专利名称：一种电插塞接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电插塞接头，具有一插塞接收器和一插塞销特别是圆形横截面的插塞销，该插塞接收器具有一个接收腔和一个其各匝弹簧位于所述接收腔中的轴向可压缩的线圈弹簧。
背景技术：
已知的此种类型的一种电插塞接头其形式为，在插入方向上位于线圈弹簧的前面，设置有一在接收腔中可以轴向移动的接触件，在插入操作时插塞销与接触件呈端面电接触状态。进一步已知的是提供一种管状插塞接收器，其外表面上套装有一线圈弹簧，该线圈弹簧的一圈通过插塞接收器上的一孔以割线形式穿入到该插塞接收器的内部。在插入操作中，插塞销通过割线状延伸的所述圈弹簧压靠于插塞接收器的内表面上，这样就产生所希望的电接触。
这些已知的每一种插塞接头在不同方面是令人不满意的。就轴向可移动的接触件而言，只是在相当小的表面上实现接触件与插塞销的电接触。由于小的点状接触表面，结果接触表面产生相当大的磨损，因为正是在这些接触表面区域形成飞弧和接触断路火花。在具有呈割线状延伸的弹簧圈的方案中，在插塞销与插塞接收器的内部表面之间产生相当大的摩擦。当在有电负载下插入和拔出时，磨损特别大。由于在接触区域中形成接触断路和飞弧火花进一步增大了机械磨损。
发明内容
由于上述技术状况，本发明的目的是提供一种电插塞接头，其中，一方面磨损减至最小，既使在频繁的插入情况下也是如此，另一方面，不需过大的插入力，且能保证良好的和可靠的电接触。
此发明目的首先和基本上通过权利要求1所述技术方案得到解决，根据该技术方案，各圈的主要直径大于插塞销的外径，并且一个或数个接触圈具有小于主直径的接触直径，且较小接触直径也小于插塞销的外径。根据本发明，电插塞连接通过将插塞销插入线圈弹簧直接获得。而且，可靠和可重复的接触通过这样一种方式获得，借助于一紧箍圈在线圈弹簧的长度范围内提供一紧箍位置。由于特定的几何形状，在插入操作中，插塞销可靠地滑入这一紧箍圈即接触线圈内，因此，每次在该位置可重复地形成电接触。
最好是这样设置，借助于这样的接触圈与插塞销前面区域之间的相互作用，位于线圈弹簧前面区域中的其它各圈弹簧与插塞销贴靠接合。例如，这出现在当插塞销的前端为圆锥形或圆顶形的时候。通过与接触圈的相互作用，产生了线圈弹簧试图向外弯曲的效果。因此，导至在插入方向上位于接触线圈前面的各圈弹簧在一侧与插塞接合。结果，插塞销与弹簧之间在多个位置处获得可靠的电接触。这种电插塞接头最好用于家用电器中，如真空吸尘器或食品加工器中，例如在真空吸尘器中，用于连接具有自己的电驱动的电动毛毡刷。就实际应用而言，例如可参照本申请人的实用新型申请9318460.3。该插塞接头既可以用作控制接触也可以用作主电流接触。本发明插塞系统的特征还体现在，进入弹簧的插塞销在插塞销的顶部进入到弹簧狭窄部分即一匝或多匝接触圈之前，不会遇到大的摩擦阻力。最初的电接触形成在进口孔的紧密叠靠的各弹簧圈区域中。当抵达各接触圈时，实际的电接触开始。通过弹簧和位于弹簧偏心点的插塞销顶部之间产生的力，弹簧围绕该点弯曲。
这样，搭接插塞销的各弹簧圈于是接合在插塞销的表面上，并总体上形成一个较大的接触表面。直到实际接触发生之前，插塞销与各弹簧圈之间的较低的摩擦使磨损减小。一方面，在轴向上通过位于接触圈直到后端面之间的弹簧部分，另一方面，在径向上通过弹簧的弯曲和各圈弹簧靠压插塞销，在线圈弹簧与插塞销之间实现了必要的接触压力。作为最初和最后接触位置的位于入口孔位置处的紧密叠靠的各弹簧圈在电负载情况下进行插入和拔出操作时引起飞弧和接触断路火花，并使实际接触区域避免由此产生的烧过痕迹。本文所述的插塞系统中接触搭接的程度，如同其在本领域现有插塞系统中那样等同于该插塞的前置量，其可能位于到达的接触线圈和弹簧的位于接触圈和接收腔后端面之间其余部分的阻挡状态(硬化)之间。线圈弹簧的典型机械性能和接收腔、线圈弹簧和弹簧入口区域的直径的结构设计，允许在有较大角度错差及径向和轴向偏差的情况下插入圆形插塞销。通过适当选择弹簧的材料和弹簧接触系统的正确尺寸的匹配，即使在极端的气候条件下，线圈弹簧的弹力从而接触力可保持到插塞系统的使用期结束。
