具有补偿装置的插式连接器部件的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的插式连接器部件。

背景技术：

这种插式连接器部件包括插接壳体，其具有至少一个插塞区段，该插塞区段能够在插入方向上与配对插式连接器部件以插塞方式连接，以使插式连接器部件与配对插式连接器部件建立电气接触。

这种插式连接器部件例如能够被构建为用于为电动车的电池充电的充电插头。在此情形下，该插式连接器部件例如可以通过馈电线与充电站连接并且插入电动车的充电插座，这样就能在插式连接器部件的连接状态下，从充电站向电动车传输充电电流，以便通过这种方式为电动车的电池充电。

目前，日益采用全自动式或半自动式充电装置来为电动车充电。在这类充电装置中，并非手动将插式连接器部件插接至对应的配对插式连接器部件(在电动车的两侧上)，而是通过使用机电组件，使得插式连接器部件自动接近配对插式连接器部件，并且以插塞方式与配对插式连接器部件形成卡合。

这类全自动式或半自动式充电装置需要(例如通过使用光学传感器件)以足够的精度检测配对插式连接器部件在车辆上的位置，以便插式连接器部件以自动的方式接近配对插式连接器部件，并且与该配对插式连接器部件形成卡合。但这种位置识别只能实现有限的精度。此外，很难进行轴线识别，因而难以以轴向平行的方式将插式连接器部件装配至对应的配对插式连接器部件。倘若在将插式连接器部件装配至对应的配对插式连接器部件时，插式连接器部件与配对插式连接器部件的轴线彼此偏离，则可能导致插式连接器部件与配对插式连接器部件的触点在侧向偏移下或者还在角度偏移下彼此叠置，这会造成插式连接器部件在配对插式连接器部件上歪斜，因而可能在插式连接器部件以及配对插式连接器部件上(特别是二者的电气触点上)产生极大的负荷。

当车辆在充电过程中相对于充电站发生位置变化时，随着插式连接器部件相对于配对插式连接器部件的位置变化，也可能出现这类负荷。举例而言，在为车辆充电或放电时，随着车辆的降低或升高，可能出现这类位置变化。

因此，需要一种插式连接器部件，其在一定程度上容许相对于配对插式连接器部件的角度偏差和位置偏差，同时能够安全可靠地与对应的配对插式连接器部件形成卡合以便进行电气接触。

在de102010035868b3所揭示的插式连接器部件中，插接触点以浮动方式容置于触点支架上。此外，该触点支架以浮动方式布置于壳体上，这样就能在与配对插式连接器部件以插塞方式连接时补偿位置偏差和角度偏差。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种插式连接器部件，在将其装配至对应的配对插式连接器部件时，以简单且节约成本的方式可靠地补偿相对于额定位置和额定角度的位置偏差和/或角度偏差。

本发明用以达成上述目的的解决方案为具有权利要求1的特征的主题。

根据本发明，所述插式连接器部件具有布置于所述插接壳体上的补偿装置，其具有壳体、与所述插接壳体连接的布置于所述壳体上的承载元件以及将所述承载元件相对于所述壳体预张紧的弹性元件，其中所述承载元件在所述弹性元件的弹性变形下能够相对于所述壳体移动。

有鉴于此，所述插式连接器部件具有插接壳体以及布置于该插接壳体上的补偿装置。所述插接壳体用来与对应的配对插式连接器部件以插塞方式连接并且为此具有一个或多个插塞区段，其上例如可以布置有电气触点，用于与所述配对插式连接器部件的一侧上对应的配对触点建立电气接触。而所述补偿装置则用于补偿将所述插式连接器部件装配至对应的配对插式连接器部件的位置和/或角度相对于额定位置和额定角度的偏差。一般而言，所述插式连接器部件以其插接壳体在插入方向上装配至所述配对插式连接器部件，其中此举(只有)在处于限定(额定)角度下的限定(额定)位置中，即与配对插式连接器部件对准的情况下，才能实现。倘若在将所述插式连接器部件装配至所述配对插式连接器部件时相对于该额定位置及该额定角度形成偏差，则能够通过所述补偿装置来补偿这类偏差。

这一点通过所述弹性元件的弹性变形来实现，该弹性元件用来将布置于所述壳体上的承载元件相对于所述壳体预张紧。所述壳体例如可以与适当的固持装置连接，该固持装置用来使所述插式连接器部件以机电方式运动并且接近所述配对插式连接器部件。而所述承载元件则与所述插式连接器部件的插接壳体连接。倘若在将所述插接壳体装配至所述配对插式连接器部件时与该额定位置及该额定角度形成偏差，则与所述插接壳体连接的承载元件能够相对于所述壳体运动，这样就能补偿这类偏差，且所述插接壳体与所述配对插式连接器部件不会出现歪斜，并且能够减轻尤其是所述插式连接器部件与所述配对插式连接器部件的电气触点处的负荷。

