专利名称：电连接组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电连接组件。
背景技术：
W0-A-2007/045792描述了一种充电站和电动车辆，其中，车辆的电动机由当车辆靠近充电站静止时充电的电池来供电。车辆与充电站之间的电连接受到与车辆的连接装置协作的充电站的连接装置的影响。GB-A-2264201公开了一种包括凸形元件和凹形元件的电连接组件，凸形元件包括两个导电销，凹形元件包括用于容纳导电销的两个导电插孔。保护元件覆盖上述销并能够在凸形元件的主体内部沿该销滑动。在将凸形元件与凹形元件连接时，凹形元件向后推动保护元件，这使得接合在凹形元件的插孔内的导电销被释放。在连接期间，如果凸形元件相对于凹形元件错误地对准，连接组件不允许在没有将凸形元件卡住在凹形元件内的情况下导出。
发明内容
本发明的目的是，尽管特别是由于车辆相对于充电站的停止位置的变化以及车辆负载的变化引起的车辆的连接装置相对于充电站的连接装置的有缺陷的位置，仍然确保车辆充电时，车辆与充电站的快速、可靠、安全地并且自动地连接和断开。为此，本发明涉及一种电连接组件，包括凹形元件和用于插入该凹形元件内的凸形电连接元件，凹形元件包括至少一个电触点，凸形元件包括沿纵向轴线延伸的插头和包围插头并相对于插头活动的套管。至少一个电触点由插头或套管承载，并用于电连接到由凹形元件承载的电触点上。凸形元件的电触点的外部连接表面在套管相对于插头的第一轴向位置中由套管或插头覆盖，并在套管相对于插头的第二轴向位置中暴露。套管的外部径向表面包括至少两个台级，至少两个台级的直径沿朝向凸形元件的自由端的方向减小。凹形元件包括主体，主体的内部径向表面包括至少两个台级，至少两个台级的直径沿朝向凹形元件的口的方向增大。根据本发明，套管的台级的外表面与凹形元件的主体的内表面的台级的外表面基本上互补。此外，当套管完全插入凹形元件内时，凸形元件的较大直径的台级接合到凹形元件的较大直径的台级中，凸形元件的较小直径的台级接合到凹形元件的较小直径的台级中。因此，本发明能够确保当为车辆充电时，将车辆自动、快速、可靠并安全地连接到充电站，和与其自动、快速、可靠并安全地断开。由于台级的协作，凸形元件在没有卡住的风险的情况下导入凹形元件内，对触点的保护确保本发明的安全性和寿命。根据本发明的有利但非强制方面，这种凸形连接元件可以以任意技术上可接受的组合来结合以下一个或多个特征凸形元件包括用于将形成插头或套管与自由端相对的一端的元件固定到支承件上的连接元件。此外，连接元件使得支承件相对于插头或套管沿与插头的纵向轴线相交的至少一个方向运动。但本发明能够使得尽管凸形元件相对于凹形元件有缺陷地径向定位， 凸形元件与凹形元件轴向且自动地对准。因此，凸形元件与凹形元件之间的定位误差被适应，特别是当连接各元件时出现的凸形元件相对于凹形元件的运动。此外，即使断开运动不精确，凸形元件也可从凹形元件无损坏地断开。
连接元件是弹性地可变形元件，并可为弹簧。
连接元件铰接到插头或套管上。连接元件是中空的，以在其内部容纳至少一个电缆。连接元件沿插头的纵向轴线总体上轴向延伸。弹簧装置适于使连接元件返回到初始位置，在初始位置中，连接元件沿插头的纵向轴线总体上延伸。凸形元件包括轴向布置在套管与插头的端部元件之间的装置，以朝向套管相对于插头的第一位置轴向推动套管。因此，套管在其第一位置中自动地替换。凸形元件包括至少两个电触点，至少两个电触点是沿插头的纵向轴线布置的平行的环形导电线道的形式。凸形元件的至少一个电触点位于插头的外部径向表面上。这优化了凸形元件的紧凑度。插头从套管轴向凸出，并构成凸形元件的自由端。因此，在没有暴露触点风险的情况下朝凹形元件引导凸形元件，这对本发明的安全性和寿命是有利的。凹形元件包括相对于凹形元件的主体在第一位置与第二位置之间轴向活动的挡板，在第一位置中，挡板覆盖凹形元件的电触点，在第二位置中，电触点由挡板暴露。挡板具有布置在与口位于相同侧上的轴向侧面，并由导电材料制成，插头的与凸形元件的自由端位于相同端部的一端包括导电部分。该特征优化了本发明的紧凑度并提升安全性。