用于将电连接端子固定至支撑件的装置的制作方法

本发明涉及一种用于将电连接端子固定至支撑件的装置。

背景技术：

在许多不同行业中使用的电气设备(包括例如航空器上的通信设备和轨道上的信号设备)必须接地。这通常需要设备的每个部件借助于金属编织线或接地线与例如航空器的框架或轨道的导轨等基板电连接。金属编织线或线材的端部被收纳在固定至基板的端子中。

通常可以借助于螺钉和螺母将端子固定至支撑件，该端子被紧紧保持在螺钉头部与基板的表面之间。为了确保端子与基板之间的良好的电接触，在组装螺钉和螺母之前，基板的表面必须剥离油漆或其他涂层。一旦执行了组装，必须保护支撑件的剥离区域不受侵蚀。为了组装螺钉和螺母，在组装期间，需要接触基板两侧。

以本申请人名义申请的专利EP 1 376 766公开了一种将电连接端子固定到包括例如轨道导轨在内的基板上的装置。该装置包括：环形件，其被引入到形成在基板中的圆筒形孔中；套管，其用于被插入到环形件中；以及螺钉，其用于与设置在套管中的螺纹开口啮合。当组装装置时，首先将环形件定位在基板中的圆筒形孔中，然后使用工具对套管施加拉力，以便借助于力将套管引入到环形件中，从而使环形件径向扩张并将环形件锁定在孔中。然后，将螺钉拧入到套管中的螺纹开口中，端子被紧紧地保持在螺钉头部和环形件之间，因此可以将端子固定至基板，并在端子与基板之间建立电接触。

该固定装置的优点在于，不一定需要预先剥离基板的表面来确保端子与基板之间的良好的电接触。这是因为环形件与形成在基板中的圆筒形孔的内表面之间产生电接触。该固定装置的另一个优点在于，可以在不需要接触基板两侧的情况下进行组装。

然而，该固定装置的缺点在于预组装过程。该过程需要将套管非常轻微地插入到环形件中以形成单一件以便准备好用于最终定位在基板的孔中。然而，因为过插入将导致环形件的过大变形而不足的插入将导致套管与环形件分离，所以插入程度是关键性的。插入程度取决于许多因素，包括材料硬度、套管的外径、环形件的内径、表面光洁度以及对这些部件施加的力的大小。因此，高效的预组装过程需要密切控制这些变量。

在预组装过程结束之后，必须小心封装预组装的固定装置，以确保每个固定装置的环形件和套管不会分离进而确保不会因此在运送期间与封装件中的其他环形件和套管混在一起。

因此，本发明的目的在于通过提供一种生产耗费时间少且成本低的固定装置来克服与现有技术相关的缺点。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于将电连接端子固定至设置有开口的支撑件上的装置。所述装置包括：大致管状的衬套，其用于定位在所述支撑件的所述开口中，并设置有相反的前端和后端，孔洞在所述前端与所述后端之间延伸；和榫销。所述榫销构造或配置成用于以强行或受迫方式插入(forced insertion)到所述孔洞中，以使所述衬套向外变形，所述榫销具有连接部，所述连接部能够与连接器接合以将所述端子紧固至所述支撑件和促成所述强行或受迫方式插入。以及，所述装置还设置有将所述衬套与所述榫销互连起来的薄弱区域。

固定装置的优点在于榫销和衬套可以制成为单一件，从而消除了对这种繁重的预组装过程的需要。此外，榫销和衬套形成单一件，该单一件不太可能意外分离，因此，当封装固定装置时可以不必留意避免这些部件分离。

优选地，所述薄弱区域构造成在所述榫销以所述强行或受迫方式插入到所述衬套中时断裂。例如，可以将力施加到榫销来帮助插入到孔洞中，并且可以根据力的大小和薄弱区域的强度使薄弱区域在开始施加该力时断裂。有利的是，榫销可以位于衬套后方，并被向前推动以插入到孔洞中。因此，优选的是，薄弱区域将衬套的后端与榫销的前端互连起来。

薄弱区域的形状和尺寸可以根据制造工序的能力和薄弱区域的期望强度来选择。薄弱区域必须足够弱以在期望负载下断裂，并足够强以经受安装之前的制造工序、运送及后续处置。例如，薄弱区域可以包括一个或多个耳片(tabs)，耳片围绕固定装置的外周规则地或不规则地隔开。在优选实施例中，薄弱区域包括基本上围绕固定装置的外周延伸的环形凸缘。环形凸缘可以向后渐缩以在可能具有较大横截面的衬套的后端与可能具有较小横截面的榫销的前端之间延伸。

