本發(fā)明涉及一種金屬套筒，所述金屬套筒可用于形成凹(陰)式電連接器的接觸件。本發(fā)明還涉及該套筒的制作方法以及配備有該套筒的電連接器。

本發(fā)明應用于電連接器并且特別是電源連接器的普遍領(lǐng)域。電源連接器是能傳輸一百安培以上、或者甚至數(shù)百安培至高達一千安培的電流的連接器。

本發(fā)明的一個特定應用是生產(chǎn)這樣的電連接器，即，該電連接器用于將電動車輛連接到供電電池以及將該供電電池連接到用于該電池的充電單元。

本發(fā)明尤其可用于生產(chǎn)用于電動叉車的電連接器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)上，電連接器具有凹(陰)接觸元件和凸(陽)接觸元件，所述凹接觸元件例如為插槽，所述凸接觸元件例如為觸針(contactpin)，所述觸針能夠插入到插槽中以建立用于電流流通的暫時接觸。當電連接器的凸元件和凹元件分離時，電接觸被破壞。在這種電連接器的生產(chǎn)中一直存在三重技術(shù)問題。

第一個技術(shù)性的根本問題是當凸接觸元件和凹接觸元件組裝時兩者之間的電接觸的品質(zhì)。實際上，不足的或有缺陷的接觸可能產(chǎn)生對于電流流通的電阻以及由于焦耳效應的過熱。當要傳輸?shù)碾娏鞣浅４髸r，此問題更加嚴重。

第二個技術(shù)性問題是連接器的硬度或“健壯程度(heftiness)”。它是為了插入或分離凸、凹接觸元件而需要在互補的連接器上施加的力的問題。連接器的增加的硬度使得它們的使用不便。此難度還隨著要傳輸?shù)碾娏鲝姸榷黾印Ｊ聦嵣?，大的電流導致接觸元件的更大的尺寸和更大的接觸面積。這導致了插入或分離接觸元件的更大的摩擦和更大的難度。其次，對于改進電接觸品質(zhì)的研究可能導致凸接觸元件和凹接觸元件之間的游隙減少以及連接器的硬度增加。換言之，接觸品質(zhì)與連接器插入或分離的容易性似乎不能兼顧。

第三個技術(shù)問題是連接器的耐用性。耐用性被理解成是在可以保證接觸品質(zhì)和預定強度的電流的傳輸期間互補連接器的插入和分離循環(huán)的次數(shù)。耐用性還與連接器的硬度以及要被傳輸?shù)碾娏鞯膹姸认嚓P(guān)。

使用插槽形式的凹接觸元件的連接器是大家所熟知的，所述插槽包括觸片并且特別是雙曲面觸片。這種連接器例如從文件cn104362452或us5033982中已知。多觸片插槽的目的是增加連接器的凹部件和凸部件之間接觸點的數(shù)量，同時限制了這些部件之間的相互摩擦。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明以如下評價作為出發(fā)點：雙曲面觸片連接器對于高強度電流的傳輸是不合適或不夠的，特別是當所述連接器具有不太大的尺寸時。

另外，事實證明，如上所述的許多觸片連接器耐用性不足。在一定數(shù)量的連接/斷開之后，觸片會發(fā)生變形(即使是很輕微的)，不再能保證接觸品質(zhì)和大電流的傳輸。

本發(fā)明的一個目的是提出一種用于插槽接觸的套筒和使用該套筒的連接器，其允許高強度電流的傳輸并且具有較低的硬度和良好的耐用性。

本發(fā)明的再一個目的是提出一種套筒，所述套筒允許生產(chǎn)尺寸減小的連接器。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種凸-凹連接器組件，所述組件適于用于車輛特別是電動叉車的高功率應用。