所述承载元件例如能够以盘状基本区段布置于所述补偿装置的壳体的内部空间内，从而被所述壳体围绕。在此情形下，轴颈元件例如可以从所述基本区段向所述插接壳体的方向延伸出来，其中该轴颈元件贯穿所述补偿装置的壳体的开口并且在远离所述承载元件的基本区段的末端上与所述插接壳体连接。通过所述基本区段，所述承载元件就保持在所述补偿装置的壳体内并且通过所述弹性元件相对于所述壳体被预张紧。倘若所述插接壳体相对于所述补偿装置的壳体的位置发生变化，则所述承载元件的基本区段在所述壳体内发生移动，在此过程中，所述弹性元件在所述壳体内发生变形。

为使所述承载元件能够以其基本区段在所述壳体内移动，所述壳体的被所述承载元件的轴颈元件所贯穿的开口优选大于该轴颈元件的侧向尺寸，这样所述轴颈元件就能横向于插入方向在所述开口内移动。

所述承载元件优选以抗扭方式固定在所述弹性元件上。这样就能将所述承载元件在限定的位置保持在所述弹性元件上并且通过该弹性元件定位于所述壳体中。由于将所述承载元件相对于所述壳体预张紧的弹性元件，当所述插式连接器部件未与对应的配对插式连接器部件形成卡合时，将所述承载元件保持在相对于所述壳体基本上未偏转的位置。

所述壳体例如可以由两个彼此拼装的壳体部件以两分式制成。在这两个壳体部件中的一个上，例如构建有一个在所述插入方向的方向上向所述壳体的内部空间中突出的拱柱，其用于在将所述插式连接器部件装配至对应的配对插式连接器部件时作用于所述承载元件，以便将足够的插入力传递到所述承载元件且由此传递到所述插接壳体，进而与所述配对插式连接器部件以插塞方式连接。

在未偏转的位置中，所述拱柱有利地与所述承载元件间隔，因而并未与所述承载元件形成抵接。倘若所述插式连接器部件被装配至对应的配对插式连接器部件，则所述弹性元件在轴向上沿所述插入方向受到压缩，这就导致所述拱柱与所述承载元件的支承面达成抵接，借此能够将轴向力导入所述承载元件中。与所述补偿装置的壳体连接并将插入力导入该补偿装置的壳体中的固持装置就能够在所述拱柱触及所述承载元件的支承面时在轴向上压在所述承载元件上，借此使与所述承载元件连接的所述插接壳体与对应的配对插式连接器部件形成卡合。

在一种有利设计方案中，所述拱柱具有抵接面，其呈截球面状并且与所述承载元件的支承面形成抵接。倘若所述承载元件的支承面也呈截球面状，则所述拱柱与所述承载元件的支承面共同构成一个滑动轴承，该滑动轴承在抵接于所述承载元件上的拱柱受到滑动导引的情况下，使得所述承载元件相对于所述壳体发生偏转。

在此情形下，有利地，均呈截球面状的所述承载元件的支承面与所述拱柱的抵接面具有不同的半径。倘若所述拱柱的截球面状抵接面的半径小于所述承载元件的截球面状支承面的半径，则所述拱柱与所述承载元件能够彼此偏转，并且还在侧向上(横向于插入方向的方向上)彼此偏移，这样就有利于在所述壳体的拱柱抵接于所述承载元件的支承面的情况下并在从所述补偿装置的壳体到所述插接壳体进行轴向力传递下，补偿位置偏差和角度偏差。

所述弹性元件例如可以由塑料制成，例如由高弹性的弹性体制成。所述弹性元件例如可以具有环状基本形状并且在所述补偿装置的壳体的内部空间中环绕所述插入方向延伸。通过所述弹性元件，所述承载元件能够特别是逆向于所述插入方向以及横向于所述插入方向相对于所述壳体被预张紧，这样一来，所述承载元件能够逆向于所述插入方向在轴向上接近从所述壳体的底部向所述插入方向的方向突出的拱柱，并且还能在所述弹性元件的变形下在所述壳体中在侧向上(横向于插入方向的方向上)发生偏移。