连接组件包括至少一个传感器，至少一个传感器检测位于第二位置中的活动挡板和/或处于完全插入凹形元件内部的构型的套管，控制单元适于根据每个传感器的输出信号而控制向至少一个电触点的电力供应。这些特征有助于本发明的安全性。在套管完全插入凹形元件内部的构型中，套管的较大直径的台级与凹形元件的主体的较大直径的台级重叠的轴向长度大于套管的较小直径的台级与凹形元件的主体的较小直径的台级重叠的轴向长度。该特征确保凸形元件在凹形元件内无卡住地引导。包括凸形元件和凹形元件的成对元件中的一个元件电连接到电池，包括凸形元件和凹形元件的成对元件中的另一个元件电连接到电源，电源可为电容器或电力分配系统。包括凸形元件和凹形元件的成对元件中的一个元件安装在车辆上，包括凸形元件和凹形元件的成对元件中的另一个元件安装在固定充电站上。安装在车辆上的凸形元件或凹形元件包括连接到车辆的控制单元上的至少一个附加电触点。
在对凸形电连接元件、装备有这种凸形元件的电动车辆以及由这种凸形元件和固定充电站的凹形元件组成的电连接组件的以下说明的教导下，将更好地理解本发明以及本发明的其它优势。图1是分别装备有本发明的凸形电连接元件和本发明的电连接组件的凹形元件的公共汽车和充电站的平面图；图2是在连接组件的第一构型中以及在凸形元件与凹形元件的电连接期间的图1 中的细部II的放大比例的视图；图3和图4分别是图2中的细部III和IV的放大比例的视图；图5是第一构型之后的第二构型的类似于图2的部分；图6是第二构型之后的第三构型的类似于图2的部分；图7是第三构型之后第四构型的类似于图2的部分，其中，连接组件的各元件电气连接；以及图8是图7中的细部VIII的放大比例的视图。
具体实施例方式在以下说明中，术语导电指的是能传输电流的元件，比如金属元件。类似的，术语绝缘指的是不允许电流通过的元件。最后，术语轴向指的是相关元件的纵轴线。图1示出设置有凸形电连接元件4的公共汽车2，凸形电连接元件4具有纵轴A4。 车辆2的前向D沿着车辆2的纵轴A2。车辆2装备有电池/蓄电池22，电池22向电动机 21供电以驱动车辆2。凸形元件4由配线装置222电连接到电池22，并经由直螺旋弹簧42 连接到具有纵轴线A24的致动器M的活动端部M2。当凸形元件4位于其断开构型时，弹簧42大致沿轴线A4延伸，如图1和2所示。在图1中，轴线~和~4重合。致动器M是包括杆241的汽缸，杆241的端部242沿轴线A24是平移活动的。致动器M围绕垂直于车辆 2的车顶25并且当车辆静止在平坦的水平地面上时竖直的轴线\枢转，使得轴线A24在平行于车辆2的车顶25的平面内活动。车辆2的控制单元20经由配线装置202电连接到致动器24，并经由配线装置204 电连接到凸形元件4。未示出的扭力弹簧连接到致动器M上，并适于在凸形元件4没有电连接时将凸形元件4定位在初始位置，在初始位置中，凸形元件4的轴线A4垂直于车辆2的轴线A2。该运动沿图1中双头箭头F1的一个方向发生。具有纵轴线A6的凹形元件6属于布置在公共汽车站附近的固定充电站8，并包括附装到凹形元件6的主体62上的进入锥体64。进入锥体64具有内表面642。轴线A6与轴线A4和A24平行并以偏移量d分离。偏移量d是轴线A4与A6之间的偏移量在附图平面上的投影。在实践中，如果当固定不动的车辆的轴线A2不垂直于轴线A6时，当乘客上车或下车引起车辆2摇摆时，车辆2停在充电站8的略微前方或略微后方，和/或如果道路相对于轴线A6倾斜，则会发生轴线A4和A6的不对准或偏移。在图1和2中示出的偏移量d对应于A4和A6在连接之前平行的特殊情况，但可能存在角偏移。固定站8包括由电连接配线装置821连接到凹形元件6的电容器82。控制单元10 控制配线装置821中的开关662，开关662选择性地连接电容器82与凹形元件6。电容器 82选择性地连接到电源并由电源系统14供电，在实践中，电源系统14可为低压电力分配系统。控制单元10根据信号S71和S72控制的开关662，信号S71和S72通过电缆710和720 传送至控制单元10并由相应的传感器71和72输送。电缆6210将控制单元10电连接到凹形元件6。元件4和6共同形成电连接组件12，电连接组件12能够选择地将电容器82电连接到电池22，或更一般地将电源电连接至电池22。