最后，本發(fā)明的又一個目的是提出一種用于接觸套筒的制造方法。

為了實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明更具體地涉及一種用于凹接觸件的金屬套筒。所述套筒設置有第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部分別具有圍繞公共軸線的旋轉(zhuǎn)對稱性并且分別具有第一直徑和第二直徑。第一端部和第二端部通過多個觸片彼此連接。所述觸片的中間部分平行于公共軸線并且沿著中間圓柱體安裝，所述中間圓柱體在所述公共軸線上定心并且具有小于第一直徑和第二直徑的直徑。每一觸片具有將觸片的中間部分分別與第一端部和第二端部相連的連接區(qū)段，所述觸片的連接區(qū)段在中間圓柱體與第一端部和第二端部之間延伸，同時限定至少一個截錐表面。另外，每一觸片的連接區(qū)段分別相對于通過所述觸片和公共軸線的平面形成一定角度。

在對稱套筒的情況下，連接區(qū)段在與中間圓柱體對應的觸片的中間部分和第一與第二端部中的每一個之間限定截錐表面。但是，連接區(qū)段可以僅在套筒的其中一個端部限定截錐表面。

當觸片基本在由圓柱體的母線(其以所述公共軸線為中心形成圓圈)所限定的表面上延伸時，可以認為觸片的中間部分沿中間圓柱體安裝。該表面因而平行于公共軸線。由于此特征，觸片、更確切地說觸片的中間部分，容易具有與對應的凸連接器的圓柱形觸針的優(yōu)化的接觸表面，該觸針共軸于公共軸線被插入。必須強調(diào)的是，所述中間圓柱體不是實體圓柱體，而是由觸片的中間部分限定的非實體圓柱體。

另外，連接區(qū)段沿截錐表面的布置為觸片提供了徑向柔性，同時保持了觸片的中間部分的平坦度和它們沿大致圓柱形表面的布置。通過這種方式，在凸觸針插入時，由連接區(qū)段提供的柔性允許中間圓柱體的直徑略微增加，而不會使觸片的中間部分變形。這導致所述觸針的插入或撤出非常柔和，同時保證了有品質(zhì)的電接觸。

其朝向端部的大基部具有較大直徑的所述截錐形狀提供了另外的引導，以有助于在由觸片的中間部分限定的圓柱形殼體中引入凸觸針。

如上所述的，每一觸片的連接區(qū)段分別相對于通過所述觸片和公共軸線的平面形成一定角度。換言之，對于每一觸片，中間部分和連接區(qū)段不在通過所述公共軸線的平面中共面。連接角度例如是在30度和60度之間的角度。

此特征允許進一步增加由連接區(qū)段所提供的柔性以及觸針在套筒中插入或撤出的柔和性。它還允許觸片的中間部分在其整個長度上與所述觸針接觸，其平行于觸針的軸線并且自身沒有變形，從而保證了與觸針的電接觸品質(zhì)。這也使得配備有所述套筒的連接器的耐用性增加。

觸片的中間部分平行于所述中間部分所限定的中間圓柱體的母線延伸，并且平行于所述公共軸線。

觸片可具有不同形狀的區(qū)段，但是優(yōu)選所述區(qū)段具有薄且平坦的形狀。觸片的中間部分因此可具有相對于中間圓柱體的半徑垂直的寬邊。該寬邊可以沿著中間圓柱體的曲率而略微彎曲，并且在這種情況下當凸觸針被插入所述套筒中時可使其自身與觸針的表面相切。

套筒的端部可以是圓柱形部分，所述圓柱形部分的直徑分別等于所述第一直徑和第二直徑。

根據(jù)另一可能方案，所述端部可以具有與連接區(qū)段相似的截錐形狀。該截錐體從分別具有如上所述的第一直徑和第二直徑的小基部展開，所述小基部朝向觸片。在這種情況下，套筒的端部使由連接區(qū)段形成的錐體延長，以引導插入所述套筒中的觸針。

