专利名称：线缆连接系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及线缆连接技术领域。它涉及一种与权利要求1的前序部分一致的线缆连接系统。
此类线缆连接系统是已知的，例如文献US-A-3,560,909、US-A-5,487,679或者DE-U1-201 19 531所述。
背景技术：
为了制造导线横截面积从几平方毫米到几百平方毫米、包括环绕了绝缘层的多股扭绞金属线从而已准备好连接的线缆，通常通过插入一个安装在接触元件上的压缩套管并且由该压缩套管机械地或电气地连接到接触元件的露出的多股扭绞金属线，将以线缆终端套筒、插头或插座等形式的接触元件连接到线缆末端。为了在压缩套管和扭绞线缆之间形成一永久及无错的电气连接，需要根据扭绞线缆的横截面积正确地确定压缩套管的内径和外径尺寸。由于其功能，压缩套管一般由与接触元件不同的材料制成，它通过例如低温焊、粘接或熔焊等连接技术与接触元件连接起来，通常借助于熔焊。进而，压缩套管需要合适地退火以具有压缩操作所需的材料特性。更进一步，需要一种具有合适的几何形状及尺寸的专门的锻模(卷边工具、卷边嵌入物等)来压缩带有扭绞线缆的压缩套管。
基于以上描述的情况，通过压缩套管的线缆制造工作复杂而且费力，并且需要使用专门的工具，该工具在制造过程中需要在现场可得，因此，长期以来人们希望能简化制造过程并且无需专门工具完成此过程。过去已提出多种方案，包括使用用于制造线缆的轴向夹紧螺纹连接，该夹紧螺纹连接能使用标准的叉形扳手驱动。
先前提及的US-A-3,560,909公开了一种线缆终端连接器，其中一个螺纹段设置在接触销末端，并且成为一个圆锥形尖端。一个具有相应内螺纹的套管能拧过接触销的末端直到该圆锥形尖端顶到套管底部圆形开口的内部边缘。制造过程中，线缆暴露的扭绞金属线局部穿过该开口进入套管。当套管旋到接触销末端时，扭绞金属线的各金属线由锥尖向外受力分开并被夹紧在锥尖和套管开口的内部边缘之间(图5)。此类夹紧方式的一个缺点是，当螺纹连接拧紧时，套管开口的有棱角的边缘压入扭绞线缆的各金属线，从而形成了一个凹口并因此降低了各金属线的机械强度。
前述的US-A-5,487,679公开了一种类似的电气连接器，其中，取代锥尖的是具有第一倒圆轮廓线的尖端插入并顶住具有第二倒圆轮廓线的套管内壁。该轮廓线设计成使得尖端的中央开口角度大于套管的开口角度。这导致了一个用于待连接的线缆的扭绞金属线的渐缩的夹紧区域。该尖端由可变形的金属制成，从而当连接拧紧时，扭绞线缆的各金属线压进该尖端。这个解决方案的缺点是，由于尖端和套管轮廓的不同，只在相对较短的区域中发生实际地夹紧接触，并且该区域对应尖端凹入的区域。还有一个缺点是由于压入其中的各金属线使得尖端塑性变形塑性变形导致夹紧力减小，使得夹紧连接很容易就失去有效性。进一步，由于尖端的残余变形，连接头只可使用一次或最多使用几次。
类似地，前述的DE-U1-201 19 531中公开了一种具有轴向夹紧螺纹连接的电气连接部件，其中，或者(图1)一个具有涉及US-A-5,487,679——类似于US-A-3,560,909所述——的接触尖端压入并顶住套管开口的内部边缘并在线缆的扭绞金属线的各金属线上形成一个凹口，或者(图2)一个锥形尖端可带游隙地移动穿过一个带有倒圆边缘轮廓的套管开口。在前述最后一个实施方式中，扭绞线缆的各金属线以一种摩擦方式夹紧在尖端和套管开口边缘之间，这会导致各金属线机械性能弱化。
最后，EP-B1-0 875 961(图1)公开了所谓的轴向螺纹夹紧方式，其中，一带有锥形尖端的夹紧元件——其可旋进一个中空圆柱壳体——可旋入并顶住一个设置在该壳体内部的夹紧轮廓。由于在此情况下夹紧元件形成为一个独立部件而未通过例如低温焊、粘接或熔焊等技术与接触侧有任何连接，主要在高电流时存在不利的电流分配。进一步，在内部操作的螺纹连接方式操作起来比较复杂，并阻止了例如夹紧螺纹连接的简单紧固。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种线缆连接系统，该连接系统避免了已有系统的缺点，并由于其永久的连接、良好的电接触和连接的高机械强度以及由于操作简单且无需专用工具而显得尤其突出。