图2和图5至8示出在凸形元件4电连接至凹形元件6内期间连接组件12的四个连续构型。在未示出的靠近步骤期间，该步骤之后，凸形元件4与凹形元件6机械接触，如可在图2中看到的连接组件的构型所示，车辆2沿方向D到达固定充电站8并在此停止。然后，车辆2的控制单元20通过经由配线装置202传递的信号控制致动器对，使其活动端部242在凹形元件6的方向上沿轴线A24平移运动，直到在凸形元件与凹形元件6 的进入锥体64的内表面642之间建立机械接触为止。由于偏移量d，所以在从凹形元件的轴线A6偏移的点处建立机械接触。图2示出上述靠近步骤之后的电连接组件12。凸形元件4和凹形元件6在该阶段处于断开构型。如更具体地在图3中所示，凸形元件4包括由套管43包围的插头41。凸形元件 4的纵向轴线A4是与套管43和插头41共有的中心轴线。套管43的内部径向表面435具有台肩432，套管的外部径向表面436具有两个台级433和434。台级433和434是圆形截面的柱形外部径向表面，各自的轴向长度L433和L4m以及各自的直径D433和D4m由锥台表面 437彼此连接。台级433位于用于首先插入凹形元件6内的凸形元件4的自由端401的附近，并具有小于台级434的外径的外径。台级434比台级433更远离自由端401，并具有比 L433的长度短的长度L434。插头41由电绝缘材料管410形成，电绝缘材料管410的位于自由端401处的端部由锥台导电止动器411卡住，锥台导电止动器411的截面沿朝自由端401的方向缩小。止动器411形成元件4的从套管43轴向凸出的自由端401。管410与自由端401相对的端部固定在间隔件417上，间隔件417包括台肩416。端支承件419附装到间隔件417上。绝缘管410、导电止动器411、间隔件417和端支承件419固定在一起，并共同组成插头41。弹簧42的轴向长度总体上与插头41的轴向长度为相同的量级，即与凸形元件4 的自由端401和端支承件419之间的距离相同。在断开构型中，将弹簧42固定到端支承件419上的区域相对于将弹簧42固定到致动器M的活动端部242上的区域，在凸形元件4的自由端401的方向上沿轴线A4轴向偏移。插头41在其外部径向表面415上载有三个金属电触点412、413和414。电触点 412,413和414是与轴线A4平行、沿轴线A4布置、由绝缘管410间隔的环形导电线道。电触点412、413和414具有与插头41的外表面415齐平的各自的外表面、12、S413和、14。在图1至3、图5和图6中示出的套管43相对于示出插头41的第一轴向位置中， 触点412,413和414的外表面S412, S413和S414由套管43覆盖。套管43对触点412,413和 414的覆盖对应于插头41的外部径向表面415与套管43的内部径向表面435的径向重叠， 并具有使得套管43能够相对于插头41轴向滑动的功能径向间隙。在套管43与自由端401相对的端部处围绕套管43设置的桥台45延伸套管43的台级434，并包括外部环形部分451，外部环形部分451具有比套管43的台级434的外径D434 更大的外径。在凸形元件4的断开构型中，复位弹簧47将套管43推入相对于插头41的第一轴向位置中，在该位置中，套管43的内表面435覆盖插头41的触点412、413和414，套管43 的台肩432抵靠间隔件417的台肩416。弹簧47沿轴向夹在插头41的支承件419与套管 43之间，并向套管43上施加朝向第一自由端401的轴向力E47。布置在套管43的内部径向表面435上的插头41与套管43之间、以及布置成比触点412、413和414更靠近凸形元件4的自由端401的密封件431形成密封的屏障，该密封的屏障在套管43的第一位置中保护凸形元件4的触点412、413和414免受外部污染。致动器M的活动端部M2由弹簧42连接到支承件419。考虑到由于弹簧42的弹性弯曲，凸形元件4可能相对于轴线A24倾斜和/或与轴线A24未对准，凸形元件4安装成使其相对于活动端部242浮动。