所述承载元件优选以形状配合方式保持在所述弹性元件上。为此，所述弹性元件例如可以具有容置区段，其呈环状，并且所述承载元件能够例如以其基本区段装配至该容置区段。在此情形下，例如可以有多个弹性区段以弹性唇的方式从该容置区段中延伸出来，其中这些弹性区段例如径向于所述插入方向以及在轴向上沿着所述插入方向从所述容置区段延伸出来，此外还为所述承载元件与所述补偿装置的壳体建立弹性连接。

在第一实施方式中，所述弹性区段例如可以呈环状环绕所述容置区段延伸。

在第二实施方式中，所述弹性区段也可以以区段的方式在周向上绕所述插入方向有所中断，因而并未构成闭环。

附图说明

下面结合附图所示实施例对本发明的基本构思进行详细说明。

其中：

图1a示出插式连接器部件的透视图；

图1b示出插式连接器部件结合配对插式连接器部件的另一透视图，其中插式连接器部件与配对插式连接器部件在插入方向上相卡合；

图2a示出插式连接器部件的后视图；

图2b示出插式连接器部件的侧视图；

图2c示出插式连接器部件的正视图；

图3a示出插式连接器部件的补偿装置的分解透视图；

图3b示出补偿装置的另一透视图；

图4示出图3a和图3b所示补偿装置的剖视图；

图5a和图5b示出补偿装置的弹性元件的第一实施例；

图6a和图6b示出弹性元件的第二实施例的透视图；

图6c示出图6a和图6b所示弹性元件的实施例的侧视图；

图6d示出沿图6a中的线i-i的剖视图；

图7a至图7e示出沿图2a中的线ii-ii的剖视图，其中补偿装置相对于插式连接器部件的插接壳体处于不同位置；以及

图8示出插式连接器部件与固持装置进行相互作用以通过全自动或半自动地将插式连接器部件装配至对应的配对插式连接器部件的视图。

具体实施方式

图1a和图1b示出插式连接器部件1的实施例，如图1b中示意性示出，该插式连接器部件可以与对应的配对插式连接器部件4在插入方向e上以插塞方式形成卡合。插式连接器部件1例如可以是充电装置的组成部分，因而构建为充电插头，其能够与对应的充电插座形式的配对插式连接器部件以插塞方式形成卡合，这样就能例如在充电站与电动车之间传输充电电流，以便为电动车的电池充电。

插式连接器部件1包括具有壳体区段20的插接壳体2，插塞区段21、22从所述壳体区段向插入方向e伸出。插塞区段21、22能够在插入方向e上插入配对插式连接器部件4的插入口40，以便通过这种方式为布置于插塞区段21、22上的电气接触元件210、220与配对插式连接器部件4的对应的配对接触元件建立电气接触。

在插塞区段21、22之后，插接壳体2与补偿装置3连接，该补偿装置用于在将插式连接器部件1装配至配对插式连接器部件4时补偿位置偏差和角度偏差，而且通过这种方式防止插式连接器部件1以其插塞区段21、22在配对插式连接器部件4的插入口40中歪斜并减轻尤其是接触元件210、220上的负荷。

如在图9中示意性示出，补偿装置3上例如可以有机电式固持装置5进行作用，该固持装置通过连接元件302与补偿装置3的壳体30、31连接，而且用于使插式连接器部件1以自动控制的方式装配至配对插式连接器部件4并与其形成卡合。

图2a至图2c示出插式连接器部件1的后视图(图2a)、侧视图(图2b)及正视图(图2c)。特别是如图2b所示，补偿装置3通过承载元件(下文将对其进行详细说明)的轴颈元件332与插接壳体2的壳体区段20连接，其中轴颈元件332的位置以及插接壳体2的位置能够相对于补偿装置3的壳体30、31有所改变，并且通过这种方式能够在将插式连接器部件1装配至对应的配对插式连接器部件4时，补偿相对于额定位置和额定角度的偏差。

图3a和图3b示出补偿装置3的分解透视图，而图4示出补偿装置3沿图2a中的线ii-ii的剖视图。补偿装置3具有由壳体部件30、31构成的壳体，这些壳体部件在组装状态下嵌入内部空间310。如在图9中示意性示出，第一壳体部件30承载用于与(外部的)固持装置5连接的连接元件302。第二壳体部件31面向插接壳体2并且在安装状态下与第一壳体部件30固定连接。

在壳体30的内部空间310中布置有弹性元件32，其与承载元件33的基本区段330连接并且将承载元件33相对于壳体30、31预张紧。弹性元件32具有环状容置区段320，承载元件33以其基本区段330插入该容置区段中，其中承载元件33的基本区段330上的形状为凸部的形状配合元件334卡入弹性元件32的容置区段320上的形状为凹部的形状配合元件325，从而将承载元件33抗扭地固定于弹性元件32上。

