电流充电时可能出现大的电流强度。

然而，螺旋连接的缺点又在于，与插接相比，螺旋接合意味着更耗费的装配步骤，这样的装配步骤持续时间更长并且更易于出错。鉴于在电动出行领域中越来越自动化的制造，这尤其是有问题的。螺旋连接的装配的提高的时间耗费使其对于自动化的制造不具有吸引力。例如在制造大电流电池时，其中多个电池电芯和电池模块必须相互接触，大量的螺旋接合意味着巨大的装配费用。此外，在螺旋连接器中可能由于缺陷的螺纹或类似情况而导致问题，因此在一些螺旋连接器中已经使用具有两个并排的螺旋元件的接触部件，以便降低易错性/错误率。这导致额外的装配耗费。

发明内容

因此，本发明的目的在于，将螺旋连接的优点与插接连接的优点相结合。为此，应当以高的法向力将大的面积彼此挤压，以便产生良好的导电性和导热性。此外，连接器应具有大的热容量，以便能够吸收大量热能且不会快速地变热。另一个关注点还在于安装，其应当是能够快速的、可重复的以及尽可能可良好自动化的。

该目的通过根据权利要求1的连接器、根据权利要求22的制造方法来实现。

本发明的连接器包括第一金属部件和第二金属部件。金属部件尤其可以由铜或铜合金和/或铝或铝合金制成。例如，可以使用高强度铝合金，例如EN AW 6082。也可以使用其他材料，如其他金属或其合金，如钢、银、金、铅等，或也可以使用其他导体，如聚合物、半导体等。也可以使用非导体和导体的组合，其中导体至少布置在稍后还将描述的接触面上，并且非导体承担纯粹机械功能。也可以组合不同的、导电更好和导电更差的材料的组合，如不同的金属，例如铜和钢。因此，与种类单一的制作相比，可以在降低成本的情况下一方面实现良好的导电性并且另一方面实现高机械稳定性。

两个金属部件可以由相同的材料制成，特别是由相同的金属材料制成。这具有的优点是，排除了由于不同金属的不同氧化还原电位引起的接触腐蚀。另一个优点是，不存在不同的热膨胀系数。因此，两个金属部件在加热时膨胀的程度相同并且避免了热应力。

也可能的是，两个金属部件由不同的材料和/或材料组合制成，尤其是由两种不同的金属材料制成。例如，第一金属部件可以由铜或铜合金制成，第二金属部件可以由铝或铝合金制成。因此铝电缆，例如实心的扁平导体和铜导体，例如柔性的绞合导体，可以分别种类单一地与电缆连接器的一个金属部件连接。以这种方式减少或抑制电缆和连接器之间的接触腐蚀。

金属部件中的至少一个可以由实心材料制成。这对于构件的热容量是有利的。也可能的是，金属部件中的至少一个包括扁平部件的部段。通过这种方式和方法一方面可以在重量轻和材料使用少的情况下实现高的稳定性。另一方面，提高的表面积可以有利于热量的辐射并且因此能够实现电缆连接器的更高的最大损耗传导。无论如何，金属部件的大小都可以与导线厚度和/或电流强度相匹配，并由此与预期的热量产生和损耗功率相匹配。较大的尺寸导致较高的表面积，通过该表面积可以散热并且通过对流将其输送走。此外，较高的体积导致较高的热容量。

在一个或两个金属部件上可以设置用于导体的连接端子。这些连接端子可以是圆形的、扁平的或以其它方式成形的连接片。连接片可以构造用于电缆的钎焊或熔焊，例如摩擦焊接、超声波焊接、电阻焊、激光焊接等。连接片可以被粗糙化、涂覆或者以其他方式表面处理。在连接片中也可以设置一个或多个孔。这些连接端子也可以成型为套筒和/或电缆接头套管。它们可以适用于接触和/或容纳扁平导体、圆导体、实心导体和/或绞合线。连接端子优选由与金属部件相同的材料制成，连接端子安置在该金属部件上。它们也可以由其他材料制成。

为了在下文定义面的彼此的关系，使用面法线。首先，面是三维体上的连续区域，其可以被划分为多个部段。面不必是平的，而是可以由不同空间定向的部段组成。面部段的定向通过其面法线来表征。面法线是精确垂直于相应的面部段的向量。接下来，本体的面部段的面法线远离本体指向，从而向量位于本体之外。面法线向量的长度是不重要的并且被设定为归一化的值，例如某个选定长度单位的值1。如果两个向量的点积小于零，则在下面将这两个向量描述为彼此相反。可以但不必要的是，这两个向量彼此恰好反平行。当两个向量彼此垂直时，其点积正好为零。

这两个金属部件局部地相互贴靠。设置一个锁定元件，该锁定元件使两个金属部件相互移开。通过锁定元件，每个金属部件在相应的锁定方向上运动。相应的锁定方向可以通过向量来表示。两个金属部件的锁定方向彼此相反(参见上文，小于零的点积)并且尤其可以彼此基本上反平行。