在凸形元件4的初始位置中，弹簧42的轴线基本上与轴线A4 和A24对准，为了使凸形元件4与凹形元件6之间的联接力的有效传递，弹簧42的转动是是连续的。第一保护波纹管461围绕弹簧47设置，在图2和3中可见，但在图5到7中未示出。波纹管461的第一端部以密封方式抓紧桥台45，波纹管462的第二端部以密封方式抓紧支承件419。在图2中可见但未示出在图5到图7中的第二保护波纹管462覆盖弹簧42， 并以密封方式夹在插头41与致动器M之间，一端连接到端支承件419，另一端连接到致动器对的活动端部对2。因此，保护波纹管461和462以密封方式保护凸形元件4，一方面在支承件419与套管43之间，另一方面在支承件419与致动器M的活动端部242之间。导电材料接地棒48插入插头41和套管43内部的凸形元件4中。接地棒48的第一端部482旋入止动器411的螺纹4112内，其另一个端部484由未示出的电缆连接到车辆 2的接地件。在图2和图4至8中可见的凹形元件6由绝缘主体62组成，主体62在口 63处附接，凸形元件通过口 63穿入主体62内，锥体64的小直径端由未示出的装置，比如螺钉，组装到主体62上。横向于进入锥体64的轴线A6的截面沿远离凹形元件6的主体62的轴向增大。中心在轴线A6上的主体62的内部径向表面65具有两个台级拟6和628，两者均为圆形截面的柱面，其相应的内径D626和Dffi8沿朝凹形元件6的口 63的轴向增大。台级626 具有比台级628的直径Dffi8更大的直径D626，并在轴向靠近口 63。台级6 具有比台级6 的轴向长度Lffi8更长的轴向长度L626。台级6 和628由锥台表面620连接。为沿轴线A6平行布置并由凹形元件6的主体62间隔的环形线道的形式的导电触点621、622和623，位于凹形元件6的内表面65上并比台级6 和6 更轴向远离口 63。内表面65的位于凹形元件6的远端625与台级6 和6 之间并承载触点621、 622和623的部分652，具有圆形截面的圆柱的几何形状，该圆形截面的直径Dffi2小于台级 626和6 的直径D626和D628。电触点621,622和623的相应的外表面S621, S622和S623与主体62的内表面65齐平，并承载弹簧叶片式触点的环形导电接触元件6211、6221和6231，弹簧叶片式触点在凹形元件6的内表面65的部分652内部沿径向朝向轴线A6略微地凸出。
绝缘活动挡板68布置在凹形元件6内部。挡板68由弹簧67朝向凹形元件6的口 63弹性加载。弹簧67夹在凹形元件6的远端625与挡板68之间，并向挡板68上施加导向口 63的轴向力&7。在凹形元件6的断开构型中，挡板68因此推靠在主体62的内部台肩627上，并在相对于主体62的该第一轴向位置中径向覆盖凹形元件6的触点621、622 和623的外表面^21Jffi2和。密封件6 轴向布置为比触点621、622、623更靠近凹形元件6的口 63，并布置在凹形元件6的主体62与挡板68之间，当密封件6 位于其第一位置时，密封件6 形成保护触点621、622和623的密封的屏障。密封件6M沿台级628的周向延伸，并当套管43完全插入凹形元件6的内部时保护触点 621、622、623 和 412、413、414。导电接地棒66在挡板68的内部径向插入凹形元件6内。接地棒66的面向口 63 的端部662与挡板68的面向口 63的轴向侧齐平。棒66由未示出的电缆连接到充电站8 的接地件。凹形元件6的主体62承载台级626中的第一传感器71和靠近凹形元件6的主体 62的远端625的挡板68的壳体内的第二传感器72。在靠近步骤之后的第一连接步骤期间，其结果在图5中示出，致动器对的自由端 242沿轴线A24继续平移运动。自由端401与进入锥体64之间的接触力使得轴线A24绕\ 朝口 63枢转，如由图5中的箭头F2所示，如果在垂直于图2的平面的平面中存在不可见的对准缺陷，则使弹簧42弹性地变形。该变形和枢转使得凸形元件4能够继续沿凹形元件6 的主体62的方向前进，其自由端401沿进入锥体64的内表面642滑动。在第一步骤的结尾，自由端401和套管43的台级433至少部分地穿入凹形元件6的主体62的台级626内， 如图5所示，凸形元件4的轴线A4与凹形元件6的轴线A6呈角度α。