从承载元件33的基本区段330在背向于弹性元件32的一侧伸出轴颈元件332，其贯穿第二壳体部件31上的开口311并且通过连接区段333与插接壳体2的壳体区段20固定连接。

在第一壳体部件30的内侧构建有拱柱300，其在插入方向的方向上从壳体部件30向承载元件33的方向伸出。拱柱300在其面向于承载元件33的一侧上具有截球面状抵接面301，其与承载元件33面向于拱柱300的一侧上同样呈截球面状的支承面331彼此相对，而且构建成通过该支承面331在将插式连接器部件1插入配对插式连接器部件4时达成抵接。

如图4所示剖视图可以看出，在未偏转的起始位置中，承载元件33通过弹性元件32以被预张紧的方式保持在壳体部件30与31之间的内部空间310中。在该起始位置中，拱柱300以其抵接面301在轴向上沿插入方向e与支承面331间隔，这样拱柱300就不会与承载元件33抵接。

同样，如图4所示剖视图可以看出，拱柱300的截球面状抵接面301与承载元件33的截球面状支承面331具有不同的半径r1、r2。在此情形下，抵接面301的半径r1小于支承面331的半径r2。如下详述，这一点能够实现承载元件33在壳体30、31内相对于拱柱300的偏转以及横向于插入方向的侧向偏移。

弹性元件32构建成具有弹性并且例如由塑料制成，尤其是由弹性体制成。在此情形下，弹性元件32的不同实施方式也是可能且可行的。

在图5a、图5b所示第一实施例中，所述弹性元件具有环状的基本形状，其中，接片类型的分段式弹性区段321至324从环状容置区段320延伸出来。在此情形下，弹性区段321至324径向于插入方向e延伸(弹性区段321、322)或者轴向于插入方向e延伸(弹性区段323、324)。通过弹性区段321至324，弹性元件32保持在补偿装置3的壳体30、31内，具体方式是，弹性区段321至324与壳体30、31的壳体周壁抵接。

通过使弹性区段321分成两部分的凹部326，弹性元件32还能够以形状配合方式固定于壳体30、31内，借此以不绕插入方向转动的方式保持在壳体30、31中。

在图6a至图6d所示的另一个实施例中，弹性元件32配置有环状弹性区段321至324，它们沿圆周环绕环状容置区段320并且在周向上绕插入方向e闭合。再者，弹性区段321至324基本上径向于插入方向e延伸(弹性区段321、322)或者轴向于插入方向e延伸(弹性区段323、324)。

此外，如图6a至图6d所示的实施例的弹性元件32也能够通过弹性区段321中的凹部326而以形状配合方式固定于补偿装置3的壳体30、31内，借此以抗扭方式保持在壳体30、31中。

如上所述，补偿装置3用于在将插式连接器部件1装配至对应的配对插式连接器部件4时补偿额定位置和额定角度的偏差。下文将参照图7a至7e来阐释如何完成这一操作。

在将插式连接器部件1装配至对应的配对插式连接器部件4之前的起始位置中，承载元件33以其轴颈元件332在大致中央的位置处于补偿装置3的壳体部件31的开口311处。通过弹性元件32，承载元件33以及由此与该承载元件33固定连接的插接壳体2如此保持在补偿装置3的壳体30、31的相对位置，使得承载元件33与拱柱300的纵轴线l(相当于旋转对称轴线)对准。

倘若插式连接器部件1(参阅图7b)例如在借助固持装置5(参阅图8)的自动导引下装配至配对插式连接器部件，则当插式连接器部件1以布置于插接壳体2上的插塞区段21、22触及配对插式连接器部件4并且建立足以使弹性元件32压缩的反作用力时，弹性元件32向与插入方向e相反的方向a受到压缩。在弹性元件32这样受到压缩时，承载元件33与拱柱300的纵轴线l先(仍)互相对准。

倘若插式连接器部件1未在完全正确的位置而在完全正确的角度下装配至配对插式连接器部件4，则插式连接器部件1以其插塞区段21、22插入对应的配对插式连接器部件4能够实现插接壳体2的位置适配于(固定的)配对插式连接器部件4的位置。于是，仅当插接壳体2以其插塞区段21、22与配对插式连接器部件4对准时，才能插入配对插式连接器部件4中。