该目的是由权利要求1的全部特征实现的。本发明的精神实质包含夹紧圆锥形式的夹紧元件，夹紧轮廓包含一个如下部分其中，限制面大致平行于夹紧圆锥的锥面延伸，并且在夹紧轮廓区域中夹紧套管的通径宽度小于夹紧圆锥的最大外径。由于夹紧区域的特殊设计，产生了扭绞金属线平缓的、大面积的夹紧，其特征在于具有高的机械夹紧和保持力，为电流传输目的提供了一个大的电接触区域并在扭绞金属线上可靠地避免了凹口效应及相关损坏。第一部分中夹紧轮廓的限制面可在此情况下可选地平行于夹紧圆锥的锥面延伸，或者，若意图特别平缓地夹紧机械细金属线或极细金属线导线，可有一略微地(凸起地)倒圆的部分，该部分平均大致平行于夹紧圆锥的锥面延伸。
依据本发明的线缆连接系统的一个优选实施方式的特征在于，在夹紧圆锥上背离线缆的一侧设置有一螺纹区域，用于旋到夹紧套管上；并且其特征在于，在该螺纹区域和夹紧圆锥之间设置有一个第一凹入部分，用于容置扭绞金属线。这在安装连接时以一简单方式阻止扭绞金属线突出进入螺纹区域，并阻碍了接触体的螺纹连接及那里的夹紧套管。
依据本发明的线缆连接系统的另一优选实施方式的特征在于，至少一个观察孔设置在夹紧套管上，通过所述观察孔可直观地检查扭绞金属线在位于夹紧圆锥和夹紧轮廓之间的夹紧区域的插入情况。这能确保——无须任何特别的复杂性——待连接的线缆的扭绞金属线以合适方式导引或插入到夹紧区域，从而得到稳定且功能可靠的螺纹连接。如果两个相对的观察孔设置在夹紧套管上，那么尽管夹紧套管的转动位置不同，仍然特别易于直观地检查插入情况。
为使夹紧区域能以最适合的方式设置以用于扭绞线缆的插入，根据本发明的另一实施方式，一个标记凹槽设置在夹紧圆锥的远离线缆的一侧将是有利的，在线缆的扭绞金属线插入位于夹紧圆锥和夹紧轮廓之间的夹紧区域之前，需要夹紧套管旋紧到接触体上，直到该标记凹槽。然而，可设置另外的标记而不是标记凹槽以达到同样的效果。
更多实施方式在附带的权利要求中描述。
下面将参照实施例并结合附图更详细地解释本发明，其中图1示出了一个依据本发明的线缆连接系统的第一实施例的纵向局部剖视图，其设计用于截面积为50-70mm2的导线并且接触侧为插座形式；图2示出了图1中线缆连接系统的侧视立体图；图3示出了一个与图1相比较的依据本发明的制造中的线缆连接系统的实施例的纵向剖面；夹紧套管旋到上面，直到一个标记凹槽处，使得待连接的线缆的扭绞金属线能以最优方式插入到夹紧螺纹连接器中；图4示出了用于导线横截面积为25-35mm2的本发明的一个实施例，其中接触侧为插头形式；图5示出了用于导线横截面积为25-35mm2的本发明的一个实施例，其中接触侧为插座形式；以及图6示出了一个与图3相比较的实施例，其中用于机械敏感的细金属线或极细金属线导线的夹紧轮廓有一个与夹紧圆锥相对的倒圆部分。
具体实施例方式
图1示出了一个依据本发明的线缆连接系统的第一实施方式的纵向局部剖视图，该系统设计成用于截面积为50-70mm2的导线并且接触侧为插座形式。然而，此时应该明示依据本发明的解决方案能用于市场上可得到的最大截面积的导线。图2示出了一个侧视立体图。图1和2中示出的线缆连接系统包含一个插座10，它带有一个基本是圆柱形、沿轴线33(图3)延伸的插座体11。插座体11左手端有一孔，用于容置一个插头(图未示)，其中一个环形接触叠片结构12设置成用于产生限定的接触。一个弹簧螺栓13可逆着压缩弹簧15的压力被推回，该弹簧螺栓13保持在孔的末端，用于通过一个旋入的穿孔螺母14来容置该插头。一个O型环16设置在插座体11外侧穿孔螺母14处，用于密封该插头连接。