该发明进一步提出，接触圈在插塞销插入方向上相对于线圈弹簧的后部区域错位设置。例如，接触线圈至少在线圈弹簧的三分之二处、最好在线圈弹簧的二分之一处形成。然而，在各种不同的情况下，也可采用不同的方案，因为接触圈在线圈弹簧长度范围内的位置取决于自由插塞销的长度、插塞销顶部与接触圈之间的最小有利公差尺寸链、以及接触腔的结构和接触元件的位置。线圈弹簧本身通常可以由弹性丝构成。插塞销的前端可以不同的方式形成，例如半球形，插塞销的前端最好是略带锥形的结构。整个线圈弹簧以适当的方式呈受压状态插入插塞接收器或接收腔中。这样，线圈弹簧可对接触元件产生接触压力，例如该接触元件插入在后部表面，下文将进一步详细说明，从而保证外部导线的可靠的电接触。当插塞销被插入时，线圈会移离接收腔入口孔的端面接合表面，移离的距离是受压状态和插入压力的函数。另一方面，在将插塞销拔出时，线圈弹簧不离开接触元件的端面接合表面。位于线圈弹簧外侧的接收腔的腔壁与线圈弹簧最好间隔开至少相应于构成线圈弹簧的弹性丝的直径的一段距离。
线圈弹簧的外径与腔壁至少有0.5mm的间隔。例如，这对小直径的插塞销是有好处的，然而，弹簧接触系统也可以采用不同的结构。这样，确保了在插塞未对正引入的情况下线圈弹簧可以移动，从而避免增加过快的会招致磨损的摩擦力。线圈弹簧的后端最好还配接一接触件，该接触件沿径向插入接收腔中以便于电连接。此外，接触件也可以轴向引入接收腔中。在此实施例中，接收腔端部最好是敞开的。这样，插入的接触部分，例如从后部插入接收腔的接触部分，代替了接收腔的后端面，并在弹簧端部为线圈弹簧提供一接合面。因此，同时在线圈弹簧与接触部分之间实现良好的接触。而且，该接触部分可以设置一卷边连接件(crimp connection)，用于直接卷边连接导线。
本发明另一实施例的特征体现在，线圈弹簧是一螺旋弹簧，其具有一些直径大于插塞销外径的弹簧圈，并具有另外一些直径小于插塞销外径的弹簧圈。在此实施例中，线圈弹簧因此构成完全的漏斗状。在插塞销与其直径等于或小于该插塞销的外径的弹簧圈之间也形成接触接合，这种接触接合可能延伸两个或三个弹簧圈。通过线圈弹簧和插塞销长度的相应的几何结构，确保了在插入操作时，插塞销被插入到线圈弹簧中，其前端以上面述及的方式与紧卡圈即接触圈相接触。此外，螺旋弹簧最好也设置成能在插塞接收器中径向移动。
本发明的进一步方面涉及这样一个实施例，其中，线圈弹簧作用在一接触套筒形式的接触件上，所述接触套筒在接收腔中可以轴向移动。接触件的特定结构是很重要的。关于这一点，本发明提出，接触套筒具有一用于插塞销的接收孔。这样，在接触状态下，不仅插塞销的端面与接触套筒相靠合，而且插塞销部分地进入到接触套筒中。而且，接收孔最好具有一入口漏斗，从而在插入操作时，接触套筒和插塞销的轴向对准误差可以有利地补偿。关于入口漏斗，进一步的特殊优点在于，在插塞销从接触套筒拔出时，接触断路火花首先发生在接收漏斗区域中，而另一方面，接收漏斗并不决定电接触。因而，入口漏斗可能发生的磨损不会削弱电接触功能。
在另一实施例中，接触套筒的接收孔续接于接触套筒中的一接续孔，该接续孔具有比插塞销小的直径。此接续孔以适当方式形成为盲孔。总的说来，这也以优选方式形成一种实施例，其中，在接触套筒中形成的接触表面为一与插塞销端面接触的环状表面。在又一实施例中，此接触表面为球形表面。对于其余方面，最好接收孔也具有一个比相关联的插塞销的外径稍大的直径。通过此方法，稍微斜置的插塞销在接触状态也是允许的。对于环状、最好是环状球面来说，就电接触而言没有变化。