锁定元件可以构造为分别在两个金属部件中的一个上的各一个锁定面，所述两个金属部件彼此相反地指向并且通过间隙彼此间隔开。通过将第三元件、即锁定部件引入到两个锁定面之间，两个金属部件可以彼此远离地运动。在此，锁定部件可以成型为长方体、圆柱体或其他形式，特别是锁定部件可以沿着空间轴线逐渐变细。因此，锁定部件可形成为楔形。锁定部件优选沿相对于两个金属部件的锁定方向不同定向的插入方向导入间隙中。插入方向可以基本上垂直于两个金属部件中的至少一个的锁定方向定向。为了更好地保持锁定部件，该锁定部件可以例如通过凸块、沟槽、槽纹、粗糙的覆层等而被粗糙化。也可以相应地成形锁定面中的至少一个。也可能的是，锁定元件和/或锁定面中的至少一个被涂覆，例如涂覆有非导体如硅树脂、橡胶、塑料，所述非导体尤其能够弹性变形进而能够吸收机械应力。锁定元件和/或其中至少一个锁定面也能够以导电的覆层、如镍、锡等覆层，所述覆层能够比锁定部件的其他材料软。

锁定部件可以至少部分地由与金属部件中的一个或两个相似或相同的材料制成。通过这种材料选择，避免了不同的热膨胀系数并且防止了接触腐蚀。也可能的是，锁定部件由与金属部件中的至少一个不同的材料成形，该材料可以是导电的或者不导电的。锁定部件可以由实心材料形成。在此，其可以由可少量压缩的材料如实心铜或铝制成。也可能的是，锁定部件由弹性材料如塑料、橡胶、硅树脂等成型或者由材料组合如涂橡胶的玻璃或陶瓷成型。由实心材料制成的锁定部件能够至少部分地精确地配合到两个锁定面之间的间隙中，所述间隙的宽度通过连接器的其他设计方案如下面所描述地设定。

也可能的是，锁定部件不是由实心材料成型，而是具有带弹簧弹性特性的弹性结构。例如，它可以包括金属卡箍。弹性元件、例如卡箍可以将机械应力作为变形吸收并且柔性地插入到锁定面之间的间隙中。在弹性元件之间不必布置其它材料。但是也可能的是，锁定部件除了弹性元件之外也包括其他部件，例如支承的、导电的或不导电的可以是坚固的或弹性的填充物等。

锁定部件可以形成为单独的元件，其能够与两个金属部件完全分离。其也可以被引导地固定在两个金属部件之一上。因此，例如一个轨道可以基本上沿一个方向可移动地支承锁定部件。也可能的是，将锁定部件可转动地设置在金属部件之一上并且将该锁定部件旋入以便锁定。因为旋入的锁定部件的接触相对于插入的锁定部件能够较少地脱落，所以在此有利的是，例如通过沟槽进行表面的粗糙化。被引导的锁定部件的优点一方面在于，如果连接又被打开，锁定部件不会丢失。此外，在装配中有利的是，不必为单独的锁定部件保持库存。

金属部件局部地相互贴靠。为此，首先设置接触面。两个金属部件中的每一个都具有前接触面，该前接触面在金属的锁定方向上位于锁定元件的后方。此外，两个金属部件中的每个都具有第二后接触面，该第二后接触面在锁定方向上位于锁定元件前方。锁定元件或锁定元件的布置在相应的金属部件上的部件因此位于金属部件的后方和前方的两个接触面之间。后接触面与金属部件的相应的锁定方向相反地与锁定元件间隔开，前接触面以金属部件的相应的锁定方向与锁定元件间隔开。在这种情况下，锁定元件是指锁定元件的一部分，它是相应金属部件的一部分。例如，这可以是在相应的金属部件上的上述锁定面。

两个金属部件中的每个除了前方和后方的两个接触面之外也具有两个另外的面、对接面。第一前对接面在相应金属部件的锁定方向上与锁定元件间隔开。第二后对接面反向于相应金属部件的锁定方向与锁定元件间隔开。因此，每个金属部件的前对接面沿锁定方向与前接触面位于锁定元件的同一侧上。同一金属部件的后接触面和后对接面分别布置在锁定元件的另一侧上。在此，前对接面可以局部地沿锁定方向比前接触面更远离锁定元件。前对接面也可以至少局部地比前接触面更靠近锁定元件。这同样适用于后接触面和对接面。

至少一个金属部件的前(后)接触面和前(后)对接面可以直接过渡到彼此中，从而可以从对接面出发到接触面中绘制出不间断的线。前(后)接触面和对接面也可以是相互分离的。

两个金属部件可以基本上彼此相同地成形。

现在可以定义两个金属部件的接合状态。在此，第一金属部件的前接触面至少局部地贴靠在第二金属部件的后接触面上，并且第一金属部件的后接触面至少局部地贴靠在第二金属部件的前接触面上。第一金属部件的前对接面也至少局部地贴靠在第二金属部件的后对接面上，并且第一金属部件的后对接面至少局部地贴靠在第二金属部件的前对接面上。在此，贴靠意味着，面能够间接地或直接地相互施加力。优选地，通过贴靠建立接触面之间和/或端面之间的机械接触和电接触。在面之间也可以布置有其他元件，例如导体或非导体。在对接面的情况下，这种中间层例如可以吸收机械应力和/或有利于金属部件相互间的滑动。在接触面的情况下，这种中间层例如可以是导电的、软的薄膜，其补偿不平度并且建立良好的接触。示例性提到的中间元件也可以使用在相应的其他面(对接或接触面)上。

