专利名称：提供电接触的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在第一装置和第二装置的一个以上啮合装置之间提供接触的装置一特别涉及用来提供电气和/或流体接触的装置。
一般来说，如果要相互连接例如两个电气插头，插头的啮合装置之间需要有弹性，以便在啮合装置之间形成偏置，并且使啮合装置的相对位置以很小的偏差自动适应相互的连接。
弹性一般都是由啮合装置本身的结构来提供的，例如外壳金属本身就是弹性的。然而，用这种方式产生的弹性有许多由金属带来的缺点，因为金属会经常弯曲，即使金属的变形处在其弹性限度之内，最终也会导致金属疲劳并随之断裂。另外，金属弯曲超过弹性限度会使其相对于原有形状产生永久性的变形，此后就不能相互连接了。
本发明的第一方面用一种接触元件为这一问题提供了一种解决方案，该元件包括一个外壳或是框架，一个电气或流体导体，用于和另一个接触元件的啮合装置啮合的一个啮合装置，该啮合装置与电气或流体导体形成电气或流体连接，上述元件包括一个弹性装置，电气或流体导体以及啮合装置至少有一部分被嵌入弹性装置，并且让啮合装置在弹性装置的一个表面部分上暴露，弹性装置适合提供可相对于外壳或框架位移的啮合装置。
在本文中，“另一个”接触元件可以是本发明第一方面的那种元件，或者是能够与本发明的接触元件啮合的任何其他元件。“另一个”接触元件不需要具备弹性啮合装置，因为本发明的接触元件已经提供了弹性。
另外，在本文中，“弹性装置”是这样一种材料制成的装置，它并不完全是坚硬的。弹性装置可以是一种弹性压缩材料制成的装置，例如是一种易碎的泡沫塑料或者弹性压缩材料，例如泡沫橡皮，或者是弹性变形材料，例如是粘土，或者是诸如橡胶或硅树脂的弹性变形材料。可变形材料或多或少是可压缩的。
这些材料具有不同的性质，大多数适用于本发明的接触元件的不同实施例。
弹性装置应该具有-低于65的肖氏硬度，例如是低于60，低于55，低于50，低于45，低于40，低于35，低于30，低于25，低于20，低于15，低于10，或者是低于5，和/或例如处在1-40之间，例如2-30之间，5-20之间例如6-10之间，和/或例如处在1-40之间，例如4-30之间，6-25之间例如10-20之间，和/或例如处在1-40之间，例如10-35之间，15-32之间例如20-30之间，和/或例如处在1-45之间，例如15-43之间，25-42之间例如30-40之间，和/或例如处在1-60之间，例如20-58之间，30-55之间例如40-50之间，和/或例如处在1-60之间，例如20-60之间，40-60之间例如50-60之间，和/或25％压缩偏差(kg/cm2)低于25，例如低于23，低于22，低于20，低于18，低于16，低于14，低于12，低于10，低于8，低于6，低于4，低于3，低于2，或者是低于1，和/或例如处在1-20之间，例如1-15之间，1-10之间例如1-5之间，和/或例如处在1-20之间，例如2-15之间，2-12之间例如3-10之间，和/或例如处在1-20之间，例如2-18之间，3-15之间例如5-12之间，和/或例如处在1-24之间，例如3-20之间，5-17之间例如8-15之间，和/或例如处在1-24之间，例如5-23之间，10-22之间例如12-20之间，和/或例如处在1-24之间，例如10-24之间，15-23之间例如19-23之间。
然而，如上所述，不同的材料处在不同的范围内，而各种材料可以适合本发明的不同实施例。
另外，“流体接触”是指流体能够从流体导体到啮合装置来回流动。
“位移”可以是啮合装置沿着一条线的平移和/或绕着一条轴线的转动。往往是平移和转动的组合。
在第一方面的一个重要实施例中，接触元件进一步包括第二电气或流体导体和与其电气或流体连接的第二啮合装置，第二电气导体和第二啮合装置至少有一部分被嵌入弹性装置，而第二啮合装置在弹性装置的第二表面部分上暴露，弹性装置适合提供可相对于外壳或框架位移的第二啮合装置。
在这种状态下，最好采用非导电材料例如是硅树脂或是一种凝胶制作弹性装置。
在这一实施例中，啮合装置可以独立地位移，或者是一个啮合装置随着另一个啮合装置的位移而位移。可以通过为弹性材料选择适当的材料来控制这种关系，或者是为啮合装置提供两种不同的弹性材料。一种可变形材料，例如橡胶或硅树脂材料具有比较小的压缩性，适合用来产生关联的位移，让一个啮合装置的位移产生的力可以通过可变形材料传递到另一个啮合装置。在下文中会详细描述。
可压缩材料更适合独立的位移，一个啮合装置的位移会使弹性装置产生局部压缩。然而，这种压缩不会影响到弹性装置上接触到元件的另一个啮合装置的那部分弹性装置。