以下参照仅表示实施例的附图对本发明作进一步说明，其中图1所示为引入一线圈弹簧内的、带有电接触的插塞销的示意图；图2所示为图1所示线圈弹簧的单独示意图；图3所示为位于接收腔中的图2所示线圈弹簧的示意图；图4所示为插塞销向线圈弹簧中插入操作的示意图；图5所示为带有另外一种接触元件的根据图3所示的示意图；图6所示为根据图3所示的另外一种实施例的示意图；
图7所示为另外一种插塞系统示意图；图8所示为插塞销正在插入的图7所示的插塞系统示意图；图9所示为插塞销已插入的图7和图8所示的插塞系统示意图；图10至图13所示为图7所示方案的插塞销的插入和退出操作的详图；图14所示为带有位于其内部的接触套筒的接收腔的横剖面图；图15所示为图14所示接触套筒的一种改型的侧视图，其部分剖视并带有邻接的止动部分和接线部分；图16所示为接触套筒与引入的插塞销的接触区域部分的剖视图；图17所示为图15所示的另一种实施例的示意图；图18所示为以图16所表示的、图17所示的另一种实施例的接触区域部分的剖视图。
具体实施例方式
首先参照图1，电插塞接头1包括有一线圈弹簧2和一插塞销3。线圈弹簧2和插塞销3是导电的。通过将插塞销3插入线圈弹簧2，电路4可以闭合。
重要的是，特别是如图2所示，线圈弹簧2多半是具有相同的(内部的)主要直径dh的圈5。可是，线圈弹簧2也具有接触圈6，该接触圈6具有一个小于主直径的接触尺寸dk。主直径dk小量地大于插塞销3的外径d，而接触直径dk小于插塞销3的直径d。
从图3中看出，线圈弹簧2置于接收腔7中。该线圈弹簧2呈受压状态插入到接收腔7中，使其分别靠压接收腔7的前表面8和后表面9。在后表面9上可靠压一接触元件10，接触元件10在以后详细说明。
而且重要的是，线圈弹簧2以这样的方式插入到接收腔7中，其与接收腔7的侧壁11之间留有径向间隙。
例如，接收腔7可任由选择地以两部分剖分形式通过塑料注射模塑成形法制造以插装线圈弹簧2。在与线圈弹簧2前端相关联的外侧，接收腔7具有一个入口漏斗12，其通向入口孔13。入口孔13具有一个大约相当于圈5的主直径dh的直径。
图4中清楚、详细地表示出插塞销插入到线圈弹簧中的操作，和所形成的接触状态。
具体而言，首先插塞销3如此远地插入到线圈弹簧中，以致该线圈弹簧至少在其自由端各圈5′所在区域受压。由于各接触圈6的几何形状，在根据图4引入插塞销3的情况下，在插塞销3的纵轴a″和没受影响的线圈弹簧的中心轴线a′之间出现偏心。由于所给定的几何形状，即插塞销3顶部的圆顶形状和相对中心轴线a′自然倾斜延伸的各接触圈6，进一步产生的主要结果是，线圈弹簧2试图向外弯曲。然而，此向外弯曲只可能在很小程度上产生，结果线圈弹簧2的中心轴线a′被偏移，并因此与插塞销3相搭靠的多个主圈5在它们的下部区域一侧与插塞销3相靠合。因此总的说来，多个圈，包括各接触圈6也包括各主圈5，与插塞销3电接触，确保了一种非常良好的接触。
线圈弹簧2与电路4的电源14(见图1)之间的导电连接，特别可以通过已述的接触元件10(见图3)实现。接触元件10具有小的板状形式的接触表面14，该接触表面通过位于接收腔7上的一径向孔15被插入到该接收腔中。接触元件位于接收腔7的后端壁面9的前面。线圈弹簧2在其前端与小板14呈压靠状态。接触元件10的外张锁片14′可以插入到接收腔7的一个凹槽中。
在图5所示实施例中，示出另外一个具有外张锁片19的接触元件18，外张锁片19支撑在接收腔7内壁的相应凹槽中。借助于线圈弹簧2的偏置力，从而将接触元件18固定就位。另外，接收腔7的台阶21的端面形成另一组件止挡。而且，连接到接触元件18上的是一个卷边接线器20，导线17以类似方式卷边连接于其中。总的来说，接触元件18的横截面适应接收腔7的内部横截面，这样例如为圆形。