角度α是在图2中可见的轴线A4与轴线A6之间的偏移量d造成的。在第一连接步骤之后的第二连接步骤期间，其结果在图6中示出，致动器M在凹形元件6的主体62的方向上沿轴线A24继续以平移运动活动端部M2。凸形元件4的自由端401在远端625的方向上沿凹形元件6的分级的内部径向表面65前进，并引起弹簧42 的弯曲，用于使得凸形元件4的轴线A4与凹形元件6的轴线A6逐渐对准。首先，台级433 穿入台级626内，这两个台级的表面之间具有大的径向间隙。该径向间隙是直径D626与D433 之间差别引起的。然后，台级434以小的径向间隙接合到台级626内，之后，台级433以小的径向间隙接合到台级628内，直到套管43完全插入凹形元件6的主体62中为止。套管43的台级433和434的外表面与主体62的内表面65的台级6 和6 的外表面基本上互补。换句话说，除了功能间隙，套管43的台级433和434与主体62的台级 626和6 具有基本上相同的直径，以便一方面允许台级433和434与台级6 和6 接合，另一方面允许套管43相对于凹形元件6的主体62轴向运动。另外，凹形元件6的内表面65的部分652与插头41的外部径向表面415承载触点412、413和414的的部分互补。在图6的构型中，套管43的桥台45与凹形元件6在进入锥体64的水平处接触， 桥台45的环形部分451不使套管43沿凹形元件6的主体62的远端625的方向作平移运动。在该构型中，由于由套管43向后推进，因此，传感器71被激活并检测到套管43抵靠着凹形元件6，因此完全地插入。
在套管43的完全插入构型中，凸形元件4的较小直径台级433插入凹形元件6的较小直径台级6 中，台级433与台级6 重叠长度为L433/628。类似地，在该构型中，凸形元件4的较大直径台级434插入凹形元件6的较大直径台级626中，台级434与台级6 重叠长度为L434/626。轴向重叠长度L434/626大于轴向重叠长度L43v628，这使得较大直径台级434 和6 能够在较小直径台级433和6 之前配合。这样，当将凸形元件4连接到凹形元件 6上时，防止在凹形元件6内卡住凸形元件4，并便于在凹形元件6内引导套管43。凸形元件4的锥台部分437和凹形元件6的锥台部分620在端部具有相同的角度，并在连接期间能够防止卡住并便于套管43在凹形元件6内的引导。然后，密封件拟4通过防止异物和潮气侵入凹形元件6内而保护凹形元件6的触点621、622和623。在挡板68由插头41向后推进之前，套管43的台级433与密封件624 配合，挡板68和主体62之间的密封在密封件629的水平处被破坏。然后，如有必要，弹簧 42弯曲并使凸形元件4的轴线A4与凹形元件6的轴线A6对准，而致动器M的轴线A24与轴线A4未对准，致动器M继续向凸形元件4传递连接力。在第二连接步骤之后的第三连接步骤中，其结果在图7中示出，致动器M继续沿凹形元件6的主体62的方向以平动运动活动端部M2，并施加与压缩弹簧47的力相反的力。然后，插头41相对于套管43轴向运动，并继续沿凹形元件6的远端625的方向以平动运动，直到端支承件419抵靠着套管43为止。然后，插头41通过压缩弹簧67沿凹形元件6的远端625的方向向后推动活动挡板68，直到活动挡板68到达在图7和8中示出的第二轴向位置为止，其中，活动挡板68推动并触发第二传感器72，并且挡板68不再径向覆盖触点621、622和623的外表面S621、S622和S623 0这暴露了触点621、622和623。在图7和图8中示出的两个元件4和6的机械连接构型中，套管43位于相对于插头41的第二轴向位置中，并不再覆盖插头41的电触点412、413和414。这暴露了电触点 412,413 和 414。经由弹簧叶片式触点6211、6221和6231在相应的面对的触点412和621、413和 622以及414和623的外表面和S413和以及、14和Sffi3之间建立机械和电接触。由于弹簧叶片的弹性适应凸形元件4与凹形元件6之间的任意倾斜和/或径向间隙， 因此弹簧叶片式触点的弹簧叶片促进机械接触。