一个螺纹区域18邻接插座体11的右手端，其上设置有外螺纹并延伸到第一凹入部分19。在第一凹入部分19后面，插座体11变成夹紧圆锥21，该圆锥朝向端部延伸出一个尖端。用作标记凹槽的第二凹入部分27设置在螺纹区域18的中央。一夹紧套管23能旋到插座体11上设置有螺纹区域18和夹紧圆锥21的一端。夹紧套管23一端有内螺纹与螺纹区域18配合。夹紧套管23另一端内部整体形成有一夹紧轮廓20。如图3所示，该夹紧轮廓20具有第一部分20a，该第一部分20a以圆锥形式渐缩并与第二部分20b相邻接，该第二部分20b有一不变内径。第一部分20a的开口角度与夹紧圆锥21的锥形角相同，因此两个元件的表面彼此平行地延伸。夹紧套管23有一漏斗形开口22，线缆30的扭绞金属线可通过该开口22插入(图3)。在各种情况下，穿越平面17或25(图4和5中2为17’)的宽度在插座体11和夹紧套管23的外侧上研磨，从而包含夹紧套管23和夹紧圆锥21的夹紧连接26能借助于叉形扳手或转矩扳手以一种确定的并且简单的方式紧固。两个相对的观察孔24设置在夹紧套管的中央区域，在制造过程中可通过这些观察孔24观察并直观地检查扭绞金属线29的插入情况。插座体11和夹紧套管23优选地由黄铜制成并镀银。若插座10设计用于截面积为50-70mm2的导线，夹紧轮廓20的第二部分20b的内径约为12mm。
图3以快照方式示出了包含多个步骤的制造过程中的一个步骤。为了制造，起初扭绞金属线29以一预定长度去掉绝缘层而暴露于线缆30的端部。接着，如图3所示，准备夹紧螺纹连接而用于由夹紧套管23容置扭绞金属线29，该夹紧套管23旋到接触体28上直到标记凹槽27处。若夹紧套管23在一预定位置，扭绞金属线29沿轴线33穿过夹紧套管23的漏斗形开口22插入，且推入一定程度使得各金属线可容易地由观察孔24(图3)看到。现在若夹紧套管继续旋动，若螺纹连接操作正确的话，就一起带动位于夹紧轮廓20和夹紧圆锥21之间的扭绞线缆的各金属线并仍可在观察孔24中看到这些金属线。在螺纹连接的最后一阶段，各金属线的末端容置在凹入部分19中。凹入部分19有足够的空间确保各金属线不会穿透进入螺纹区域18并阻碍那里的螺纹连接的操作。
螺纹连接优选地由一放置在穿越平面17或17’宽度的扭矩扳手旋动。在穿越平面25的宽度上使用一叉形扳手锁定。夹紧圆锥21和夹紧轮廓的部分20a的夹紧面的平行以及其直径比率(夹紧轮廓20的通径宽度w小于夹紧圆锥21的最大外径)确保了扭绞金属线29的各金属线在一大面积上承受均匀的负载。结果是，一方面得到了高的保持力，另一方而可靠地避免了对各金属线的损坏。此外，部分20a的边缘能弄圆以便排除掉在其上形成的任何凹口效应。
图4和5中示出了两个用于更小横截面导线(25-35mm2)的例示的螺纹连接，这些夹紧螺纹连接在夹紧区域设计成与图1所示的实施例相同。在图4所示的例子中，接触体形成为一插头31。在图5的例子中，接触体形成为一插座32，其内部装备有一按公知形式设计的环形接触叠片结构33。
特别地，若试图连接带有机械敏感的、细金属线或极细金属线导线的线缆，推荐使用一种如图6所示的线缆连接系统。在图6所示的本发明的实施方式中，夹紧套管23中使用了一夹紧轮廓20’，并且该夹紧轮廓20’还包含两个部分20a’和20b’。第二部分20b’相当于图3中的部分20b。第一部分20a’带有一轻微地(凸起地)弄圆并且平均大致平行于夹紧圆锥21的锥面延伸。由于该略微倒圆的部分，获得了大面积的夹紧，该夹紧相对于一个棱角较“平缓”，并特别适合于扭绞金属线29的敏感的各金属线。在这点上，第一部分20a’和第二部分20b’之间无棱角过渡也非常有利。
总体上说，本发明提供一种线缆连接系统，其因以下事实而显得尤其突出-无需专门工具；-螺纹连接能再次松开，也就是说，夹紧螺纹连接能再次使用；-能用于市场上获得的最大截面积的导线；-操作简单；以及-能以节省时间从而节省费用的方式使用。
标号10 插座11 插座体12、33 接触叠片结构13 弹簧螺栓14 穿孔螺栓15 压缩弹簧16 O型环17、17’、25 穿越平面的宽度18 螺纹区域19 凹入部分20、20’ 夹紧轮廓20a、20b 部分(夹紧轮廓)20a’、20b’ 部分(夹紧轮廓)21 夹紧圆锥22 开口(漏斗形)23 夹紧套管24 观察孔26 夹紧螺纹连接27 标记凹槽28 接触体29 扭绞金属线30 线缆31 插头32 插座33 轴线w通径宽度(夹紧轮廓)
权利要求