在图6所示的电插塞接头的实施例中，线圈弹簧为一螺旋弹簧22。该螺旋弹簧从其始端处的最大直径D1到其末端处的最小直径D2逐渐变细。插塞销3以这样一种方式引入到螺旋弹簧22中，即螺旋弹簧22的较大直径的各圈不与插塞销3相接合，而一些较小直径的较小圈与插塞销3相接合。
图7至图13示出另外一种电插塞接头，相应地包括有插塞销3和其中配装有线圈弹簧2的接收腔7。然而在此实施例中，线圈弹簧2弹性加载其自身的接触套筒23。详细地，该接触套筒包括有较大横截面的端部24，端部24在线圈弹簧2的偏置力作用下紧靠接收腔7内的端面25。一体形成的较小横截面的前部区域被连接到这个端部24，在该区域形成有一个插塞销3的接收孔26。然而，整个接触套筒23包括端部24以及较小横截面的前部区域位于接收腔7中。接收孔26在其前部具有一入口漏斗27。在图7所示位置，其中端部24抵靠在端面25上，相对接收腔7的前端面28还形成一个位移量V。
一个直径小于接收孔26的接续盲孔30通过圆锥面29连接于接收孔26。例如，盲孔30可以接纳所出现的污物颗粒。
在图8和图9中，表示出插塞销3的插装操作。首先，插塞销3被引入接收孔26中，从而其端面与接触表面29相接合。如所示，例如插塞销3的前端可以为一圆顶形。
接着，向插塞销3施加压力，使得线圈弹簧2被压缩，且使接触套筒23在接收腔中朝向后端移动。
从图7和图8中进一步看出，直径减小的接触部分30′可以被连接到端部24，其接触部分以已知方式被连接到导线17上。线圈弹簧2套装在接触部分30′上。在这种情况下，没有必要在接触部分与线圈弹簧2之间进行电连接，因为在此实施例中线圈弹簧2只执行弹性加载功能。
插塞销3和接触套筒23用适于电接触的材料如青铜合金制成。
在图10至图13中，以放大图详细表示了插塞销插装操作和可能的位移。
首先，图10表示接触套筒23的纵轴线a1与插塞销3的纵轴线a″不对准的情况。由于入口漏斗27有助于插装操作，因此如图11所示使插塞销3朝向中心亦即接触套筒23的轴线a1偏移。就此而言，在轴线a1和a″之间可能仍存在角度偏心，这是因为接收孔26的直径稍大于插塞销3的外径。在图13中，表示出轴线a1与a″完全成一直线。接触断路火花始点的位置(入口漏斗27)需要与接触表面29分隔开，即它们之间要轴向间隔开。由于接触表面29的圆锥形结构，因此与插塞销3的圆形顶端形成一线性接触区。总的说来，此种类型的电插塞接头既包括有端面接触也包括有圆周接触(圆周接触是通过接收孔26的侧壁)。插塞接头的插入长度由接收孔26的轴向长度和线圈弹簧2的弹性行程构成。弹性行程由称作接触搭接的确定。所述的尺寸关系便于插塞销3在接收孔26中作一定量的径向移动。籍也由此产生的插塞销顶部与接触面间的摩擦可产生接触表面自清洁的积极效果。
在图14所示实施例中，一接触套筒23经由接收腔7的开口侧插入接收腔7中，该接触套筒23具有一个用于插塞销3的接收孔26。接收孔26与入口漏斗27相连，在图14所示实施例中，入口漏斗27由此处形成的弯曲边缘构成。详细地，在图14所示实施例中，接触套筒23由两个不同直径的整体形成的管状元件构成，较小直径部分向内折进，从而形成上述的弯曲边缘。但是该接触套筒23是一冲压/弯曲形成的整体构件。在进一步的插入轴线方向，接触套筒具有一个整体形成的止挡件31，其具有一中心通孔32。该通孔又与位于接触套筒23的较大横截面上的轴向更远一些的通孔33轴向间隔开。由折缘形成的接触套筒23的底部区域33′用作线圈弹簧34的支座。线圈弹簧34的另一端被支撑在锁片35上，锁片部35通过径向外张的倒刺式锁片36支撑在接收腔7的径向凹槽37中。因此，锁片部35沿插塞销3插入方向上不可能产生轴向移动。一个用于配接导线39的卷边安装件38与锁片部35形成整体。