在任何情况下，两个金属部件的面、尤其是接触面的大面积的接触对于实现小的欧姆电阻和良好的导热性是有利的。

在接合状态下，两个金属部件可以具有基本上封闭的外侧面，该外侧面例如可以基本上描述为长方体、圆柱体、球体、椭圆体、楔形物或类似物。两个金属部件精确匹配的接合避免了不必要的棱边，从而降低了损坏相邻电缆或其他部件的风险，尤其是在紧密线束中。

每个金属部件的对接面在接合状态中一方面用于如下目的，即，阻止相应另一金属部件在其锁定方向上的运动。因此，第一金属部件在沿其锁定方向上运动时以其两个对接面中的至少一个、优选后方的和前方的两个对接面与第二金属部件的前方的和/或后方的对接面对接。为此目的，两个金属部件中的每个的对接面至少局部地与相应另一金属部件的锁定方向相反地定向。在此，应当参考上述“相反定向”的定义，所述定义描述了，一个金属部件的对接面的面法线与相应另一金属部件的锁定方向的向量之间的点积为负。“至少局部地”应理解为，面的至少一部分相应地定向。因为面不必由单个平坦的部段构成，可以考虑对接面的一些区域不与相应另一金属部件的锁定方向相反地指向，但其他区域相反地指向。尤其是对接面的区域应与相应另一金属部件的锁定方向相反地定向，相应另一金属部件实际上在接合和/或锁定状态中也贴靠在这些区域上。

对于每对相互贴靠的对接面，例如一个金属部件的后对接面和另一个金属部件的前对接面，两个对接面中的仅一个对接面可以与相应另一个金属部件的运动方向相反地定向。相应的另一对接面也可以成型为线形的或点状的或以其他方式成型的局部凸起。也可以考虑多个凸起。成对的两个对接面也可以面状地并且在锁定状态下基本上相互平行地定向。

作为另外的第二目的，对接面将从锁定元件出发的力至少部分地向接触面的方向上换向。为此，首先将一个金属部件的各个前接触面和各个前对接面定义为与各个另外的面“对应的”，并且将同一金属部件的各个后接触面和各个后对接面定义为彼此“对应的”。力的换向现在通过如下方式实现，即，每个对接面不仅局部地与锁定方向相反地指向，而且也与分别对应的接触面的区域相反地指向。从而接触面也与对应的对接面局部地反向指向。

因此，锁定元件通过对接面将力施加到接触面上并且以法向力将其相对彼此挤压。第一金属部件的前接触面因此挤压第二金属部件的后接触面。第一金属部件的后接触面也挤压第二金属部件的前接触面。大的力对于确保良好的接触以及低的接触电阻是有利的。如上所述，有利的是，两个金属部件和锁定部件具有相似的直至相同的膨胀系数，由此法向力在-40℃到150-180℃的可预期的温度范围内不会由于不同的膨胀系数而下降。

如上所述，这些面，即接触面和对接面，不必完全是平的并且由一个单一的平的部段形成，而是可以由多个不同定向的部段形成。特别是接触面和/或对接面可以设有起伏。该起伏可以成形为肋条和沟槽，其中一个金属部件可以沿着肋条和沟槽在另一个上滑动。例如，这些起伏结构可以沿着相应的锁定方向基本上是恒定的，特别是当金属部件的锁定方向恰好垂直于起伏的接触面的面法线延伸时。也可能的是，接触面和/或对接面凹状地和/或凸状地成形。在一种有利的设计方案中，两个金属部件的起伏结构相互嵌接，从而一方面触碰面的尺寸与平坦的面相比提高，并且另一方面实现金属部件相互间的引导。特别地，例如各个前接触面可以具有凹状的缺口，而各个后接触面可以利用凸形的成型部嵌入到这些凹状的缺口中。各前接触面也可以具有凸状的缺口，并且各个后接触面以凹状的成型部嵌入到这些凸状的缺口中。这同样可以适用于前方的和后方的对接面。当然，也可以考虑其它表面结构，例如锯齿状、三角形、带齿的起伏等。

在一种优选的实施方式中，第一金属部件的接触面至少局部地平行于相应的金属部件和/或另一金属部件的锁定方向定向。这同样可适用于第二金属部件。金属部件可以在接触面上沿着彼此滑动。

金属部件的后方和前方的接触面可以至少局部地、但是也可以整体地基本上彼此平行地定向。两个金属部件的两个接触面也可以全部四个彼此至少局部地或者也可以完全彼此平行地定向。同样的内容可适用于对接面，不仅适用于一个金属部件而且也适用于两个金属部件。

分别由两个金属部件的各一个接触面形成的相互贴靠的接触面的成对的接触面也可以基本上相互平行。这可以适用于电缆连接器的两个接触面对。这同样适用于对接面。

在一种优选的实施方式中，两个金属部件的锁定方向和两个金属部件的两个接触面和两个对接面的面法线分别至少局部地基本上平行于一个共同的平面或相互平行地延伸。

对接面和/或接触面可以至少局部地被涂覆。特别是，它们可以设有镍和/或锡覆层，其可以比金属部件的主材料更软，从而产生更好的接触。对接面和/或接触面也可以以其它方式进行表面处理，例如抛光并且特别平整地制造。