尽管由弹簧67和47施加相反的力和E47,但致动器M继续施加足够的力以将电连接组件12的元件保持在其图7和图8所示的位置。在该构型中，凸形元件4的接地棒 48经由导电止动器411与凹形元件6的接地棒66接触，固定站8和车辆2的接地件相连。当两个传感器71和72被触发时，这意味着凸形元件4正确地机械连接在凹形元件6内。分别由传感器71和72输送的信号S71和、通过图1中可见的电缆710和720向控制单元10传输正确的连接信息。然后，控制单元10指令开关662闭合，开关662闭合如下所述的充电电路并为触点622和623供能。开始通过连接组件12为车辆2充电。在充电期间，电容器82经由回路向车辆2的电池22输送电能，回路由以下充电电路形成电能通过电缆6220从电容器82的第一端子向凹形元件6的触点622传递。如图3 更特别地示出，电缆4130和4140分别通过端子4132和4142连接到触点413和414，电缆 4130和4140焊接到端子4132和4142上。然后，电能在触点413的水平上传递到凸形元件4内，并进入电缆4130、插头41的内部、套管43、支承件419、弹簧42和活动端部M2，到达电池22的第一端子。充电电路从电池22的第二端子经由电缆4140、触点414、触点623和电缆6230到电容器82的第二端子是封闭的。电缆4140与电缆4130形成配线装置222，电缆6220与电缆6230形成配线装置 821。为了使图形清晰，仅在图8中示出电缆4130、4140、6220和6230。触点621和412 用于通信与连接组件12的连接有关、由在控制单元10与20之间转送通过的信号\传送的信息。因此，触点621和412指令在开关662闭合之前在机械连接的端部处接地，并指令致动器M的运动。连接信息通过电缆6210以在控制单元10与凹形元件6的触点621之间转送通过。连接信息在由触点621和412形成的电气接口的水平处在凹形元件6与凸形元件4之间传递，并经由容纳在插头41和套管43内部的电缆4120转送通过，电缆4120构成连接触点412与控制单元20的配线装置204。为了更加清晰，电缆6210和4120仅图8中示出。控制单元10通过指令开关662的断开在充电十秒之后中断充电，这中断向触点 622和623供给电力。该时期特别地可以根据电容器82的电容量而调整的。在充电中断之后，控制单元20自动指令致动器M缩回，这驱动凸形元件4作与连接时执行的运动反向的运动插头41缩回到套管43内，插头41的台肩416抵靠套管43的台肩432，活动挡板68沿凹形元件6的口 63的方向由弹簧67向后推动，电触点621、622、 623和412、413、414再次分别由挡板68和套管43覆盖和保护，凸形元件4退出凹形元件 6，并沿致动器M的旋转轴线\的方向驱动凸形元件4。未示出的扭力弹簧使得致动器M 绕轴线枢转，将凸形元件4驱动至初始位置。然后，车辆2准备进行下一次连接。如果车辆2在充电时间结束之前离开固定站8，则由于由弹簧42沿轴线Af^PA4 (此时两者重合)轴向传递的车辆2的向前运动D，凸形元件4从凹形元件6拔出。凸形元件4 的该运动由传感器71和72检测，控制单元10通过指令开关662的断开中断充电，使得当触点622和623失效时凸形元件4和凹形元件6分开，以免形成电弧。一旦检测到运动，控制单元10和20通过信号&通信，控制单元20指令致动器M使得活动部分242缩回。最后，致动器M绕轴线\枢转并使凸形元件4返回到初始位置。在未示出的变体中，凸形元件4可以是充电站8的一部分，凹形元件6可以是车辆 2的一部分。在未示出的本发明的另一个变体中，套管43的外表面436和凹形元件6的互补内表面65可包括大于或等于三的相同数量的台级。这种情况下，凹形元件6的台级的内部截面沿朝向凹形元件6的口 63的轴向增大，凸形元件4的台级的外部截面沿朝向凸形元件4 的自由端401的轴向减小。在未示出的本发明的另一个变体中，凸形元件4的每个触点均可设置在与套管43 的内部径向表面435齐平的套管43上，然后，插头41用于在套管43相对于插头41的第一位置中从内部径向保护并端盖触点，而插头41可沿轴向向后推进至相对于套管43的第二位置。