弹性装置材料的压缩性或是硬度是由形成电气或流体连接所需要的力来决定的。如果需要的力大，就应该选择比较硬或是压缩性比较小的材料，反之亦然。然而，一般来说应该在上述最大范围内选择适中的硬度和/或压缩性。
在一种状况下，弹性装置还适合在一个啮合装置向一个预定方向偏移时使另一个啮合装置朝另一个预定方向偏移。在这种状况下最好采用可变形材料，并且其硬度应该处于上述最大范围的下半部分。否则就难以提供使材料位移并且移动另一个啮合装置所需要的力。
啮合装置的偏移方向主要取决于啮合装置彼此之间的相对位置和弹性装置。然而，如果一个啮合装置是在靠近弹性装置的方向上偏移，另一个啮合装置就应该在远离弹性装置的方向上偏移。如下文所述，只要让弹性装置的材料至少是基本上不易压缩，并且将弹性装置的膨胀率限制在啮合装置附近的区域就可以了。
在第一方面的第二实施例中，接触元件进一步包括一个元件表面部分，而弹性装置适合在元件表面部分在与这一元件表面部分成一定角度的方向上偏移和/或在靠近弹性装置的方向上偏移时使啮合装置偏移。
这样，除了或是代替两个以上啮合装置之间的相关的位移，元件表面部分和一或多个啮合装置的位移可能是相关的。从本发明的第二方面可以看出这样做具有许多优点。
弹性装置最好是能够在元件表面部分在靠近弹性装置的一个方向上偏移时使啮合装置朝着远离弹性装置的方向偏移。为了达到这种效果，材料的硬度应该比上述最大范围的中间值低。
在第三实施例中，弹性装置能够使啮合装置绕着一个旋转轴线转动。
在一种状况下，啮合装置能够使啮合装置绕着一个旋转轴线转动，这一轴线和暴露出啮合装置的那一表面部分至少是大体上垂直的。
在另一种状况下，啮合装置能够使啮合装置绕着一个旋转轴线转动，这一轴线和暴露出啮合装置的那一表面部分至少是大体上平行的。
实际的旋转轴线取决于旋转的用途。本发明的第二方面将会具体讨论这一问题。
在第一方面的再一个实施例中，用一个封闭装置至少是基本上封闭弹性装置，只留下用于暴露出啮合装置的表面部分以及弹性装置的元件表面部分。
特别是，当弹性装置至少是基本上不能压缩并且至少是基本上充满了被封闭装置封闭的体积时所带来的优点。在这种状况下能够在单个啮合装置和任何元件表面部分之间最好地传递位移和力。本发明的第二方面具体说明了这一点。
在本发明第一方面的又一个实施例中，如果在与暴露出啮合装置的表面部分成一定角度的预定方向上对啮合装置施加一个力，弹性装置和啮合装置能够在与施加的力成一定角度的方向上使啮合装置位移。
啮合装置的这种位移在接触元件和另一个接触元件啮合的过程中需要进行清洗时特别有用。这一点会参照本发明的第二方面来说明。
在这种状况下，接触到弹性装置的那一部分啮合装置围绕着在施加力的方向上延伸的一条线往往具有不对称的形状。在这种状况下可以采用围绕着啮合装置具有相同特点的弹性装置，因为啮合装置的形状本身是便于移动的。
或者是可以沿着啮合装置的局部外围改变弹性装置的弹性特性例如是肖氏值或者压缩偏转度。
在第二方面，本发明涉及到用于在两个电气或流体导体之间形成接触的一种接触装置，该装置包括-按照本发明第一方面的第一接触元件，以及-第二接触元件，它包括与暴露在第二接触元件的表面部分上的一个啮合装置形成电气或流体连接的一个电气或流体导体，第一和第二接触元件适合以这样的方式啮合，让第一和第二元件的啮合装置啮合，并且彼此相互施加一个力。
施加在第一和第二啮合装置之间的力可大可小。朝着各部分施加的力可以保证获得可靠的电气或流体连接。
这样，在现有技术中用于施加力的啮合装置的作用被一个独立的特性装置代替了。如果将连接器的这些(导电和特性)功能划分成独立的两部分，就能够最佳地提供彼此独立的双重特性。另外还可以实现相关或是独立的位移。
现有技术的接触装置有这样的问题，如果在一个连接器内部需要提供大量的电气连接，连接器的外壳或是外壳内的导体就限定了连接器内的各个啮合装置的相对位置。如果一个啮合装置偏离了它应有的位置，如果它的对方处在其正确的位置，就不能形成电接触。另外，如果对方在这一方向上偏移，这一啮合装置所施加的啮合力就会增大，而它的对方可能会妨碍其它啮合装置回到各自的正确位置上面无法实现电气或流体的接触。
在第二方面的第一个重要实施例中，第一接触元件进一步包括一个元件表面部分，而弹性装置适合在表面接触部分在与这一元件表面部分成一定角度的方向上偏移时偏移第一元件的啮合装置。
接触装置还包括用来偏移第一元件的元件表面部分的装置，从而使第一元件的啮合装置偏移。
按照这种方式提供了用于偏移元件表面部分并从而偏移第一元件的啮合装置的装置，从而实现与第二元件的啮合装置的一种适当的电气或流体连接。