作为由锁定面和可推入的锁定部件构成的锁定元件的替代方案，可以考虑其它的结构形式。例如可以考虑一种螺旋机构，其在两个金属部件之一中锚定在螺纹中，并且可以从该螺纹朝另一金属部件靠近锁定面。两个金属部件也可以具有这样的螺旋元件，它们可以相对彼此地移出。可以设想牢固地固定在金属部件上的卡扣元件或弹簧元件，它们在两个金属部件相互钩住时相互夹紧，因此持久地施加力并且在相互接合状态下保持金属部件的接触。

为了防止湿气和其它环境影响，可以设置电缆连接器的保护护套。该保护护套可以包括金属部件上的例如由塑料、硅树脂、陶瓷、橡胶、玻璃等构成的覆层。该覆层优选施加在金属部件的非接触面和/或对接面的面上。覆层也可以设置在锁定元件的区域中，但是也可以排除金属部件在该区域中的表面。为了在接合状态下实现电缆连接器的良好密封，覆层可侧向突出于接触面和对接面，使得在接合状态下不留有水和其它化学物质可通过其侵入的间隙。突出的覆层边缘也可以作为槽设置在一个金属部件上并且作为唇边设置在另一金属部件上，从而它们在金属部件接合时相互嵌接。两个金属部件的覆层的边缘也可以相同地成型为例如唇边、增厚部、槽等。可以有利的是，将一个金属部件的覆层选择得比另一金属部件的覆层硬，由此第一金属部件的覆层边缘可以压入另一金属部件的覆层中并且由此实现更好的密封效果。

可能发生的是，例如如果锁定部件被沉降到锁定面之间，则锁定元件在电缆连接器中留下开口。为了仍然实现相对于湿气和其他环境影响的绝缘，可以设置覆盖剩余的开口的盖。锁定部件本身也可以封闭由两个金属元件形成的开口。为此，楔形件例如可以具有绝缘的罩。开口的封闭尤其可以建立接触保护，尤其相对于手指(标准IPxxB)或线(标准IPxxD)，和/或开口防水地和/或气密地和/或密闭地封闭。

也可以围绕整个电缆连接器设置壳体，所述壳体在接合状态下围绕电缆连接器设置。壳体可以由硅树脂、橡胶，优选由较硬的材料、如塑料或陶瓷制成。两个或更多个壳体部件也可以围绕两个金属部件单独地放置和/或固定在其上，并且它们在接合状态下同样可以密封地相互接合。卡扣元件和/或由比壳体软的材料、例如硅树脂或橡胶制成的环绕的密封件能够持久地确保密封作用。

在另一实施方式中，金属部件除了两个第一接触面、对接面和第一锁定元件的部件之外还可以具有另外两个接触面、另外两个对接面和另外的锁定元件的部件。如此设计的金属部件可以与一个、两个或更多个其他的金属部件连接，并且因此例如能够实现Y形连接。金属部件也可以具有另外的连接面和锁定元件并且能够实现多个元件和/或电缆的4通、5通和6通联接或连接。

金属部件尤其可以通过例如压铸、精密铸造或挤压方法来制造。这些方法能够实现特别精细、平坦和均匀的表面。但是也可以选择其它方法，其必要时与之后的表面处理相结合。

附图说明

下面借助于示出实施例的附图详细阐述本发明的主题。附图示出：

图1示出了根据本发明的电缆连接器的两个金属部件的实施例；

图2示出了根据本发明的绘制有面法线的金属部件的实施例；

图3以俯视图示出了两个相互钩挂在一起的根据本发明的金属部件的实施例；

图4示出了根据本发明的电缆连接器的实施例的等距视图；

图5示出了根据本发明的电缆连接器的对接面的实施例；

图6示出了根据本发明的电缆连接器的锁定元件的实施例；

图7示出了根据本发明的电缆连接器的对接面和接触面的轮廓的实施例；

图8示出了根据本发明的绝缘的电缆连接器的实施例；

图9示出了根据本发明的电缆连接器的一个实施例，该电缆连接器具有设置用于多个触点的金属部件；

图10示出了根据本发明的电缆连接器的连接端子的实施例。

具体实施方式

根据本发明的电缆连接器1由第一金属部件20和第二金属部件40构成。这些在图1a中示出。第一金属部件20具有前对接面28、后对接面22、前接触面26和后接触面24。与此类似地设置有第二金属部件40。该第二金属部件本身具有一个前对接面48、一个后对接面42、一个前接触面46和一个后接触面44。

有利的是，使两个金属部件20、40在其外部尺寸方面、尤其是其厚度方面相互适应，从而在接合之后少量边缘突出。尤其可能的是，两个金属部件基本上相同地成形。

图1b示出了处于接合状态的两个金属部件20、40。在此，第一金属部件20的前对接面28与第二金属部件40的后对接面42贴靠，第一金属部件20的后对接面22与第二金属部件40的前对接面48贴靠。此外，第一金属部件20的后接触面24与第二金属部件40的前接触面46贴靠，且第一金属部件20的前接触面26与第二金属部件40的后接触面44贴靠。因此基本上得到长方体。