如下面進一步描述的，可以有利地利用套筒的端部以形成與連接器的其它導體的永久電接觸，并且因此能夠以更一般的方式具有使其自身適于這些導體的形狀。

另外，套筒也可以配備有一個或多個連接端子以便導體可與其連接，特別是電纜線。

在套筒的一個優(yōu)選實施例中，套筒相對于垂直于公共軸線的中間平面對稱。因此，端部的第一直徑和第二直徑可以是相等的。

觸片的數(shù)量優(yōu)選地適于由接收套筒的連接器能夠傳輸?shù)碾娏鞯膹姸?。觸片的數(shù)量例如在10和18之間。

為了舉例的目的，用于160a電流的連接器可以配備具有12個觸片的套筒。對于320a的標稱電流，觸片的數(shù)量可高達14。

套筒可以優(yōu)選地由金屬制成，例如青銅、磷青銅、鈹銅合金或鎳銀。

如前所述的，本發(fā)明還涉及包括一個或多個上述套筒的連接器。

在連接器的一個特定實施例中，該連接器可以包括至少一個具有圓柱形孔的插槽，套筒被容納于所述孔中。取決于要傳輸?shù)囊粋€或多個電流的相位的數(shù)量和連接器端子的數(shù)量，連接器可以包括一個或多個插槽。對于直流電流，雙極連接器可以具有兩個插槽，每一插槽設置有一個如上所述的套筒。

插槽(socket)應理解為用于將所述套筒電連接到導體例如電纜線的居間金屬部分。當套筒自身不具有用于電纜線的任何連接端子時，需要使用這種插槽。

當套筒被插入插槽的孔中時，所述第一端部和第二端部允許建立與插槽的永久電接觸和因此與被連接在此的導體的永久電接觸。

為了將套筒保持在所述孔中，所述孔可具有臺肩，例如圓柱形或圓錐形臺肩，其形成用于套筒的第一端部和第二端部中的至少一者的止動部。其它方面，在將套筒引入插槽的孔中之后，可以通過插槽的變形(尤其是其端部的變形)將套筒壓接(crimp)在所述插槽中，以稍微減小套筒的直徑。

本發(fā)明還涉及一種凸連接器和凹連接器的組件，其包括如上所述的凹連接器，以及具有圓柱形觸針的凸連接器，所述觸針的直徑在套筒的中間圓柱體的直徑與套筒的端部的第一直徑和第二直徑中的較小者之間。

連接器還可具有絕緣殼套，其包圍所述插槽、套筒和容易暴露于電源的可能的其它金屬部件。凸連接器和凹連接器的絕緣殼套還可具有互補的非金屬部分，以保證連接器的組件的品質(zhì)和連接的可靠性。

特別地，互補的連接器可包括能夠?qū)⑼惯B接器在凹連接器中保持就位的連接鎖。

最后，本發(fā)明涉及凹接觸套筒的制造方法，特別地，所述套筒如上所述。

所述方法包括：

-根據(jù)圖案對金屬板進行平面切割，所述金屬板包括在所述金屬板的第一端和第二端之間延伸的兩個完整側(cè)條帶，所述側(cè)條帶彼此平行并且通過形成橫向件的多個觸片相互連接，所述觸片彼此均勻地間隔開并且通過連接區(qū)段與側(cè)條帶連接，觸片的中間部分垂直于側(cè)條帶，并且觸片的連接區(qū)段與觸片的中間部分形成一定角度，和

-卷繞金屬板以將金屬板的第一端和第二端接合在一起，并且沿一個圓柱體安裝觸片的中間部分。

該圓柱體對應于關(guān)于套筒描述的中間圓柱體。

在卷繞過程期間，側(cè)條帶可以分別沿第二圓柱體安裝，或者沿具有大于中間圓柱體的半徑的截錐體安裝。

有利地，由于中間圓柱體具有比端部的直徑更小的直徑，卷繞的作用是在切割后使觸片特別是觸片的中間部分更緊湊地在一起。更緊湊地在一起的觸片的作用是減小在中間圓柱體的表面上的觸片的中間部分之間的間隙。這有利于電流的流通以及電流的流通產(chǎn)生的熱量的排出。在其它方面，觸片的中間部分保持它們相對于側(cè)條帶垂直的特征，并且因此平行于卷繞后獲得的中間圓柱體的公共軸線安裝。