第二元件中最好能包括偏移装置，并且让这一偏移装置能够在施加啮合力时偏移元件表面部分。按照这种方式，当两个接触元件啮合时，偏移装置就能保证啮合装置的偏移，从而形成电气或流体接触。
事实上，偏移装置可以通过弹性装置产生至少一部分啮合力。
与上述的实施例相反，如果偏移装置在啮合装置实际啮合时起作用，它就能使偏移装置随之将元件表面部分偏移到第一和第二元件的啮合装置的啮合位置。这种偏移装置可以是一个螺钉，在啮合装置啮合之后将一个元件压入弹性装置。
在本发明第二方面的另一个实施例中，第一元件的啮合装置在和对应的一个啮合装置啮合时能够在与施加的力成一定角度的方向上偏移。
最好是让第一元件的啮合装置能够在与第二元件的啮合装置的啮合作用下偏移。
在位移过程中，第一和第二元件的啮合装置能够实际接触，从而对其实际接触的表面部分进行清洗。
在这种状况下执行接触表面部分的自动清洗。这样做是有益的，否则会在界面上形成氧化层或是沾染灰尘的层。这样的层会降低电气或流体连接的质量。
第一元件的啮合装置在啮合过程中和施加充分的啮合力之前应该能够偏移。否则就可能需要单独的操作来完成清洗。
在一种状况下，弹性装置能够使第一元件的啮合装置绕着一条旋转轴线转动。
这一轴线应该最佳地适合啮合装置的形状。
在一个实施例中，弹性装置能够使第一元件的啮合装置绕着一条旋转轴线转动，这一轴线与暴露出的啮合装置的表面部分至少是基本垂直的。
在另一个实施例中，弹性装置能够使第一元件的啮合装置绕着一条旋转轴线转动，这一轴线与暴露出的啮合装置的表面部分至少是基本平行的。
无论是哪一种情况，第一和第二元件的啮合装置都应该让接触的表面部分能够在第一和第二元件啮合时使第一元件的啮合装置转动。
在这一第一实施例中，弹性装置具有这样的弹性，它的弹性应该能使啮合装置在元件相互啮合之后恢复到其初始的旋转位置。如果不能做到这一点，在以后的啮合过程中就不能起到清洗作用。
在第二方面的第二实施例中，-第一元件进一步包括-第二电气或流体导体，以及-与第二电气或流体导体形成电气或流体连接的第二啮合装置，第二电气或流体导体和第二啮合装置至少是局部被嵌入弹性装置，第二啮合装置被暴露在弹性装置的第二表面部分上，并且弹性装置能够使第二啮合装置相对于外壳或是框架偏移，-第二元件包括-第二电气或流体导体，以及-与第二电气或流体导体形成电气或流体连接的第二啮合装置，第二啮合装置被暴露在第二元件的第二表面部分上，在第一和第二元件啮合时，第二啮合装置能够在彼此之间啮合并且施加第二个力。
在这一实施例中，接触元件能够在两对电气或流体导体之间形成接触。它当然也能够提供一对电气导体和一对流体导体。
在第一种状况下，第一元件的每个啮合装置都可以独立地偏移，从而产生上述的清洗作用。
然而，本实施例的最佳工作方式是让第一元件的弹性装置能够保证啮合装置所施加的力具有一种预定的关系，例如是在第一和第二元件啮合时让这种力至少是基本上相同。
这样就能始终由弹性装置的操作来控制啮合装置的位移或是其施加的力。这种关系可以随着第一元件的尺寸和弹性装置的弹性和塑性而改变。唯一的要求就是施加在两个啮合装置之间的力要大于零牛顿。更明确的要求是这种力至少应该大致上相同。在后一种状况下，在两组啮合装置之间可以实现良好的电气或流体连接。
除了所需的这种力的关系之外，或者是作为一种替代，第一元件的弹性装置能够在第二元件的一或多个啮合装置相对于它应有的位置在一个预定方向上偏移的时候相应地偏移第一元件的啮合装置。
这样，如果接触装置的一或多个啮合装置偏离了其应有的位置，弹性装置就会起作用，使第一元件的啮合装置相应地偏移，仍然能够提供电气或流体连接。
在这一第二实施例中，弹性装置可以采用一种塑性变形材料。这样做的理由是，如果啮合装置不能恢复到它的初始位置，通过弹性装置传递的力或是位移就会受到妨碍。另外，实际传递的力或是位移和材料的压缩性有关系。压缩性很大的材料不能充分地传递力或是位移，因为包围着施加力或是发生位移的啮合装置的这种材料本身会吸收力或是位移，而不会将力或是位移传递到其它啮合装置。
当然，与第二方面的上述实施例不同，也可以利用螺纹作用，快速锁定动作，碰锁动作，摩擦，磁力或是电动力，重力，或是利用一种燕尾槽形状的啮合作用使第一元件和第二元件实现可以释放的啮合。
或者是让第一和第二元件以这样一种方式相互连接，让它们能够绕着一条旋转轴线彼此相对地转动，并且第一和第二接触元件中的一个可以采取至少是局部为圆形的形状，圆形的中心至少是基本上与旋转轴线同心。
这样就能提供一种转动方式的连接，同时仍然保留弹性装置随提供个优点。
在这种状况下，第二接触元件应该采取至少是局部为圆形的形状，这样就能用常规的手段制作这种元件，而本发明的连接装置仅仅用做小面积的连接器。
