CN117728243A - 安全的大功率连接器组件和组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大功率电连接器组件(1)，包括连接器(2)和配对连接器(3)以及用于拆卸连接器(2)和配对连接器(3)的专用工具(20)。连接器(2)包括主锁定装置和副锁定装置(4)，其中至少一个锁定装置至少部分地被保护壁(16)覆盖，保护壁(16)构造成具有插入开口(22)，其中可以插入所述专用工具(20)的键部分(21)。该插入开口(22)具有与键部分(21)互补的形状，并且插入开口(22)根据键部分(21)的形状来调整。本发明还涉及一种用于使大功率连器(2)与配对连接器(3)脱开的方法。

Description

安全的大功率连接器组件和组装方法

技术领域

本发明涉及车辆连接领域，并且特别但非排他性地，涉及大功率连接。

背景技术

当连接器用于高压应用时，例如大于48伏时，期望防止意外接触带电端子。现有技术的解决方案已使用互锁电路，该互锁电路防止端子通电，直到通过连接器组件的正确配合完成互锁电路。例如在专利US 8192212B2中公开了这种互锁电路。互锁电路构造成使得互锁电路的端子在电源端子之前断开。这确保了如果电源连接器脱开，则互锁电路将打开，并且这样做将在功率端子本身断开之前发出信号以断开电源。

然而，互锁电路需要更复杂的连接器、控制电路、额外的部件和额外的控制功能，这会产生人们希望避免的额外成本。

此外，存在不需要互锁电路的情况。例如，当以其他方式提供足够的安全性时，就会发生这种情况。例如，这种情况是：如果连接器组件受到切断开关的保护，或者如果连接器组件受到外壳的保护，且该外壳在不先断开到连接器组件的高功率供应的情况下不能被打开。人们还可以注意到，例如，对于不需要高于400伏电压的应用，端子尺寸允许连接器配合，无需螺钉以便于连接。然后，如果连接器组件能够更安全地断开连接，则可以在没有切断开关的情况下使用连接器组件。

人们知道需要工具来断开连接的连接器组件(但不适用于大功率应用)(例如，CN105723572B、EP3687005A1、EP2510592B1)。

发明内容

本公开旨在公开另一种提供更多安全性的解决方案。本公开提供了一种大功率电连接器组件，包括连接器和配对连接器，连接器和配对连接器构造成配合在一起，连接器包括用于容纳至少一个端子的连接器壳体和副锁定设备，其中连接器壳体包括锁定梁，该锁定梁提供用于将连接器和配对连接器彼此锁定的主锁定装置，并且其中副锁定设备可沿移动方向在第一位置和第二位置之间移动，当处于其第二位置时，副锁定设备提供连接器和配对连接器至彼此的副锁定装置，

其中电连接器组件包括用于拆卸连接器和配对连接器的专用工具，

其中，主锁定装置和副锁定装置中的至少一个至少部分地被保护壁覆盖，该保护壁构造成具有插入开口，并且

其中，插入开口具有互补的形状，被调整和构造成用于将所述专用工具的键部分插入其中，其中副锁定设备是CPA设备，并且其中，当处于其第二位置时，CPA设备防止键部分与锁定梁相互作用。

实际上，专用工具及其键部分防止连接器组件被未意识到触电和/或电弧风险和/或连接器组件不当操作的任何其他危险后果的人脱开。该组件只能由拥有专用工具的专业人员来脱开。换言之，这样的专业人员很可能是经过培训并且了解安全程序的熟练且合格的人员。

根据本公开的连接器组件可能包括以下特征中的任一个，单独考虑或者每个特征与一个或多个其他特征组合：

-其中所述专用工具可从连接器移除；

-连接器壳体包括在CPA设备上方的桥接部，该桥接部具有允许键部分与锁定梁相互作用的窗口，并且保护壁覆盖该窗口以防止与所述专用工具不同的工具直接插入所述窗口中；

-保护壁形成覆盖窗户并平行于CPA设备的移动方向纵向延伸的通道，插入开口位于通道的一端处；

-专用工具可围绕平行于CPA设备的移动方向的旋转轴线旋转；

-锁定梁包括枢转部分、锁定部分和致动部分，锁定部分和致动部分分别位于枢转部分的相对侧上，枢转部分构造成使得当专用工具的键部分按压致动部分时，锁定部分与形成在配对连接器上的凸耳脱离接合。