1.一种线缆连接系统，包含一接触体(11、28、31、32)，所述接触体在线缆连接侧带有第一装置(18、……、27)，用于与线缆(30)端部形成一个可松开的电气的和机械的连接，并在接触侧设计成用来提供一个电接触，特别是一个插头接触，所述第一装置包含一大体旋转对称的中央夹紧元件(21)，该元件(21)与接触体(11、28、31、32)做成整体并沿着轴线(33)朝向线缆端部渐缩，一个同心环绕所述夹紧元件(21)的夹紧套管(23)可沿轴线方向旋到接触体(11、28、31、32)上，并且该套管(23)有一内部的基本旋转对称的夹紧轮廓(20；20a、20b；20’；20a’、20b’)，从而当夹紧套管(23)和夹紧元件(21)旋到一起时，夹紧待连接的线缆(30)的扭绞金属线(29)，该扭绞金属线(29)插入到夹紧元件(21)和夹紧轮廓(20；20a、20b；20’；20a’、20b’)之间的中间空间，其特征在于所述夹紧轮廓形成为夹紧圆锥(21)，所述夹紧轮廓(20、20’)包含第一部分(20a、20a’)，其中所述夹紧轮廓(20、20’)的限制面大致平行于夹紧圆锥(21)的锥面延伸，所述夹紧套管(23)在夹紧轮廓(20、20’)区域中的通径宽度(w)小于夹紧圆锥(21)的最大外径。
2.如权利要求1所述的线缆连接系统，其特征在于所述夹紧轮廓(20)在第一部分(20a)的限制面平行于夹紧圆锥(21)的锥面延伸。
3.如权利要求1所述的线缆连接系统，其特征在于夹紧轮廓(20’)的限制面在所述第一部分(20a’)带有一个略微倒圆的部分。
4.如权利要求1至3之一所述的线缆连接系统，其特征在于在夹紧圆锥(21)上背离线缆(30)方向的一侧设置有一螺纹区域(18)，用于旋到夹紧套管(23)上，并且在于在螺纹区域(18)和夹紧圆锥(21)之间设置有第一凹入部分(19)，用于容置扭绞金属线(29)。
5.如权利要求1至4之一所述的线缆连接系统，其特征在于所述夹紧套管(23)上至少设置有一个观察孔(24)，通过所述观察孔(24)能够直观地检查扭绞金属线(29)在夹紧圆锥(21)和夹紧轮廓(20、20’)之间的夹紧区域的插入情况。
6.如权利要求5所述的线缆连接系统，其特征在于所述夹紧套管(23)上设置有两个相对的观察孔(24)。
7.如权利要求1至6之一所述的线缆连接系统，其特征在于在夹紧圆锥(21)上背离线缆(30)方向的一侧设置有一个标记凹槽(27)，在线缆(30)的扭绞金属线(29)插入到夹紧圆锥(21)和夹紧轮廓(20、20’)之间的夹紧区域之前，需要将夹紧套管(23)旋到接触体(11、28、31、32)上直至该标记凹槽处。
8.如权利要求1至7之一所述的线缆连接系统，其特征在于在所述接触体(11、28、31、32)和夹紧套管(23)上穿越平面(17、17’、25)具有一定宽度，用于通过一给定扭矩紧固所述螺纹连接。
9.如权利要求1至8之一所述的线缆连接系统，其特征在于所述接触体(11、28、31、32)和夹紧套管(23)由金属制成。
10.如权利要求9所述的线缆连接系统，其特征在于所述接触体(11、28、31、32)和夹紧套管(23)由黄铜制成并表面镀银。
11.如权利要求1至10之一所述的线缆连接系统，其特征在于所述接触体在接触侧形成为插座(10、32)或插头(31)形式。
全文摘要
本发明提供一种线缆连接系统，它包含一接触体(28)，所述接触体在线缆连接侧带有第一装置，用于与线缆(30)一端形成一个可松开的电气的或机械的连接，所述线缆连接系统更具体地设计成一插头接触，用于在接触侧形成一个电接触。在所述线缆连接系统中可得到一种可靠并可再次使用的电气的和机械的连接，其中，夹紧元件设计成夹紧圆锥(21)的形式，且夹紧轮廓(20)有一个其中所述夹紧轮廓的限制面大致平行于夹紧圆锥(21)的锥面延伸的片段(20a)，并且夹紧套管(23)在夹紧轮廓(20)区域中的通径宽度(w)小于夹紧圆锥(21)的最大外径。
文档编号H01R4/50GK1839517SQ200480024003
公开日2006年9月27日 申请日期2004年6月10日 优先权日2003年8月26日
发明者让·范克豪泽, 安德烈亚斯·林德 申请人:马尔遆公开股份有限公司