当然也可以用一种可拆卸的形式构成这种旋转式连接器，或者是以一种至少是基本上固定的方式来连接第一和第二元件。
值得注意的是，这种连接装置或是连接元件可以包括任意数量的电气或流体导体和啮合装置。它们也可以包括以单独的形式或是以许多独立的弹性装置的形式存在的许多电气导体和啮合装置。这样就能通过为弹性装置选择不同的材料来设计连接装置和连接元件的特性。
另外还应该注意到，本发明的连接装置和连接元件同样适合连接流体，液体，气体等等的管线，为了连接这种管线也需要具有适当特性的啮合装置。本发明实际上可以适合许多用途，例如用于牙科器械，这种器械需要提供能够同时传送电流或信号以及流体的插头。
特别是在使用硅树脂的情况下适合采用本发明的连接装置和连接元件，在这一特定的状况下需要通过热压处理对它进行清洗。牙科或外科手术器械就是这种状况。为了对一个标准的电气插头进行热压处理，高压气流需要从插头进入电气导体和绝缘体之间的电线。如果采用这种方法，电线会很快报废-而插头也会进水，也就报废了。
如果采用硅树脂，从实验中发现，在暴露的啮合装置和电气导体之间能够充分地密封连接元件，从而防止进水。这样，本发明还能够提供一种装置和一种元件，能够用来连接需要电源和流体并且需要用热压处理进行清洗的设备。
本领域的技术人员可以按照上述说明来满足弹性装置的要求-并且可以采用例如由General Silicones,USA制造的硅树脂一类的材料。
另外，此类材料的优点在于能够模压在导体和啮合装置周围。模压的弹性装置能够保证良好的附着性，从而获得良好的密封性能-并且更好地填充任何密封装置。另外，采用模压工艺还便于在装置中形成诸如密封元件等等其它元件；在制作流体连接器时往往需要这种密封元件。
以下要参照附图来说明本发明的接触装置和接触元件的一些最佳实施例，在附图中
图1A是一种现有技术的接触装置的截面图，图1B是本发明第一实施例的一种接触装置的截面图，图2是图1B的接触元件的一个截面图，用来表示这一实施例的适应能力，图3表示本发明第二实施例的接触装置中的第一和第二元件的截面图和端部视图，图4A-4D表示啮合装置的不同实施例的截面图，图5A-5D表示本发明的接触装置的第三实施例，图6表示本发明第四实施例的接触装置的端部视图和侧视图，图7表示本发明第五实施例的接触装置的两个截面图及其一个啮合装置的顶视图，图8A和8B分别表示本发明的接触装置的一个截面图和一个3D侧视图，其中的啮合装置是图4A所示的那一种，以及图9表示本发明另一个实施例的接触装置，它的啮合装置具有另外一种有趣的形状，图10表示与图5类似但是适合旋转的一个实施例。
图1用一种简单的方式说明了本发明的接触装置和元件的优点。
在图1A中表示了一种现有技术的电气接触装置，它是由连接到啮合装置12和13的第一元件17的金属导体10和11来提供弹性的。导体10和11的一端通常是固定的，并且从固定点向外延伸，没有其它的支撑。
第二元件14包括分别用来与装置12和13形成电气接触的啮合装置15和16。
从图中可见，一个装置12,13,14或15的位移很容易造成电气接触脱离。另外，即使在使用过程中没有经过过度的弯折，金属疲劳最终也可能会造成一个导体10和11断裂。
图1B表示本发明的接触装置和接触元件的一个简单的实施例。
这一实施例包括本发明的第一元件27，并且具有分别连接到啮合装置22和23的两个电气导体20和21。导体20和21穿过分别从啮合装置22和23上延伸出来的两个表面部分25和26被嵌入一个弹性装置24。
如图1A所示，第二元件28包括两个啮合装置29和30，分别与第一部分27的啮合装置22和23形成电气接触。
由于弹性装置24的动作，电气导体20和21不会相应地产生弹性，而这些导体可以采用更加适合大量的弯曲/位移的材料和/或尺寸，不需要考虑啮合装置22,23,29和30产生的相互啮合力。
图2表示图1B的第一实施例的一种非常有趣的变更形式，也就是将弹性装置24包裹在一个封闭装置32中，例如是一个钢制的盒子。
在这一实施例中，封闭装置32基本上被弹性装置24充满。在表面部分25和26上提供了基本上对应着啮合装置22和23的截面的开口，用来使啮合装置22和23能够延伸到封闭装置32的外部。
从图2中第一元件27的啮合装置22朝着第二元件28的啮合装置29偏移的状况可以看出封闭装置32的功能。在图2中应该注意到，尽管第二元件28和第一元件27属于同一种类型(也就是具有弹性装置)，但是并不一定要求如此。第二元件可以采用任意的形式。