根据另一个方面，本公开提供了一种用于使大功率连接器与配对连接器脱开的方法，连接器和配对连接器通过主锁定装置和副锁定装置彼此固定，第一锁定装置包括锁定梁，该方法包括以下步骤：将具有键部分的专用工具沿插入方向插入到在连接器中制成的插入开口中，

其中副锁定装置由CPA设备形成，并且

包括以下步骤

-使CPA设备沿移动方向在第二位置和第一位置之间移动，当处于其第二位置时，CPA设备提供连接器和配对连接器至彼此的副锁定装置，

-当CPA设备处于第一位置时，利用所述专用工具来解锁第一锁定装置。

可能地，利用所述专用工具解锁主锁定装置的步骤包括：使专用工具绕平行于插入轴线的旋转轴线旋转，使得专用工具与主锁定装置相互作用，以解锁连接器和配对连接器。

附图说明

进一步的特征和优点将在本发明的各实施例的详细讨论中变得显而易见，该讨论伴随有示例并且参考附图。

图1是包括连接器、配对连接器和专用工具的连接器组件的实施例示例的示意性立体图；连接器和配对连接器脱开；

图2是图1所示的连接器组件的示意性立体图，其中连接器和配对连接器被配合在一起；

图3是图1和图2中所示的连接器组件的示意性立体图，连接器和配对连接器配合并且CPA设备处于第二位置(即，副锁定位置)；

图4是图1至图3中所示的连接器组件的示意性立体图，连接器和配对连接器配合，CPA设备处于第一位置(即，解锁位置)并且专用工具部分地接合在保护壁下方；

图5是图1至图4所示组件的连接器的示意性立体图；在其配合接口的方向上观察该连接器(移除了配对连接器)；

图6是图1至图4所示组件的配对连接器的示意性立体图(移除了连接器除)；

图7是与图5类似但视角不同的立体示意图；

图8是示出当专用工具解锁主锁定装置时图1至图7的连接器的锁定梁的运动的示意图；

图9是包括连接器、配对连接器和专用工具的连接器组件的另一个实施例示例的示意性立体图；该实施例未被权利要求书覆盖；

图10示意性地示出了图9中所示的连接器组件的一部分的纵向横截面，其中CPA设备处于第一位置；以及

图11与图10相似，CPA设备处于第二位置。

具体实施方式

在本文件中，术语“配对连接器”一般且宽泛地指明旨在电气连接至连接器的任何元件。因此，它可以是另一个连接器、其上组装有连接部件的壳体、必须穿过其实现电气连接的壁等。

在各附图中，相同的附图标记指明相同或相似的元件。

在本文件中，术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等纯粹是常规的，并且在适用的情况下指的是附图上所示的方向。

图1至8中示出了连接器组件1的实施例的示例。

图1至图8的电连接器组件1包括连接器2、配对连接器3和CPA设备。连接器2和配对连接器3在图1中示出为脱开，而在图3中示出为配合。图2的连接器2和配对连接器3也配合，但是CPA设备4仍然处于第一位置。缩写“CPA设备”代表“连接器位置保证设备”。CPA设备4是本领域技术人员所熟知的。CPA设备4通常可在第一位置和第二位置之间移动。在第一或初始位置或解锁位置，CPA设备4允许连接器2和配对连接器3配合或脱开(未配合)。在第二或最终位置，CPA设备4提供副锁定装置，用于将连接器2和配对连接器3彼此锁定。如果连接器2和配对连接器3没有正确配合，则CPA设备4不能从第一位置移动到第二位置。

连接器2包括基本上由模制塑料制成的连接器壳体5。在所示的示例中，连接器壳体5还可以支承电磁屏蔽元件(未示出)。至少一个端子容纳在连接器壳体5中。图1至图5和图7中示出的连接器壳体5的示例构造成容纳两个端子，但端子未被示出。