这些面彼此贴靠可以理解为，它们至少局部地彼此施加力。它们也可以间接地通过一个或多个其他的布置在接触的面之间的元件相互贴靠。

两个金属部件20、40通过锁定元件60相对彼此移动。在所示的实施例中，在此使用一个楔形件作为锁定部件66，该锁定部件在两个锁定面62、64之间移动。第一锁定面62在第一金属部件20上，第二锁定面64在第二金属部件40上。通过插入锁定部件66，该锁定部件与两个锁定面62和64接触并且将这些锁定面并且因此将金属部件20、40彼此推开。锁定部件66可以优选精确配合地插入到间隙中，使得它压配合在锁定面62、64之间。锁定部件66可以以确定的压力或确定的力被按压到锁定面62、64之间的间隙中。

对于锁定部件66可以限定最终位置，在该最终位置中两个金属部件20、40相互固定地锁定并且锁定部件66由于在锁定面62、64上的摩擦仅能费力地运动。在该状态下，锁定部件66可以突出超过金属部件40、60的表面，与金属部件40、60中的至少一个齐平，或者在电缆连接器1中形成凹部。

第一金属部件20由锁定元件60沿第一锁定方向50移动，第二金属部件40在第二锁定方向52上移动。在此，锁定方向50、52彼此不同、尤其是彼此相反(点积<0)并且尤其是可以彼此反平行。

参照图2，作为解释，对于两个向量是否彼此垂直的评估的进行可以方式是，使得向量这样移位，以使它们的起始点相同(参见图2的右侧部分)。对于图2中所示的情况显而易见的是，第一连接部件20的对接面22和28的面法线向量23、29不仅与第二金属部件40的锁定方向52而且与接触面24和26的面法线向量25、27反向定向。

由此一方面实现了第一金属部件20在锁定方向上阻止第二金属部件40，因为第二金属部件40的对接面42和48贴靠在第一金属部件20的与第二金属部件40的锁定方向52相反指向的对接面22、28上。这以完全相反的方式适用于第一金属部件20，该第一金属部件通过第二金属部件40的对接面42、48防止沿其锁定方向50的继续运动。

此外，对接面法线23、29与对应的接触面法线25、27的定向相反使得由锁定元件60朝对接面22、28移动的第二金属部件40朝接触面24、26的方向换向。第二金属部件40现在以其相应的接触面46、44对接到这些接触面24、26，从而第二金属部件至少力配合和形状配合地被保持。

图3示出了两个金属部件20、40的接触面24、46、26、44和对接面28、42、22、48的不同的可能的定向。图3是本发明电缆连接器1的俯视图。接触面和对接面24、46、26、44在此可以基本上作为平坦的面以唯一的定向垂直于绘图平面延伸。它们也可以分别拱曲、扭转或以其他方式变形。针对以下构思，每个面的至少一个部段应当基本上垂直于绘图平面定向，使得图3的接缝线能够示出面的局部定向。两个金属部件20、40的锁定方向50、52在图3a-c所示的实施例中平行于接触面24、26、44、46；它们在接合状态下相互平行地定向。

为了更精确地说明面的定向，可参考图3，在图3中示出第一金属部件20的面法线23(垂直于后方的对接面22)、25(垂直于后方的接触面24)、27(垂直于前方的接触面26)、29(垂直于前方的对接面28)。

可以看出，在图3a-c的所有实施例中，对接面22、28、42、48与相应另一金属部件的锁定方向相反地定向(面法线向量23、25、27、29与锁定方向向量50、52之间的点积＜0)。

还可以看出，对接面22、28的面法线向量23、29与其分别对应的接触面的面法线向量相反地定向。

在图3d中示出一种结构形式，其中接触面24、26、44、46在俯视图中是弯曲的。它们也可以如此程度地弯曲，使得它们局部区域的面法线不再与所对应的对接面22、28、42、48的面法线相反地定向。接触面24、26、44、46的面法线分别与对应的对接面22、28、42、48的面法线局部相反地定向是足够的。

在图3a-d的实施例中，对接面22、28、42、48整体大部分分别比所对应的接触面24、26、44、46离锁定元件60更远。然而，对接面22、28、42、48还可以定位成比对应的接触面24、26、44、46的至少一部分更靠近锁定元件60，如图3e所示。

接触面和对接面24、26、44、46、22、28、42、48通常不需要由单个平面的部段形成，而是还可以包括不同定向的部段。在图3f中示出了具有这种面的示例性的实施方案。在此，对接面22、48、26和42首先分成子区域(22a、22b、22c以及48a、48b、48c和28a、28b、42a、42b)，它们分别具有根据本发明的定向。在图中水平的对接面区域具有另一种定向。总之对接面包括这些水平的子区域和根据本发明定向的子区域(22a，22b，22c，以及48a，48b，48c和28a，28b，42a，42b)。对接面28设有突出部。凸起28a、28b本身也可以被视为对接面28。其面的定向对于本发明的功能是不重要的。然而，至少小的抬起部段逆着第二金属部件40的锁定方向52和所对应的接触面26的面法线定向。对接面42、准确地说其子区域42a、42b的定向已经导致，第一金属部件20以其接触面26压向第二金属部件40的接触面44。在此明显的是，两个接触的对接面22、48和28、42局部在此的定向足够用于借助锁定元件60使所对应的接触面24、46和26、44相互挤压。