在第一和第二元件27和28分别啮合时，啮合装置29会使偏移的啮合装置22朝着第二元件28的啮合装置29偏移。在图中用虚线轮廓表示了啮合装置22和23的起始位置。被封闭装置32包住的弹性装置24会朝着啮合装置30推动啮合装置23(如箭头所示)。这样，即使有一个啮合装置发生了偏移，也能在啮合装置之间形成良好的接触。
根据装置24的弹性特征，施加在第一和第二元件27和28之间的力和啮合装置22没有偏移时施加的力完全相同或是基本上相同。值得注意的是，如果第二元件的一个啮合装置发生了偏移，同样可以起到这种作用。这样就能降低对元件制造精度的要求。
图3表示一种接触装置的第二实施例。该实施例以不同于图2的一种方式利用了第一元件36的弹性装置35的弹性。
在图3中，第一元件36包括位于孔41和42中并且暴露在在表面部分39和40上的两个啮合装置37和38。
第二元件43包括两个啮合装置44和45，它们分别进入孔41和42并且分别与啮合装置37和38啮合。
另外，第二元件还包括能够使弹性装置35的一个元件表面部分47偏移的一个装置46。
第一元件36的弹性装置35被包在一个具有开口49(从顶上看)的封闭装置48中，用封闭装置封闭孔41和42(连同表面部分39和40)以及元件表面部分47。这样啮合第一和第二元件36和43就能使啮合装置44和45分别进入孔41和42，并且分别与啮合装置37和38啮合。另外，在停止运动时，装置46会使元件表面部分47偏移，随之使弹性装置35偏移，这样就会使至少一部分孔41和43以及孔内的啮合装置37和38朝着啮合装置44和45发生偏移。
按照这种方式，装置46的动作能够有效地使孔变窄，这样就能保证啮合装置之间良好的电气/流体连接。
另外，在将装置44和45引入孔41和42的过程中的“挤压”动作能够清理啮合装置37,38,44和45的表面。
从图4A-4D中也可以看出这种清理动作，在图中表示了不同截面形状的啮合装置。
从图4A可以看出总的动作，其中的第一元件48和第二元件49分别包括啮合装置50和51。第一元件还包括一个弹性装置52。第二元件49可以是也可以是不同的类型。
从图中可见，啮合装置的形状能够在整个表面上实现良好的电气连接，但是其旋转位置仅仅是啮合装置50和51一方或是双方旋转之后的情况。
由于弹性装置52具有弹性，在第一和第二元件的啮合过程中会自动产生这种旋转或是运动。
在啮合过程中，装置50和51首先在一个小区域53内啮合，防止产生火花。在此后的啮合过程中，第一和第二元件被推动着进一步啮合，装置50的旋转会使啮合区域逐渐扩大。最后的啮合会使装置50和51的扁平区域完全接触。此后在这些装置之间进一步施加压力会使各装置沿着二者之间的平面的方向偏移，这样就会产生对表面的清理动作。
在图4A-4D中可以看到相同的动作。然而，清理动作不能清理啮合装置的整个接触面。
在图4D中表示了接触装置的动作，其中的第一和第二元件都具有弹性装置。
在图8中表示了和图4A一样具有啮合装置的接触元件。在本实施例中以镜像的方式提供了两组啮合装置。这样，镜像的两组至少是基本上相同的啮合装置就能补偿由图4A中的啮合装置相互作用而自动产生的水平的力。或者是用一个外壳或类似的东西来调整这种力，以免啮合装置脱离。
图5A和5B表示按照本发明的一种接触装置的截面图，在图5A中，第一和第二元件是脱离的，而在图5B中是啮合的。
在本实施例中，不仅表示了各部分具有弹性装置的接触装置和啮合装置，而且表示了一个具有螺纹的外壳，用来保持第一和第二元件的啮合。
具体地说，这一实施例包括第一元件55和第二元件56。第一元件包括四个啮合装置57-60和分别与其连接的四个电气导体61-64。另外还提供了一个弹性装置65。
第二元件56包括分别与装置57-60啮合的四个啮合装置66-69，分别连接到四个电气导体70-73之一。
另外，用第一元件55的外壳来封闭弹性装置65，仅仅漏出弹性装置65的表面部分和一个圆形接触区域75，啮合装置57-60通过这一表面部分延伸，接触区域将保持啮合装置的第一元件围在中间。
第二元件56的外壳76包括一个圆形接触件77，它适合在第一和第二元件55和56啮合时和接触区域75处的弹性装置65啮合。
本实施例的工作如下在第一元件55和第二元件56发生接触时，接触的元件被固定在第一元件55的一个圆形卡圈78内。圆形卡圈78包括一个用来和设在第二元件的外壳76中的内螺纹79相互啮合的螺纹。
如果彼此相对地旋转第一和第二元件，啮合装置之间的距离就会缩小，接触区域75和接触件77之间的距离也会缩小。
当啮合装置和接触区域/接触件啮合时，弹性装置就会迫使啮合装置啮合-由于接触件77在区域75上对弹性装置65的压力，它们都会偏离原有的位置。