连接器壳体5还包括锁定梁6，锁定梁6提供连接器2和配对连接器3彼此的主锁定装置。锁定梁6可以具有各种形状。例如，锁定梁6具有两个分支部7、8：弹性连接到连接器壳体5的上分支部7和弹性连接到上分支部7的下分支部8。如图8示意性地示出的，下分支部8包括枢转部分9、锁定部分10和致动部分11。锁定部分10和致动部分11分别各自位于枢转部分9的相对两侧上。锁定部分10与配对连接器3的元件协配用于形成主锁定装置。例如，锁定部分10包括狭槽12，狭槽12构造成当连接器2和配对连接器3配合时接合形成在配对连接器3上的凸耳13。当处于其第二位置时，CPA设备4与锁定梁6配合以防止狭槽12相对凸耳13脱离接合。例如，CPA设备4具有与位于锁定梁6两侧上的侧翼(即锁定梁6以其纵向方向考虑)配合的斜坡。

连接器壳体5还具有位于CPA设备4上方的桥接部14。桥接部14具有窗口15。连接器壳体5还具有覆盖窗口15的保护壁16。当CPA设备4处于第二位置时，窗口15被CPA设备4闭合。换言之，CPA设备4在其第二位置时防止键部分21与锁定梁6相互作用。当CPA设备4处于第一位置时窗口15打开(图5和图7)。

配对连接器3包括基本上由模制塑料制成的配对连接器壳体17。在所示的示例中，配对连接器壳体17还可以支承电磁屏蔽元件(未示出)。至少一个端子可容纳在配对连接器壳体17中。所示的配对连接器壳体17的示例构造成容纳两个端子，但它们未示出。凸耳13形成在配对连接器壳体17的外表面上。凸耳13具有倾斜表面18，以便于锁定部分10在凸耳13上方滑动和变形。凸耳13还具有锁定表面19，以便当连接器2和配对连接器3组装时，保持凸耳13锁定在狭槽12中。

连接器组件1包括用于拆卸连接器2和配对连接器3的专用工具20。例如，专用工具20可从连接器2上移除。专用工具20具有键部分21。例如，保护壁16形成通道。通道覆盖窗口15并平行于CPA设备4的移动方向M纵向延伸。在通道的一端处，保护壁16形成插入开口22。该插入开口22具有与键部分21互补的形状，并且插入开口22根据键部分21的形状来调整。换言之，根据键部分21的形状稍微调整，以防止与所述专用工具20不同(或充分不同，如标准螺丝刀)的工具插入到该插入开口22中。此外，窗口15在基本上平行于CPA设备4的移动方向M的平面中延伸，该移动方向平行于保护壁16下方的键部分21的插入方向。这样，保护壁16覆盖窗口，就不可能(或者相当困难)将不同于所述专用工具20的工具直接插入到窗口15中。然而，一旦在保护壁16下方插入到插入开口22中，当专用工具20旋转时，键部分21就能够穿入窗口15中(见图5和图7)。

保护壁16构造成使得键部分21邻抵窗口15的边缘23。上分支部7具有倾斜表面25，当解锁主锁定装置时，该倾斜表面25在键部分21的移动方向上向下倾斜，以便于键部分21转动。上分支部7在倾斜表面18的最下端处还具有止挡部24，当键部分21旋转用于解锁主锁定装置时，键部分21邻抵该挡块24。

为了将连接器2从配对连接器3脱开/拆卸，连接器2和配对连接器3通过主锁定装置(锁定梁6)和副锁定装置(CPA设备4)彼此配合和固定，执行以下步骤：

-沿着CPA设备4的移动方向M将CPA设备4从其第二位置推动至其第一位置；从而，释放副锁定装置；

-将专用工具20的键部分21在平行于CPA设备4的移动方向M的插入方向上插入到保护壁16下方的插入开口22中；

-使专用工具20绕平行于插入方向的轴线旋转；这样做，键部分21压在下分支部8的致动部分11上；当向下按压致动部分11时，下分支部8绕枢转部分9摇动，并且锁定部分10向上摆动并从凸耳13释放；因此，主锁定装置被释放；