图3g示出另一种相关的实施例，其中，对接面22、48和28、42分成分别具有基本上恒定的定向的三个子区域。在此，水平定向的子区域(基本上垂直的面法线)根据本发明地定向。竖直定向的子区域(基本上水平的面法线)不能独自实现期望的锁定。在此也可以用对接面仅表示相应水平定向的子区域，或者也可以表示分别由两个竖直和一个水平定向的子区域组成的面。

图4示出了金属部件20、40的两个不同的示例性实施方式。在图4a中，两个金属部件20、40都由多个平坦部段形成。接触面24、26、44、46和对接面22、28、42、48分别由平坦的部段形成，这些平坦的部段基本上平行于相应的接触面或对接面定向。为了提高机械稳定性，设置有与其垂直的平坦元件。这些是可选的。这种结构形式的优点是材料消耗更少，另一优点是增加的相对于周围环境的面积，热量可以通过该面积以辐射方式并且以其他方式、例如通过对流排出。

在图4b中示出的另一结构形式类似于圆柱体。通过圆柱形的形状，使电缆连接器1容易集成到线束中。这是因为，例如，特别是对于具有圆形直径的电缆，连接器可大致被设定到电缆直径。以这种方式避免了沿着电缆束在电缆连接器1的区域中增厚。由于缺少棱边，相邻的部件、特别是电缆的损坏也变得不太可能。

图5又进一步说明图3g的实施例。两个相互接触的对接面中的一个对接面可形成为一个或多个点状、线状或其它形状的凸起，而不是面。凸起可以被削平并且具有在锁定状态下基本上平行于贴靠在其上的面定向的端面。但它也可以是倒圆的。在图5a中示出了倒圆的结构形式。如果凸起倒圆地成形，则对接面42的仅非常小的面部段反向于第一金属部件20的锁定方向50和接触面44的面法线定向。相应的另一个形成为面的对接面的定向为此足够使分别对应于对接面的两个接触面由源自锁定元件60的力导向彼此。一个对接面的凸起例如可以基本上如图5b中描绘一条线。在此，凸起不是如在图5a中那样倒圆的，而是具有削平的端面。然而，倒圆的形状也可以具有相同的效果。多个这样的彼此平行或彼此倾斜的线性凸起也是可能的。替代地，可以想到如图5c中的点状凸起。在此也可以考虑单个或多个有序或无序地分布在对接面上的凸起。替代地，至少一个对接面也可以强烈粗糙化，从而产生具有凸起和下凹的不规则成形的表面结构，其在锁定本发明的电缆连接器1时部分地与相应另一个金属部件的相对置的对接面局部地接触和/或压入和/或侵入相对置的对接面中。

图6示出了除了图1a中公开的具有锁定面62、64的楔形件66之外的锁定元件60的可能实施例。

尤其公开了几个锁定部件66的引导的实施方式。引导部67可以具有使锁定部件66仅能沿一个方向移动的特性。此外，引导部67可将锁定部件66防丢失地与金属部件20、40中的至少一个连接。这具有如下优点，即，为了装配本发明的电缆连接器1仅须利用两个分离的元件进行操作，即两个金属部件20、40。不必在加工机械中为锁定部件66保持库存等。即使在电缆连接器1打开时，锁定部件66也不存在丢失的风险。

在图6a中公开了作为锁定部件66的楔形件，其可沿着引导部67运动。该引导部67可以包括在锁定面62中的轨道或其他基本上线性的凸起，其被在锁定部件66中的凹槽或其他基本上线性的缺口包围。引导部也可以作为缺口设置在金属部件20的锁定面62(或金属部件40的锁定面64)中并且凸起设置在锁定部件66上。

具有引导部67的锁定元件60的另一示例在图6b中示出。这里，锁定部件66能够围绕被形成为旋转轴承的引导部67旋转。通过将锁定部件66从图6b的上方示出的位置旋拧到下方示出的位置中实现电缆连接器1的锁定。在此，锁定部件66的所示的倒圆是有利的，以便能够使锁定部件66在间隙中完全运动到在图6b的下部分中示出的最终位置中。

在所示的两种锁定元件构造中，还有其他锁定元件构造中，增加锁定部件66和锁定面62、64之间的摩擦可能是有用的。这可以通过表面的粗糙化来实现，通过喷砂、蚀刻和其他方法或者也借助于有针对性的起伏来实现，该起伏例如在铸造时借助于沟槽、凸块、波纹等产生，所述起伏可以提高在锁定部件66和锁定面62、64之间的摩擦。图6c示例性示出经粗糙化的面。

替代的锁定元件60在图6d-f中示出。在图6d中，锁定元件60包括在第一金属部件20的螺纹中引导的螺栓，该螺栓能够抵靠第二金属部件40的锁定面64旋转。在这种情况下，锁定部件66是螺栓。

图6e示出作为锁定部件66的弹簧元件，该弹簧元件固定地或可移动地安置在第一金属部件20的锁定面62上并且在组装两个金属部件20、40时被压入，从而弹簧元件的复位力使两个金属部件20、40彼此移开。

与图6e类似，图6f示出另一弹簧元件。图6d中的弹簧元件具有这样的优点，即侧向的插入不会使弹簧明显向下偏转，并且弹簧在插入之后也可以在锁定方向上挤压金属部件。图6f的弹簧可能还需要在弹簧方向上的另一引导部。作为锁定部件66的弹簧元件通常具有的优点是，两个金属部件20、40能够插接在一起并且立即锁定。然而，缺点是，与例如在压力下压配合的金属楔相比，从锁定元件60发出的力明显减小。因此，在对接面和接触面上的法向力减小并且接触部的电阻可能变得更高。