另外，如果元件55和56在啮合装置相互接触的状态下稍稍转动，就会产生上述的清理动作。从图5C中可见，第一元件55的啮合装置具有很小的面积，而第二元件56的啮合装置如图5D所示各自暴露出一个圆形部分的表面，在清理动作的过程中一直和第一元件的啮合装置保持接触。
图5A和5B的截面图表示的啮合装置被定位在一条直线上，而图5C和5D不是。然而，这仅仅是可供熟练的技术人员选择的一种在外壳内部定位啮合装置的方案。
本实施例的一个特别方面在于并不是主要关注适合连接和断开的元件，而是在一个元件相对于另一个元件转动时保持持续的接触。
如图10所示，图中表示的第一元件55的啮合装置仍然很小，而第二元件56的啮合装置是圆形的，用来在转动整个一圈的过程中保持元件之间的接触。
这种连接方式的用途很广，例如是用于元件55和56连接到一个刚性零件上的情况，因而在元件55和56之间需要有旋转运动。
在这样的状况下，元件之间的连接可能是一种不容易断开的滴答动作，或者是直接采用螺纹和螺钉。
图6表示第四实施例，图中所示的第一元件80和第二元件81分别是一个棒形装置和一个管形装置。
第一元件80包括沿着其纵轴平行布置在外表面上的许多啮合装置82。这些装置82一部分嵌入第一元件80，一部分延伸到其外表面上。
第二元件81具有沿着其纵轴平行布置在内表面上的许多啮合装置83。这些装置83也是一部分嵌入第二元件81，一部分延伸到其内表面上。
从图6的下面可以看到，第一和第二元件80和81的尺寸是这样的，当第一元件被定位在第二元件内部时，其啮合装置可以相互啮合。
从图中还可以看出，第一元件80和第二元件81分别包括一个弹性装置84和85，在啮合时能够使啮合装置在进入弹性装置的方向上偏移。然而，仅有一个元件需要采用本发明的这种包括一个弹性装置的结构。
另外，第一元件80包括一个装配在第二元件81的内表面上的导引缝隙87中的导引件86。这些导引装置能够防止第一和第二元件80和81相对转动。这样的转动可能会使啮合装置脱离。
为了便于将第一元件80引入第二元件81和与其分离，一个或两个元件双方可以包括一个分别用数字88和89表示的封闭装置，用它包住弹性装置84和85的材料-在其朝着另一个元件80,81的表面上-除了啮合装置周围。
图7表示本发明的连接装置和元件的第五实施例。图中表示了从贯穿啮合装置中心线的直角方向提取的两个截面形状。本实施例表示了啮合装置的一种复杂形状。
第一元件90包括一个啮合装置91，它的基座92被嵌入一个弹性装置93。基座92有扁平的圆锥形状(就象螺丝刀尖部的形状)。
元件90的啮合部分94是孔形的，包括许多从它的中心径向和纵向延伸的至少是基本上扁平或是平面的部分95。
第二元件96有一个具有互补形状的啮合装置97，也有许多从它的中心径向和纵向延伸的至少是基本上扁平或是平面的部分98。
显然，如果从表面部分95和98的初始位置稍稍转动第一元件的啮合装置和同样是本发明的这种元件的第二元件的啮合装置，让两个啮合装置相互啮合，这些表面部分就会保持啮合，从而获得更大的力。
这样，表面部分95和98的啮合和运动就能完成一种清理动作。
根据实际的需要可以选择许多表面部分95或98。表面部分95和98可以包括电气导体和流体导体或是这两种导体。两个啮合装置能够提供许多电气和流体连接。
当然，表面部分95和98也可以是仅仅在啮合装置的径向上延伸。然而，在这种状况下，啮合装置产生的任何旋转或位移都不能完成对啮合装置的所有表面部分95和98的清理动作。
无论在任何情况下，啮合装置的形状都能使啮合装置在与其中心轴线成一定角度的方向上产生一定的位移。
最后在图9中表示了本发明的元件和装置中使用的另外一个实施例的啮合装置。
在这一实施例中，第一接触元件100是本发明的元件，而第二接触元件101不一定采用本发明的元件。第一元件100的啮合装置以这样的方式被嵌入一个弹性元件(未示出)，它能够围绕着在图9中大致垂直的一条轴线旋转。
啮合装置至少是基本上相同，并且包括在圆周向和纵向延伸的啮合面102，而径向上是扁平的。这一啮合面还包括一个在纵向上延伸的表面103。
在啮合之前，两个啮合装置的位置可以稍稍旋转(下面的啮合装置可以相对于上面的啮合装置顺时针旋转)，偏离表面103在啮合装置啮合时的角度。
在啮合时，啮合力会迫使啮合装置在表面103形成啮合的方向上旋转。这样做具有两方面的效果旋转可以完成表面102的清理动作，并且，如果一直旋转到表面103真正啮合为止，能够获得良好的啮合。
这种方式确保了啮合能够停止并且“保持”在啮合装置之间准确限定的相对位置，其优点是表面102和103可以包括许多电气和/或流体导体，这样就能用一对啮合装置完成许多连接。