-将连接器2和配对连接器3分开。

图9至图11示出了连接器组件1的实施例的另一个示例，该示例没有被权利要求书覆盖。

图9至图11的电连接器组件1包括连接器2和配对连接器3。连接器2和配对连接器3在图9中示出为配合的。

例如，CPA设备4具有一个引导支腿41、一个挠性锁定支腿42、一个阻挡支腿43和一个保持支腿44。这四个支腿41、42、43、44垂直于连接器2和配对联接器3的配合方向D延伸。这四个支腿41、42、43、44从凸缘45延伸，凸缘45具有形成致动端46的边缘。挠性锁定支腿42具有齿47，齿47构造成接合从配对连接器壳体17的外表面突出的第一销48。只要第一销48不与齿47接合，齿47就防止CPA设备4从第一位置被推动到第二位置。但是，只要不利用专用工具20来位移CPA设备4，齿47就防止CPA设备4从第二位置被拉动到第一位置。挠性锁定支腿42形成CPA设备4的锁定装置。阻挡支腿43与挠性锁定支腿42一起界定凹口49，该凹口49接合从配对连接器壳体17的外表面突出的第二销50，以防止连接器2和配对连接器3脱开。保持支腿44具有齿51，当CPA设备4处于第一位置时，齿51防止CPA设备4与连接器壳体5分离。

如图11所示，由于凹口49与第二销50的协配，在第二或最终位置中，CPA设备4提供了副锁定装置，用于将连接器2和配对连接器3彼此锁定。如果连接器2和配对连接器3没有正确配合，则CPA设备4不能从第一位置移动到第二位置。实际上，如图10所示，除非配对连接器3的第一销48与齿47协配以使CPA设备4的挠性锁定支腿42偏转，否则CPA设备4不能朝第二位置移动。

连接器2包括连接器壳体5，并且配对连接器3包括基本上由模制塑料制成的配对连接器壳体17。在图示的示例中，连接器壳体5和配对连接器壳体17支承电磁屏蔽元件52。至少一个端子可以分别容纳在连接器壳体5和配对连接器壳体17中。所示的连接器组件1的示例构造成容纳两个端子，但端子未示出。

连接器壳体5还包括锁定梁6，锁定梁6提供连接器2和配对连接器3彼此的主锁定装置。锁定梁6可以具有各种形状。例如，锁定梁6具有两个侧向分支部53，其在一个纵向侧处通过致动部分11连结，并在一个相对的纵向侧处通过锁定部分10连结。侧向分支部53弹性地连接到连接器壳体5。如图9中示意性示出的，每个侧向分支部53铰接在枢轴54上，使得向下(即，朝向连接器壳体5)按压致动部分11提升锁定部分10，然后锁定部分10可与从配对连接器3的外表面突出的凸耳13脱离接合。因此，当连接器2和配对连接器3配合时，锁定部分10与配对连接器3的元件协配以形成主锁定装置。当处于第二位置时，CPA设备4与第二销50协配。对于前述实施例，凸耳13具有倾斜表面，以便于锁定梁6的滑动和偏转。凸耳13具有锁定表面19，以便当连接器2和配对连接器3组装时，保持凸耳13锁定在锁定部分10后面。

连接器壳体5还具有覆盖CPA设备4的大部分的保护壁16。仅CPA设备4的致动端46从连接器壳体5和保护壁16中出来。该致动端46用于在垂直于配合方向D的移动方向M上推动并拉动CPA设备4。

连接器组件1包括专用工具20。例如，专用工具20可从连接器2上移除。专用工具20具有键部分21。例如，保护壁16具有形成插入开口的狭槽55，插入开口具有特别适合于键部分21的插入的形状。换言之，根据键部分21的形状稍微调整，以防止与所述专用工具20不同(或足够的不同，如标准螺丝刀)的工具插入到该插入开口中。一旦插入到由狭槽55限定的插入开口中，键部分21就被倾斜和/或推动，以便在拆卸方向(即，与配合方向D相反)和在横向方向(即，平行于CPA设备4的移动方向M)上都推动挠性锁定支腿42(在该实施例的变型中，该挠性锁定支腿42可以是不同的支腿，即，与将CPA设备4阻挡在第一位置中的支腿不同)，使得将CPA设备4从第二位置移动至第一位置。人们可以注意到，当齿47已经位移到第一销48后面时，操作者可以使用致动端46来将CPA设备4从第二位置拉动到第一位置。