基本上对应于图7至图9所示实施例，止挡件31具有一个用于与插塞销3端面接触的环状圆锥或球状曲面。
本实施例中，以及下述的图15至图18所示实施例中，特别重要的是，由于锁片部35在插入操作期间不会发生导线39的轴向移动。组装得以简化，因为不需把一弹簧套装在导线连接件38上。
当然，线圈弹簧34是导电的。
在图15所示的实施例中，锁片部35′通过径向加宽整体形成。此外，接触套筒23通过管状连接部40与锁片部35′构成整体。此外，根据图15所示，卷边连接件38如上所述直接连接于锁片部分35′。此外，重要的是，在本实施例中，接触套筒23不能轴向移动。
根据图16的横剖面图详细所示，可以看到，由于球形曲面，在止挡元件中获得有利的电接触。
图17和图18所示实施例与图15和图16所示实施例基本相同，区别在于，接触套筒23不再具有折进部分以构成球形曲面止挡表面，取而代之的是，管状连接部分40朝向接触套筒23呈圆锥形逐渐变细，并且在最小直径区域接合于与插塞销3端面接触的球形曲面。关于这一点，保留有一通孔32。根据图18的横剖面图所示，可以看到，在此情况也可以获得基本上如上述图14至图16所示实施例同样的接触状态。
所公开的所有特征都与本发明有关。在本申请的公开中，因此包括它的整个内容，相关/附加的以前文献(以前申请的文本)的公开内容，为此目的，在本申请的权利要求中也包括了这些文献的特征。
权利要求
1.一种电插塞接头(1)，包括有一插塞接收器(7)和一插塞销(3)特别是圆形截面的插塞销(3)，插塞接收器(7)具有一接收腔和设置于该接收腔中的接触套筒(23)，所述接触套筒(23)进一步具有一用于插塞销(3)的接收孔(26)，其特征在于，接收孔(26)具有由一弯曲边缘形成的入口漏斗(27)。
2.根据权利要求1所述的电插塞接头，其特征在于，接收孔(26)被一止挡元件(31)闭合，止挡元件(31)具有一中心通孔(32)。
3.根据权利要求1或2所述的电插塞接头，其特征在于，止挡元件(31)形成一环状锥形或球形曲面，用于与插塞销(3)端面接触。插塞销(3)的端面最好为圆形。
4.根据上述任一项权利要求所述的电插塞接头，其中，用于与导线(39)电连接的卷边连接件(38)形式的接触部轴向连接于所述接触套筒(23)，其特征在于，在接触套筒(23)和接触部(38)之间形成有一用于在接收腔(7)中轴向定位的锁片部(35)。
5.根据上述任一项权利要求所述的电插塞接头，其特征在于，锁片部(35)通过线圈弹簧(34)电连接于接触套筒(23)。
6.根据上述任一项权利要求所述的电插塞接头，其特征在于，锁片部(35)通过倒刺式支撑脚(36)固定在接收腔(7)中。
7.根据上述任一项权利要求所述的电插塞接头，其特征在于，锁片部(35)具有一横截面大于接收腔的圆周肋(35′)，用于通过固定腔(7)的相关联的圆周凹槽轴向固定所述锁片部(35)。
8.根据上述任一项权利要求所述的电插塞接头，其特征在于，接触套筒(23)通过向里折进一管状元件形成。
9.根据上述任一项权利要求所述的电插塞接头，其特征在于，扩展为漏斗形的一连接部分(管状部(40))连接于止挡元件的中心通孔(32)。
全文摘要
本发明涉及一种电插塞接头(1),包括有一插塞接收器(7)和一插塞销(3)特别是圆形截面的插塞销(3),插塞接收器(7)具有一接收腔和设置于该接收腔中的接触套筒(23),所述接触套筒(23)进一步具有一用于插塞销(3)的接收孔(26),其特征在于,接收孔(26)具有由一弯曲边缘形成的入口漏斗(27)。
文档编号H01R4/48GK1389960SQ02107149
公开日2003年1月8日 申请日期2002年3月12日 优先权日1994年6月29日
发明者尤韦·弗林克, 彼得·帕斯佐拉, 斯蒂芬·P·迪尤多恩 申请人:沃维克股份有限公司