在本发明的上述实施例中描述了大多数电连接器。然而还应该注意到本发明及其实施例可以等效地适用于流体连接。在这种情况下，可以将电气装置的啮合装置换成流体连接装置。从这方面来看，啮合装置需要包括密封装置，完全防止流体从连接点泄漏。当然，这种密封装置可以是弹性装置的一部分。
权利要求
1．一种接触元件，包括一个外壳或是框架，一个电气或流体导体，用于和另一个接触元件的啮合装置啮合的一个啮合装置，该啮合装置和电连接器形成电气或流体连接，其特征在于上述元件包括一个弹性装置，电气或流体导体以及啮合装置至少有一部分被嵌入弹性装置，并且让啮合装置在弹性装置的一个表面部分上暴露，弹性装置适合提供可相对于外壳或框架位移的啮合装置。
2．按照权利要求1的接触元件，其特征是弹性装置具有低于65的肖氏硬度，例如是低于60，低于55，低于50，低于45，低于40，低于35，低于30，低于35，低于30，低于25，低于20，低于15，低于10，或者是低于5，和/或例如处在1-40之间，例如2-30之间，5-20之间例如6-10之间，和/或例如处在1-40之间，例如4-30之间，6-25之间例如10-20之间，和/或例如处在1-40之间，例如10-35之间，15-32之间例如20-30之间，和/或例如处在1-45之间，例如15-43之间，25-42之间例如30-40之间，和/或例如处在1-60之间，例如20-58之间，30-55之间例如40-50之间，和/或例如处在1-60之间，例如20-60之间，40-60之间例如50-60之间，和/或25％压缩偏差(kg/cm2)低于25，例如低于23，低于22，低于20，低于18，低于16，低于14，低于12，低于10，低于8，低于6，低于4，低于3，低于2，或者是低于1，和/或例如处在1-20之间，例如1-15之间，1-10之间例如1-5之间，和/或例如处在1-20之间，例如2-15之间，2-12之间例如3-10之间，和/或例如处在1-20之间，例如2-18之间，3-15之间例如5-12之间，和/或例如处在1-24之间，例如3-20之间，5-17之间例如8-15之间，和/或例如处在1-24之间，例如5-23之间，10-22之间例如12-20之间，和/或例如处在1-24之间，例如10-24之间，15-23之间例如19-23之间。
3．按照权利要求1或2的接触元件，其特征是进一步包括第二电气或流体导体和与其电气或流体连接的第二啮合装置，第二电气导体和第二啮合装置至少有一部分被嵌入弹性装置，而第二啮合装置在弹性装置的第二表面部分上暴露，弹性装置适合提供可相对于外壳或框架位移的第二啮合装置。
4．按照权利要求3的接触元件，其特征是弹性装置还适合在一个啮合装置向一个预定方向偏移时使另一个啮合装置朝另一个预定方向偏移。
5．按照前述任何一项权利要求的接触元件，其特征是进一步包括一个元件表面部分，而弹性装置适合在元件表面部分在与这一元件表面部分成一定角度的方向上偏移和/或在靠近弹性装置的方向上偏移时使啮合装置偏移。
6．按照权利要求5的接触元件，其特征是弹性装置适合在元件表面部分在靠近弹性装置的一个方向上偏移时使啮合装置朝着远离弹性装置的方向偏移。
7．按照前述任何一项权利要求的接触元件，其特征是啮合装置适合使啮合装置绕着一个旋转轴线转动。
8．按照权利要求7的接触元件，其特征是啮合装置适合使啮合装置绕着一个旋转轴线转动，这一轴线和暴露出啮合装置的那一表面部分至少是大体上垂直的。
9．按照权利要求8的接触元件，其特征是啮合装置适合使啮合装置绕着一个旋转轴线转动，这一轴线和暴露出啮合装置的那一表面部分至少是大体上平行的。
10．按照前述任何一项权利要求的接触元件，其特征是用一个封闭装置至少是基本上封闭弹性装置，只留下用于暴露出啮合装置的表面部分以及弹性装置的元件表面部分。
11．按照权利要求10的接触元件，其特征是弹性装置至少是基本上不能压缩并且至少是基本上充满了被封闭装置封闭的体积。
12．按照前述任何一项权利要求的接触元件，其特征是，如果在与暴露出啮合装置的表面部分成一定角度的预定方向上对啮合装置施加一个力，弹性装置和啮合装置能够在与施加的力成一定角度的方向上使啮合装置位移。
13．按照权利要求12的接触元件，其特征是接触到弹性装置的那一部分啮合装置围绕着在施加力的方向上延伸的一条线具有不对称的形状。
14．按照权利要求12或13的接触元件，其特征是弹性装置的弹性特性诸如弹性或是压缩性沿着啮合装置的局部外围改变。