为了使连接器2从配对连接器3脱开/拆卸，连接器2和配对连接器3通过主锁定装置和第二锁定装置彼此配合和固定，执行以下步骤：

-将专用工具20的键部分21在平行于CPA设备4的移动方向M的插入方向上插入到保护壁16下方的插入开口中；

-使齿47在与配合方向D平行且相反的方向上位移；

-沿着CPA设备4的移动方向M，利用专用工具20将CPA设备4从其第二位置推动至其第一位置；从而，释放副锁定装置；

-向下按压致动部分11，使锁定部分10向上移动；从而，释放主锁定装置；

-将连接器2和配对连接器3分开。

Claims (8)

1.一种大功率电连接器组件(1)，包括连接器(2)和配对连接器(3)，所述连接器(2)和所述配对连接器(3)构造成配合在一起，所述连接器(2)包括用于容纳至少一个端子的连接器壳体(5)和副锁定设备(4)，其中，所述连接器壳体(5)包括锁定梁(6)，所述锁定梁提供用于将所述连接器(2)和所述配对连接器(3)彼此锁定的主锁定装置，并且其中，所述副锁定设备(4)能够沿着移动方向(M)在第一位置和第二位置之间移动，当处于其第二位置时，所述副锁定设备(4)提供所述连接器(2)和所述配对连接器(3)彼此的副锁定装置，

其中，所述电连接器组件(1)包括用于拆卸所述连接器(2)和所述配对连接器(3)的专用工具(20)，

其中，主所述锁定装置和所述副锁定装置中的至少一个至少部分地被保护壁(16)覆盖，所述保护壁(16)构造成具有插入开口(22)，并且

其中，所述插入开口(22)具有与所述专用工具的键部分互补的形状，被调整和构造成用于将所述专用工具(20)的键部分(21)插入其中，其中，所述副锁定设备(4)是连接器位置保证设备，并且其中，当处于其第二位置时，所述连接器位置保证设备(4)防止所述键部分(21)与所述锁定梁(6)相互作用。

2.根据权利要求1所述的电连接器组件(1)，其特征在于，所述专用工具(20)能够从所述连接器(2)移除。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器组件(1)，其特征在于，所述连接器壳体(5)包括在所述CPA设备(4)上方的桥接部(14)，所述桥接部(14)具有窗口(15)以允许所述键部分(21)与所述锁定梁(6)相互作用，并且所述保护壁(16)覆盖所述窗口(15)，以防止与所述专用工具(20)不同的工具直接插入所述窗口(15)中。

4.根据权利要求3所述的电连接器组件(1)，其特征在于，所述保护壁(16)形成覆盖所述窗口(15)并平行于所述连接器位置保证设备(4)的移动方向(M)纵向延伸的通道，所述插入开口(22)位于所述通道的一端处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器组件(1)，其特征在于，所述专用工具(20)能够围绕平行于所述连接器位置保证设备(4)的所述移动方向(M)的旋转轴线旋转。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电连接器组件(1)，其特征在于，所述锁定梁包括枢转部分(9)、锁定部分(10)和致动部分(11)，锁定部分(10)和致动部分(11)分别位于所述枢转部分(9)的相对侧上，所述枢转部分构造成使得当所述专用工具(20)的所述键部分(21)按压所述致动部分(11)时，所述锁定部分(10)与形成在所述配对连接器(3)上的凸耳(13)脱离接合。

7.一种用于使大功率连接器(2)与配对连接器(3)脱开的方法，所述大功率连接器和所述配对连接器通过主锁定装置(6)和副锁定装置(4)彼此固定，所述第一锁定装置包括锁定梁，所述方法包括以下步骤：将具有键部分的专用工具(20)沿插入方向插入到在所述连接器(2)中制成的插入开口(22)中，

其中，所述副锁定装置由连接器位置保证设备形成，并且

包括以下步骤：

-使连接器位置保证设备(4)沿移动方向在第二位置和第一位置之间移动，当处于其第二位置时，所述连接器位置保证设备(4)提供所述连接器(2)和所述配对连接器(3)至彼此的副锁定装置，

-当所述连接器位置保证设备(4)处于第一位置时，利用所述专用工具(20)来解锁所述第一锁定装置(4)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用所述专用工具(20)来解锁所述主锁定装置(6)的步骤包括：使所述专用工具(20)绕平行于插入轴线的旋转轴线旋转，使得所述专用工具(20)与所述主锁定装置(6)相互作用，以解锁所述连接器(2)和所述配对连接器(3)。