在卷繞后，金屬板的第一端和第二端可以通過焊接(包括熔焊)連接在一起。然而，執(zhí)行焊接不是必不可少的。特別地，當以上文所述方式將套筒壓接在插槽中時，壓接操作可用于將形成所述套筒的板的第一端和第二端完美地接合在一起。因而焊接是多余的。

在參照附圖的以下描述中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更清楚。該描述僅僅用于闡釋目的并且是非限制性的。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于凹接觸件的金屬套筒的側(cè)視圖。

圖2是圖1的套筒的軸向視圖。

圖3是用于制造根據(jù)本發(fā)明的套筒的金屬板的正視圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的并且使用圖1或2的套筒的凸、凹連接器的組件的局部視圖。

具體實施方式

在下面的描述中，不同附圖中的所有相同、相似或等同的部件使用相同的附圖標記表示，以使得能夠從一個附圖到另一個附圖進行參照。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的金屬套筒10。該套筒可以用作連接器的凹接觸元件。

套筒10包括分別具有第一直徑和第二直徑的第一端部12a和第二端部12b。在圖1的實施方式的示例中，第一直徑和第二直徑相等。該共同直徑大于能夠在所述套筒中接收的凸觸針的直徑。

第一端部12a和第二端部12b具有圍繞被指定為“公共軸線”的軸線14的旋轉(zhuǎn)對稱性。在圖1的套筒的特定情況中，第一端部12a和第二端部12b是圓柱形的。

套筒10的第一端部12a和第二端部12b通過多個觸片20互相連接，所述多個觸片彼此相同并且彼此間隔開規(guī)則空間22。

每一觸片20具有平面中間部分24，并且圍繞公共軸線14旋轉(zhuǎn)對稱地安裝，以使得觸片的中間部分24限定被稱為中間圓柱體的圓柱體26。

中間圓柱體26的直徑小于套筒10的第一端部12a和第二端部12b的直徑。中間圓柱體的直徑也略小于能夠被接收在所述套筒中的所匹配的凸觸針的直徑。

觸片20的所述中間部分通過連接區(qū)段28分別連接到第一端部12a和第二端部12b。所述連接區(qū)段通過沿著截錐表面安裝而在由觸片的中間部分限定的中間圓柱體26和端部12a、12b之間延伸。由所述連接區(qū)段限定的傾斜的截錐體具有與中間圓柱體26對應的小基部和與由端部12a、12b形成的圓柱體的直徑對應的大基部。在圖1的示例中，朝向每一端部的由連接區(qū)段限定的傾斜截錐體相對于垂直于公共軸線14的中間平面是對稱的。

在其它方面并且總是在圖1的示例中，觸片20的中間部分26沿著中間圓柱體的母線延伸。觸片20的中間部分24因而大致是平面的并且平行于所述公共軸線14。

在圖1中可以觀察到，連接區(qū)段28不在觸片20的延伸部分中，而是分別地相對于這些觸片形成一定角度。更準確地，連接區(qū)段相對于穿過觸片20、特別是穿過觸片的中間的平面以及公共軸線14形成一定角度。在每一觸片的兩端處形成的角度是相反的。

需要強調(diào)的是，觸片20的中間部分24和連接區(qū)段28之間的過渡部以及連接區(qū)段28和端部12a、12b之間的過渡部是溫和的、彎曲的過渡部。它們不具有能夠與所匹配的凸接觸元件接觸的尖銳邊緣。

對觸片的特定調(diào)整使得套筒容易彎曲，從而允許在較低機械阻力下插入和撤出凸接觸元件，同時保證良好的電接觸。

如圖2示出的，套筒的容易彎曲的性能來自于連接區(qū)段28的柔性。所述柔性伴隨著每一連接區(qū)段分別圍繞扭轉(zhuǎn)點t扭轉(zhuǎn)的有限可能性，其中所述扭轉(zhuǎn)點t相對于相應的觸片的中間部分24偏移。此特征賦予了套筒良好的耐用性。