15．一种在两个电气或流体导体之间形成接触的接触装置，该装置包括按照前述任何一项权利要求的第一接触元件，以及第二接触元件，它包括与暴露在第二接触元件的表面部分上的一个啮合装置形成电气或流体连接的一个电气或流体导体，第一和第二接触元件适合以这样的方式啮合，让第一和第二元件的啮合装置啮合，并且彼此相互施加一个力。
16．按照权利要求15的接触装置，其特征是第一接触元件进一步包括一个元件表面部分，而弹性装置适合在表面接触部分在与这一元件表面部分成一定角度的方向上偏移时偏移第一元件的啮合装置，接触装置还包括用来偏移第一元件的元件表面部分的装置，从而使第一元件的啮合装置偏移。
17．按照权利要求16的接触装置，其特征是第二元件中包括偏移装置。
18．按照权利要求17的接触装置，其特征是偏移装置适合在施加啮合力时偏移元件表面部分。
19．按照权利要求17或18的接触装置，其特征是偏移装置可以通过弹性装置产生至少一部分啮合力。
20．按照权利要求16的接触装置，其特征是偏移装置适合使元件表面部分按顺序偏移到第一和第二元件的啮合装置的啮合位置。
21．按照权利要求15-20之一的接触装置，其特征是第一元件的啮合装置在和另一元件的对应的啮合装置啮合时能够在与施加的力成一定角度的方向上偏移。
22．按照权利要求21的接触装置，其特征是第一元件的啮合装置适合在与第二元件的啮合装置的啮合作用下偏移。
23．按照权利要求21或22的接触装置，其特征是，在位移过程中，第一和第二元件的啮合装置能够实际接触，从而对其实际接触的表面部分进行清洗。
24．按照权利要求21-23之一的接触装置，其特征是第一元件的啮合装置适合在啮合过程中和施加充分的啮合力之前偏移。
25．按照权利要求21-24之一的接触装置，其特征是弹性装置适合使第一元件的啮合装置绕着一条旋转轴线转动。
26．按照权利要求25的接触装置，其特征是弹性装置适合使第一元件的啮合装置绕着一条旋转轴线转动，这一轴线与暴露出啮合装置的表面部分至少是基本垂直的。
27．按照权利要求25的接触装置，其特征是弹性装置适合使第一元件的啮合装置绕着一条旋转轴线转动，这一轴线与暴露出啮合装置的表面部分至少是基本平行的。
28．按照权利要求25,26或27的接触装置，其特征是第一和第二元件的啮合装置都具有接触表面部分，适合在第一和第二元件啮合时使第一元件的啮合装置转动。
29．按照权利要求15-28之一的接触装置，其特征是第一元件进一步包括第二电气或流体导体，以及与第二电气或流体导体形成电气或流体连接的第二啮合装置，第二电气或流体导体和第二啮合装置至少是局部被嵌入弹性装置，第二啮合装置被暴露在弹性装置的第二表面部分上，并且弹性装置能够使第二啮合装置相对于外壳或是框架偏移，第二元件包括第二电气或流体导体，以及与第二电气或流体导体形成电气或流体连接的第二啮合装置，第二啮合装置被暴露在第二元件的第二表面部分上，在第一和第二元件啮合时，第二啮合装置能够在彼此之间啮合并且施加第二个力。
30．按照权利要求27的接触装置，其特征是第一元件的弹性装置能够保证啮合装置所施加的力具有一种预定的关系，在第一和第二元件啮合时让这种力至少是基本上相同。
31．按照权利要求27或28的接触装置，其特征是第一元件的弹性装置能够在第二元件的一或多个啮合装置相对于它应有的位置在一个预定方向上偏移的时候相应地偏移第一元件的啮合装置。
32．按照权利要求15-31之一的接触装置，其特征是第一元件和第二元件适合通过螺纹作用，快速锁定动作，碰锁动作，摩擦，磁力或是电动力，重力实现可以释放的啮合。
33．按照权利要求15-31之一的接触装置，其特征是第一和第二元件以这样一种方式相互连接，让它们能够绕着一条旋转轴线彼此相对地转动，并且第一和第二接触元件中的一个可以采取至少是局部为圆形的形状，圆形的中心至少是基本上与旋转轴线同心。
34．按照权利要求33的接触装置，其特征是第二接触元件至少有一部分是圆形的。
35．按照权利要求33或34的接触装置，其特征是以一种至少是基本上固定的方式来连接第一和第二元件。
全文摘要
一种接触元件和包括至少一个接触元件的一种接触装置,接触元件包括能够在一个弹性装置的作用下进行例如是转移或旋转的位移的电气或流体接触装置,其中的导体至少是部分嵌入并且穿过暴露出接触装置的一个表面。弹性装置提供了一个接触元件,通过弹性装置来补偿接触装置中由一方迫使另一方在一个给定方向上的无意的位移。另外,位移能够在接触装置之间产生一种清理动作。这些装置能够用于可以断开的连接和旋转的不可以断开的连接。
文档编号H01R13/52GK1310869SQ9980894
公开日2001年8月29日 申请日期1999年4月23日 优先权日1998年5月22日
发明者J·雷普尔 申请人:莱珀技术有限公司