如先前讨论的，接触面24、26、44、46和对接面22、28、42、48以及还有锁定面62、64不必是具有单一取向的平坦的，而是可以具有不同定向的区域。这种表面形状的一些示例在图7中示出。在此示出了起伏，如通过穿过两个金属部件20、40的截面可见。有利的是，金属部件20、40的面能够在优选方向上沿着彼此滑动。对于接触面这可以通过如下方式来保证，即，在垂直于金属部件的锁定方向的方向上的轮廓沿着金属部件中的至少一个的锁定方向是恒定的。例如，在金属中沿该方向可出现沟槽。对于对接面22、28、42、48而言，朝向对应的接触面的方向的恒定的起伏是有帮助的，以便使金属部件沿着该轮廓滑动到接触面上。图7a示出了所描述的有利的具有示例性的有棱角的轮廓的轮廓走向。

此外，金属部件20、40在接触面和对接面处相互接合是有帮助的。通过这种方式，金属部件20、40一方面被可靠地引导。此外，它们在锁定状态下更好地保持在彼此上，并且此外，与平坦的接触面和对接面相比，接触面增大。所述的轮廓成型尤其对于接触面是有利的。

图7b示出第一波浪形的轮廓，图7c示出第一面的凹形的轮廓和第二面的与其互补的凸形的轮廓。图7d示出了相互接合的面的另一实施方式。

为了改善相互贴靠的接触面和对接面之间的接触，可以对它们进行涂覆，尤其是通过较软的金属、例如镍或锡进行涂覆。也可以考虑其它金属如金或其它导电材料。覆层有利地仅布置在接触的接触面和对接面的区域中，参见图6e中的覆层70、72。

迄今为止描述的电缆连接器1通常还具有未受保护的金属外侧面。缺点在于其可能与其他导体发生电接触和机械接触，此外由于环境影响而有腐蚀或其他损害的危险。为了消除这些风险，有利的是，对外隔离本发明的电缆连接器1。这可以通过在连接和锁定之后围绕电缆连接器1放置的壳体来实现。

图8a示出了针对周围环境的绝缘的另一个有利的实施方式。在此，金属部件20、40在外侧面的至少一些部分上用绝缘层80涂覆，所述外侧面不是接触面、对接面、锁定面或其他不需要绝缘的外侧面。该绝缘层优选是非导体并且可以由塑料、硅树脂、橡胶制成，但是也可以由陶瓷、玻璃等制成。

为了能够实现在锁定状态下电缆连接器1的金属部件20、40的完全绝缘，在锁定元件60的区域中，在锁定之后可以用盖82封闭开口。盖82也可以是锁定部件66的一部分，该锁定部件例如具有绝缘的封闭部，该封闭部在推入时堵塞开口。盖也可以形成为壳体的一部分。也可以使楔形件的头部绝缘地涂覆。楔形件也可以形成为壳体的一部分。

在绝缘层80与接触面和/或对接面之间的过渡区域中存在提高的湿气侵入的危险，所述接触面和/或对接面必须彼此直接电接触和机械接触。为了避免这种情况，绝缘层80可以突出于面，如在图8c、8d中所示。在一个金属部件上的绝缘层80的超出部分中的槽84和在另一金属部件的绝缘层80上的相应的接合到槽中的突出部86能够实现在两个金属部件20、40的过渡部中的提高的绝缘性能。也可以设置多个槽84和唇边86，它们并排布置并且分别相互嵌接并且由此提高密封效果。

此外，如图8d所示，第一金属部件20的绝缘层80a、80b可以比第二金属部件40的绝缘层80c、80d更软。由于较硬的绝缘层80c、80d的超出部分可以被压入较软的绝缘层80a、80b中，所以绝缘特别紧密。

目前所描述的本发明的电缆连接器1设计用于连接两个电缆或其它部件。也可以将连接方案扩展到多个电缆上。在图9中示出了一种本发明的电缆连接器1，其中第二金属部件40具有多个用于电缆连接器1的对接部位，所述多个对接部位分别包括前对接面48、前接触面46、后接触面44和后对接面42。也提供锁定元件60的至少部分。图9a展示了星形的结构形式，图9b展示了并排布置的结构形式。

为了将电缆连接器1连接到电缆上，需要连接件。因此，图10示出了电缆连接端子90的一些实施例。为此，在图10a中公开了一种具有孔的接片。这可以用于螺纹连接或铆接。图10b示出了没有孔的平坦的端子90，例如用于压接连接或焊接连接。图10c示出了圆形端子90。这可以形成为实心材料。在此例如可以焊接电缆，尤其借助于摩擦焊接、超声波焊接和/或激光焊接。也可以考虑如在图lOd中示出的作为套筒90的空心的结构形式，该结构形式例如能够作为电缆接头套管容纳电缆或者其他元件。套筒90也可以具有圆形横截面。

Claims (23)