所述装置可由铝、铜、钛、不锈钢或黄铜等的导电物料制成。还可以有利地使装置的例如榫销等至少一部分硬化。

此外，所述装置还包括用于抗侵蚀的涂层。涂层具有低电阻，并足够柔软以允许变形。对由更易被侵蚀的材料中的一些材料(例如，铝、铜和钛)制成的固定装置而言，具有该性质的涂层可以是特别优选的。即使在制造期间固定装置经过充分涂覆，薄弱区域的断裂可能产生榫销和衬套的无涂层的部分。在将榫销充分插入到衬套中之后，榫销的无涂层的部分会移动到孔洞中，并因此被遮蔽住而不受自然环境影响。衬套的无涂层的部分可被肋部遮蔽住，肋部设置在榫销上并构造成在完全插入之后与衬套的无涂层的部分接合。肋部还可以用作抵靠部，该抵靠部限制榫销能插入到衬套中的量。

连接部可以包括开口，开口通向螺纹孔，螺纹孔至少部分地穿过榫销延伸。螺纹孔可以定尺寸为收纳例如螺钉等连接器，以将端子固定至基板。在替代构造中，连接部可以包括螺纹口，该螺纹口在前端前方延伸并构造成与例如螺母等连接器接合。在另一个替代构造中，连接部例如可以包括卡销(bayonet)配件。

在榫销的以强行或受迫方式插入使衬套的变形程度可以取决于榫销和孔洞的尺寸和形状。优选地，榫销的至少一部分与孔洞形成过盈配合，以使衬套变形。在沿着所述榫销和所述孔洞的长度至少其中一点的对应位置处，所述榫销的横截面大于所述孔洞的横截面，以便在所述榫销以所述强行或受迫方式插入时使所述衬套变形。榫销可以是圆筒形或可以朝前端变窄，孔洞可以是圆筒形或可以朝衬套的前端变窄。榫销和孔洞的横截面可以选择为使衬套在基板后方变形，使得衬套的一部分与基板的后面接合。这限制了固定装置的向前运动，以防止固定装置从孔中脱离。从衬套的前端沿径向延伸且用于与基板的前面接合的凸缘防止固定装置的向后运动。

根据本发明的另一个方面，提供了一种将固定装置安装到设置有开口的基板上的方法，所述方法包括如下步骤：(a)提供固定装置，所述固定装置包括具有孔洞的衬套、榫销以及将所述衬套与所述榫销互连起来的薄弱区域；(b)将所述固定装置安装至所述基板，使得所述衬套位于所述基板中的所述开口中；(c)沿朝向所述衬套的方向对所述榫销施加力，以使所述薄弱区域断裂；以及(d)继续向所述榫销施加力，以使所述榫销以所述强行或受迫方式插入到所述孔洞中，并使所述衬套向外变形。

有利的是，上述方法还可以包括如下步骤：(a)使榫销配备有肋部以及(b)继续向榫销施加力以使肋部抵靠衬套。肋部与衬套的抵靠可以遮蔽住衬套的在薄弱区域断裂之后露出的部分，并因此保护该部分不受自然环境的侵害。当在制造期间对装置施加保护涂层并且衬套的在薄弱区域断裂之后的部分不具有涂层时，这是特别有利的。

附图说明

现在，通过参考附图，仅举例对本发明的一个特定实施例进行详细描述，其中：

图1是根据本发明的固定装置的后方立体视图；

图2是图1所示的固定装置的纵剖图；

图3是图2所示的固定装置的薄弱区域的分解纵剖图；

图4a至图4c示出了将图1至图3的固定装置安装到基板中的过程的三个阶段；

图5示出了被装配到基板的固定装置；以及

图6示出了被螺钉固定至固定装置的电气端子。

具体实施方式

首先，参考图1至图3，提供整体用10表示的固定装置，该固定装置10适于将电气端子100(图5和图6)固定至设置在航空器、轨道线等上的基板110(图5和图6)。固定装置包括衬套20、榫销50以及将衬套20与榫销50互连起来的薄弱区域70。固定装置可以被铸造、机加工或冷成型为由铝、铜、不锈钢或钛形成的单一件，并且最终被机械精加工成高标准件，之后可设置涂层。