由連接區(qū)段提供的柔性允許中間圓柱體26的直徑的輕微變化，如虛線所表示的。中間圓柱體的這種變化是在觸片20的中間部分24沒有變形的情況下發(fā)生的。這些中間部分24仍然保持平面并且基本平行于公共軸線和中間圓柱體的母線。

圖3示出了已描述的套筒的第一制造步驟的結(jié)果。該步驟包括板11的切割，例如通過沖壓，以獲得圖3的板。板11具有兩個側(cè)條帶12a、12b，在卷繞后，所述兩個側(cè)條帶12a、12b將形成套筒的前述端部12a、12b。由于它們是相同的部分，因此使用相同的附圖標記表示。

板11、特別是側(cè)條帶12a、12b在第一板端部和第二板端部之間延伸。這些端部通過附圖標記41、42表示。

彼此平行的側(cè)條帶12a、12b通過形成橫向件的觸片20連接。觸片的中間部分24也彼此平行并且規(guī)則地間隔開。在示出的實施方式的示例中，所述中間部分也垂直于側(cè)條帶12a、12b。

還可以觀察到，觸片20的中間部分24通過與中間部分形成一定角度的連接區(qū)段連接到側(cè)條帶12a、12b。當所述角度是不同于零度的角度并且不是直角時，可以認為連接區(qū)段相對于中間部分形成一定角度。優(yōu)選地，所述角度在30度和60度之間。

所述制造方法的第二步驟包括卷繞所述板以使得所述板的端部41和42在一起。所述卷繞允許裝配側(cè)條帶12a、12b，以使得所述側(cè)條帶形成圖1的相應的圓柱形端部。它還允許沿中間圓柱體裝配觸片20的中間部分24。

圖4示出了包括凹連接器50和凸連接器的連接器組件的細節(jié)，，所述凸連接器僅僅圓柱形觸針52可見。

所述凹連接器包括插槽60，所述插槽的材料諸如為涂覆有銀、黃銅、青銅或鋁的薄層的銅。插槽60設置有接收例如上述的套筒10的孔62。所述孔具有大致調(diào)節(jié)為套筒的端部12a、12b的直徑的直徑。

插槽的孔62包括臺肩64，端部之一12b抵靠所述臺肩。朝向插槽的開口66的所述套筒的另一端部12a通過套筒在所述插槽中的壓接操作期間實現(xiàn)的插槽的開口的略微錐形的收縮來保持。套筒的端部12a和12b形成凹連接器的插槽60和套筒10之間的永久電接觸。

插槽的開口66的直徑略小于套筒被壓接后的套筒的端部的直徑，并且大于所匹配的凸連接器的觸針52的直徑。

在套筒的端部12a附近朝向插槽66的開口的由連接區(qū)段28形成的套筒10的截錐部分構(gòu)成錐形引導件，該錐形引導件在觸針52的引入期間允許沿套筒的軸線引導所述觸針。所述連接區(qū)段與觸針52的倒圓端部54配合。

在觸針52的插入期間，觸針使得套筒10的連接區(qū)段28略微彎曲，從而以凸連接器的觸針52的直徑調(diào)整由觸片的中間部分24限定的中間圓柱體。這允許套筒被不費力地引入插槽中，而同時保證了觸片的中間部分24和觸針52之間的完美電接觸。觸片20的中間部分平直地擱靠在觸針上。沿著垂直于套筒的軸線的平面，觸片20的中間部分24與觸針52的表面相切地抵靠，或者該中間部分事實上略微彎曲以匹配觸針52的表面。如圖2所示，觸片實際上具有基本垂直于中間圓柱體的對應半徑或者當觸針插入時基本垂直于所述觸針的半徑的寬邊。

凹連接器和/或凸連接器可以設置由電絕緣材料例如塑料制成殼套，以保護金屬部分。所述殼套可特別地為抓握連接器的操作者提供保護。但是為了簡化的原因，所述殼套未在圖4中示出。