在该第二位置中，插头41不再覆盖凸形元件的触点412、413和414。在该变体中，套管43由弹簧42与致动器M的活动端部242连接。如上所述，为了将其固定到致动器M上，凸形元件4包括弹簧42，弹簧42是弹性地挠曲的，并允许端支承件242沿与轴线A4相交的方向相对于插头41运动。然而，弹簧42 可由另一个连接元件替换，该连接元件可为聚氨酯型弹簧，也可弹性地变形，或者由铰接到插头41或套管43和/或端支承件242上的连接元件替换。该铰接连接单元可为，比如万向接头或铰接臂。无论采用何种形式的连接装置，连接元件将插头41或套管43连接其上的支承件242都能够相对于轴线A4横向运动。弹簧42具有使凸形元件4的插头41弹性地返回到初始位置的固有功能，在初始位置中，轴线A4与连接元件的纵向轴线以及与轴线A24 总体上对准。但是，如果所采用的连接装置不提供该功能，则可能增加具有该功能的额外的部件。此外，无论采用何种连接元件，其均为中空的，使得由绝缘外皮环绕的至少一个电缆可容纳其中。上述说明中的车辆2是公共汽车。但是，本发明可应用于任意机动、陆上或非陆上车辆。此外，在充电期间接收电能的车辆2的电接收器不必是电池。在上述说明和附图中，插头41由紧固在一起便于其加工的多个部分构成。然而， 插头41可以是一体的。在图中，凹形元件6的主体62由紧固在一起的多个部分构成。然而，主体62可以是一体的。在未示出的构型中，凹形元件6可装备车辆2，并可电连接到电池22上，凸形元件 4可装备充电站8，并可电连接到电源。车辆2的控制单元20可选择性地连接和控制除致动器M外的车辆2的元件，比如车辆2的车门。
权利要求
1.一种电连接组件(12)，包括凹形元件(6)和用于插入所述凹形元件(6)内的凸形元件G)，所述凹形元件(6)包括至少一个电触点(621、622、623)，所述凸形元件(4)包括插头(41)、套管03)和至少一个电触点012、413、414)，所述插头沿纵向轴线(A4) 延伸，所述套管G3)包围所述插头Gl)并相对于所述插头Gl)活动，所述至少一个电触点012、413、414)由所述插头Gl)或所述套管03)承载并用于电连接到由所述凹形元件 (6)承载的所述电触点(621、622、623)上，所述凸形元件(4)的所述电触点(412、413、414) 的外部连接表面6412、、13、、14)在所述套管相对于所述插头Gl)的第一轴向位置中由所述套管^幻或所述插头Gl)覆盖，并在所述套管相对于所述插头Gl)的第二轴向位置中暴露，所述套管^幻的外部径向表面(436)包括至少两个台级033、434)，所述两个台级G33、434)的直径(D433、D434)沿朝向所述凸形元件⑷的自由端G01)的方向减小，并且，所述凹形元件(6)包括主体(62)，所述主体(62)的内部径向表面(65)包括至少两个台级(6沈、6观)，所述至少两个台级(626、628)的直径(D626、D628)沿朝向所述凹形元件 (6)的口 (63)的方向增大，其特征在于，所述套管的所述台级(433、434)的外表面与所述凹形元件(6)的所述主体(6 的所述内表面(6 的所述台级(626、628)的外表面基本上互补，并且，当所述套管^幻完全插入所述凹形元件(6)内时，所述凸形元件的较大直径(D434)的所述台级G34)接合到所述凹形元件(6)的较大直径(D626)的所述台级(626)中，所述凸形元件 (4)的较小直径(D433)的所述台级(433)接合到所述凹形元件(6)的较小直径(D628)的所述台级(6 )中。
2.根据权利要求1所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述凸形元件(4)包括连接元件(42)，所述连接元件0 用于将元件G19)固定到支承件( 上，该元件(419)形成所述插头Gl)或所述套管^幻的与所述自由端(401)相对的一端，并且，所述连接元件 (42)使得所述支承件( 相对于所述插头Gl)或所述套管沿与所述插头Gl)的纵向轴线(A4)相交的至少一个方向运动。