1.一种用于机动车的电缆连接器，其包括

第一金属部件，

贴靠在第一金属部件上的第二金属部件，

使两个金属部件在相应的锁定方向上彼此远离地运动的锁定元件，

其中，两个金属部件中的每个分别具有在相应的金属部件的锁定方向上远离锁定元件的前对接面和对应的前接触面，并且分别具有反向于相应的金属部件的锁定方向远离锁定元件的后对接面和对应的后接触面，

其中，在电缆连接器的锁定状态下，两个金属部件中的每个的前对接面贴靠在相应的另一金属部件的后对接面上，并且两个金属部件中的每个的前接触面贴靠在相应的另一金属部件的后接触面上，

其特征在于，

一个金属部件的前对接面和后对接面的面法线至少部分地与相应另一金属部件的锁定方向相反地延伸，并且

对于两个金属部件中的每个金属部件，前对接面的面法线至少局部地反向于对应的前接触面的至少一部分的面法线延伸，并且

对于两个金属部件中的每个金属部件，后对接面的面法线至少局部地反向于对应的后接触面的至少一部分的面法线延伸。

2.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述两个金属部件中的至少一个的前接触面在垂直于所述锁定方向的宽度上至少局部地基本上与相应的另一个金属部件的后接触面直接接触，并且所述两个接触面的表面轮廓沿着所述两个金属部件中的至少一个的锁定方向基本上恒定。

3.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述锁定元件包括在所述第一金属部件上的第一锁定面和在所述第二金属部件上的第二锁定面，所述第一锁定面和所述第二锁定面彼此相反地定向并且通过间隙间隔开，并且锁定楔形件贴靠在两个锁定面上，使得所述锁定楔形件将所述两个金属部件在其相应的锁定方向上相互推开。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述两个金属部件基本上彼此相同地成形。

5.根据权利要求1所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

两个金属部件的前对接面和后对接面与前接触面和后接触面的局部的面法线和两个金属部件的锁定方向基本上平行于一个共同的平面延伸。

6.根据权利要求1或2所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

两个金属部件中的至少一个的前接触面和/或后接触面的面法线至少局部地基本上沿相同的方向定向。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

两个金属部件中的至少一个的前对接面和后对接面的面法线至少局部地基本上沿相同方向定向。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

第一金属部件的锁定方向基本上与第二金属部件的锁定方向相反地定向，尤其是两个金属部件的锁定方向彼此反平行。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

两个金属部件中的至少一个的前对接面至少部分凹形地成型，和/或相应另一个金属部件的后对接面至少部分凸形地成型，或者两个金属部件中的至少一个的前对接面至少部分凸形地成型，和/或相应另一个金属部件的后对接面至少部分凹形地成型。

10.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

两个金属部件中的一个的前对接面具有局部的、特别是点状的或线状的凸起。

11.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述两个金属部件中的至少一个第一金属部件的前接触面至少部分凹形地成形，并且相应的另一金属部件的后接触面至少部分地凸形地成形，或者所述两个金属部件中的至少一个第一金属部件的前接触面至少部分地凸形地成形，并且相应的另一金属部件的后接触面至少部分地凹形地成形。

12.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

至少一个金属部件的接触面或对接面中的至少一个具有导电覆层，特别是镍覆层、银覆层、金覆层或铜覆层。

13.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

至少一个金属部件的至少一个对接面间接地贴靠在另一个金属部件的对接面上，并且在所述对接面之间设置有导体或非导体，和/或至少一个金属部件的至少一个接触面间接地贴靠在所述另一个金属部件的接触面上并且在所述接触面之间设置有导体。

14.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述两个金属部件中的至少一个在至少一个非接触面或非对接面的表面上用绝缘层包覆，尤其是用非导体包覆。

15.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

两个金属部件中的至少一个的绝缘层突出超过至少一个接触面和/或对接面，和/或第一金属部件的绝缘层在接合状态下接合到第二金属部件的绝缘层中，尤其是两个金属部件的绝缘层至少局部地或环绕地防水地紧密彼此接合。

16.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

盖在锁定状态下覆盖所述锁定元件，特别地，所述盖为所述电缆连接器提供接触保护和/或使所述电缆连接器对外防水。

17.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述锁定元件是螺旋元件、夹紧元件、弹簧元件和/或楔形件。

18.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述金属部件中的至少一个具有连接托架，尤其是孔、连接片、插头、插座、螺纹、夹子和/或焊接面。

19.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述第一金属部件由第一金属材料制成并且所述第二金属部件由第二金属材料制成，其中，所述第一金属材料不同于所述第二金属材料或者所述第一金属材料与所述第二金属材料一致。

20.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述金属部件中的至少一个至少部分地作为扁平件成形和/或所述金属部件中的至少一个至少部分地作为实心的实心材料成形。

21.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

所述两个金属部件在锁定状态中基本上互补成长方体、圆柱体、球体、椭圆体或楔形物。

22.根据前述权利要求中任一项所述的用于机动车的电缆连接器，

其特征在于，

至少所述第一金属部件具有至少两个另外的接触面和两个另外的对接面，一个另外的金属部件可以接合到所述至少两个另外的接触面和两个另外的对接面，并且至少第二锁定元件将所述第一金属部件与所述第二金属部件锁定。

23.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的电缆连接器的方法，其中，两个金属部件中的至少一个和/或一个锁定部件通过压铸、精密铸造和/或挤压方法制造。

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