有鉴于此，插接壳体2的位置在触及配对插式连接器部件4时改变并适配于该配对插式连接器部件4，因此插接壳体2的位置能够相对于通过固持装置5保持就位的补偿装置3的壳体30、31而有所变化。由此，插接壳体2能够在横向于插入方向e的方向b上相对于壳体30、31侧向偏移(图7c)或者在方向c、d上相对于补偿装置3的壳体30、31偏转(图7d和图7e)。

如图7c至图7e可以看出，在这些承载元件33在壳体30、31中的位置变化下，拱柱300与承载元件33的纵轴线l1、l2并不(不再)互相对准。

在将插接壳体2插入对应的配对插式连接器部件4时，因弹性元件32的压缩而使拱柱300与承载元件33的支承面31形成抵接，因此能够通过与支承装置5接合的补偿装置3的壳体30、31来传递足以将插接壳体2插入配对插式连接器部件4中的插入力。这一点通过使拱柱300的抵接面301与承载元件33的支承面331抵接来实现。

拱柱300的抵接面301以及承载元件33的支承面331均呈截球面状，因此承载元件33能够相对于拱柱300偏转，参阅图7d、图7e。承载元件33的截球面状支承面331的半径r2大于拱柱300的截球面状抵接面301的半径r1，因此在承载元件33相对于拱柱300的侧向位置变化的同时也能实现这种偏转。

承载元件33在壳体30、31内的侧向移动受限于补偿装置3的壳体部件31中被承载元件33的轴颈元件332贯穿的开口311。这一点例如参阅图7c和图7d。在达成最大偏转的情况下，轴颈元件332与开口311的边缘抵接，这样就能限制承载元件33在壳体30、31中的侧向调节性。

倘若插接壳体2逆向于插入方向e又与配对插式连接器部件4脱离卡合，则能够将牵引力导入壳体30、31中。由此，承载元件33与壳体部件31达成抵接并且被压在该壳体部件31上，这样就能将牵引力导入承载元件33中并且传递到插接壳体2。这样就能可靠地将插式连接器部件1从配对插式连接器部件4上取下。

原则上，也能够补偿插接壳体2绕插入方向e的旋转。这一点通过弹性元件32的旋转变形来实现，该弹性元件既能以抗扭的方式保持在壳体30、31中，又能以抗扭的方式与承载元件33连接，并且在插接壳体2的转动负荷下受到扭力。

在弹性元件32的变形下，始终能够实现承载元件33相对于壳体30、31的位置变化。倘若插接壳体2与补偿装置3之间没有(不再存在)任何负荷，则弹性元件32松弛并且使承载元件33在壳体30、31内恢复到其起始位置(图7a)。

图8示意性示出固持装置5，其通过连接元件302与补偿装置3的壳体30、31连接，而且用于将插式连接器部件1半自动或全自动地装配至对应的配对插式连接器部件4。固持装置5例如能够通过适当的控制装置50来控制，其中例如通过传感技术，例如通过使用光学传感器，能够检测配对插式连接器部件4的位置，以便将插式连接器部件1自动接近配对插式连接器部件4并且与该配对插式连接器部件4形成卡合。

在前述的实施例中，例如可以从壳体2中引出一个或多个电线，具体方式是，将这些电线侧向或向上或向下地从壳体2穿出并远离壳体2，视具体情况环绕补偿装置3敷设。也可以在不同侧上从壳体2穿出多个线路。

本发明的构思不限于上述实施例，而是原则上也能够通过完全不同的方式来实现。

举例而言，本发明特别是不限于应用在充电站或其他充电设备上的充电插头，而是能够普遍应用于插式连接器。

利用所述补偿装置，在将插式连接器部件装配至对应的配对插式连接器部件时，仅用少量构件便能实现位置补偿。所述补偿装置能够以简单且节约成本的方式构建而成和制成，能够更加安全可靠地将插式连接器部件装配至配对插式连接器部件，并且有利于在将插式连接器部件装配至配对插式连接器部件时对其位置偏差提供补偿。

附图标记说明

1插式连接器部件

2插接壳体

20壳体区段

21、22插塞区段

210、220接触元件

3补偿装置

30壳体部件

300拱柱

301抵接面

302连接元件

31壳体部件

310内部空间

311开口

32弹性元件

320容置区段

321-324弹性区段

325形状配合元件

326凹部

33承载元件

330基本区段

331支承面

332轴颈元件

333连接区段

334形状配合元件

4配对插式连接器部件

40插入口

5固持装置

50控制装置

a-d方向

e插入方向

l、l1、l2纵轴线

r1、r2半径