衬套20具有：圆筒形主体22，其限定前端24和后端26；以及孔洞28，其沿轴向延伸通过圆筒形主体22。圆筒形主体22意图定位在基板110中的开口112中，并且尺寸定为与基板在开口112内侧的部分紧密接合，使得可以在衬套20与基板110之间传导电力。

衬套20还包括板30，该板30设置在圆筒形主体22的前端24上，并且尺寸定为以某种方式沿径向延伸到圆筒形主体22之外。板30具有大致平坦的后面36以及可以固定端子100的大致平坦的前面38。板30的中心形成有孔口40以允许螺钉114、螺栓或其他机械紧固件穿过(在下文中要结合图5和图6进行讨论)。板30可以包括缘部32，该缘部32从板30的外周向后延伸，以限定面向后的环形接触面34。

榫销50包括大致圆筒形的前部52、大致圆筒形的后部54及位于前部52与后部54之间的周向抵靠部56。榫销50具有：大致圆环形的前面58，其由前部52限定；大致圆环形的后面60，其由后部54限定；以及孔62，其在前面58与后面60之间延伸。孔62在直径上稍小于孔口40，并设有螺纹与螺钉114接合。除了与前面58相邻且向内渐缩的窄部64之外，前部52具有与孔洞28的长度大致相等的长度以及大致上比孔洞28的直径大的直径。抵靠部56在直径上大于前部52，并限定面向前的倾斜面66。

如图3最佳示出的，薄弱区域70是将衬套20与榫销50互连起来的薄带(thin band)或薄带物料。薄弱区域70由榫销50的前面58与衬套20的孔洞28之间的内半径72限定。此外，薄弱区域70由顶点74限定，该顶点74设于布置成锐角的窄环部64与圆筒形主体22的端面之间。

图4a至图4c示出了固定装置10的安装。图4a示出了固定装置位于形成在基板110中的开口112中，并获得固定装置与基板之间的两个接触部位。第一接触部位可能是最可靠的接触部位，位于衬套20的圆筒形主体22与基板110在开口112内侧的部分之间。第二接触部位可能是最不可靠的接触部位(至少对涂层基板而言)，位于衬套20的环形接触面34与基板110的前面116之间。

使用设置工具130将固定装置安装到基板110上。设置工具130具有圆筒体132，该圆筒体132抵靠在板30的前面38上，以朝基板110推动衬套20。设置工具130还具有设置有螺纹柄136的可旋转的活塞134，该螺纹柄136适于延伸通过孔口40并与孔62螺纹地接合。

现在转而参考图4b，已将活塞部分地收回到圆筒体中，以便在限制衬套20运动的同时，沿向前方向对榫销50施加拉力。该拉力使薄弱区域断裂，此时榫销50的前部52开始向孔洞28中移动。最初，与前面58相邻且向内渐缩的窄部64辅助榫销50向孔洞28中的移动。窄部事实上可以用作凸轮面，以使圆筒形主体22向外变形。圆筒形主体22的向外变形的部分68抵靠在基板110的后面118上，并由此限制固定装置10相对于基板110的向前运动。

图4c示出了安装过程的最后步骤，其中，将活塞134进一步收回到圆筒体130中，以使榫销50的前部52完全位于圆筒形主体22的孔洞28中。在该位置处，圆筒形主体22发生了进一步的变形以实现与基板110的后面118更大的接触。在薄弱区域70断裂之后，断裂区域中出现榫销50和衬套20的无涂层部分。榫销50的无涂层部分位于孔洞28中，并因此受到充分保护而不受自然环境的侵害，以减少被侵蚀的机会。圆筒形主体的无涂层部分被抵靠部56的倾斜面66遮蔽，该倾斜面66在榫销50完全位于孔洞28内部之后抵靠在圆筒形主体22上。事实上，抵靠部56与圆筒形主体22的相互接合可以用作已实现将榫销50完全插入到孔洞28中的标示。

图5示出了固定到基板110上的固定装置10，该基板110被紧紧地卡固在板30的缘部32与圆筒形主体22的变形部分68之间。在安装的准备中，向固定装置10施加端子100、垫圈106和螺钉114。端子100和垫圈106分别具有相应的开口104和108，开口104和108对应于开口112以允许螺钉114通过。

图6示出了借助于螺钉114、垫圈106和固定装置10固定至基板110的端子100。这些部分的相互接合有助于端子与基板之间的有效导电性。