3.根据权利要求2所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述连接元件0 是可弹性变形的元件，并可以是弹簧。
4.根据权利要求2所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述连接元件0 铰接到所述插头Gl)或所述套管^幻上。
5.根据权利要求2所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述连接元件02)是中空的，以在其内部容纳至少一个电缆0120、4130、4140)。
6.根据权利要求2所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述连接元件0 沿所述插头Gl)的所述纵向轴线(A4)总体上轴向延伸。
7.根据权利要求2所述的电连接组件(12)，其特征在于，弹簧装置适于将所述连接元件0 返回至初始位置，在所述初始位置中，所述连接元件0 沿所述插头Gl)的所述纵向轴线(A4)总体上延伸。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述凸形元件 (4)包括轴向布置在所述套管G3)与所述插头Gl)的端部元件(419)之间的装置(47)， 以朝向所述套管^幻相对于所述插头Gl)的第一位置轴向推动(E47)所述套管03)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述凸形元件(4)包括至少两个电触点，所述至少两个电触点是沿所述轴线(A4)布置的平行的环形导电线道012、413、414)的形式。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述凸形元件 ⑷的至少一个电触点(412、413、414)位于所述插头的外部径向表面015)上。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述插头从所述套管G3)轴向凸出，并构成所述凸形元件的所述自由端G01)。
12.根据权利要求1所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述凹形元件(6)包括相对于所述凹形元件(6)的所述主体(6 在第一位置与第二位置之间轴向活动的挡板(68)，在所述第一位置中，所述挡板(68)覆盖所述凹形元件(6)的所述电触点(621、622、623)，在所述第二位置中，所述电触点被所述挡板(68)暴露。
13.根据权利要求12所述的电连接组件(12)，其特征在于，所述挡板(68)具有布置在与所述口(6 的相同侧上的轴向侧面(662)，所述挡板(68)由导电材料制成，并且，所述插头Gl)的与所述凸形元件的所述自由端G01)位于相同端的一端包括导电部分 (411) 0
14.根据权利要求12或13所述的电连接组件(12)，其特征在于，其包括至少一个传感器(71、72)，所述至少一个传感器(71、7幻检测处于所述活动挡板(68)的第二位置中的所述活动挡板(68)和/或检测处于完全插入所述凹形元件(6)内部的构型中的所述套管 (43)，并且，控制单元(10)适于根据每个传感器(71,72)的输出信号(S71、S72)而控制向至少一个电触点(621、622、623)的电力供应。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的电连接组件(12)，其特征在于，在所述套管 (43)完全地插入所述凹形元件(6)内部的构型中，所述套管的较大直径(D434)的所述台级(434)与所述凹形元件(6)的所述主体(6 的较大直径(D626)的所述台级(626)重叠的轴向长度(L434/626)，大于所述套管03)的较小直径(D433)的所述台级033)与所述凹形元件(6)的所述主体(62)的较小直径(D628)的所述台级重叠的轴向长度(L43v628)。
16.根据权利要求1至7中任一项所述的电连接组件(12)，其特征在于，包括所述凸形元件(4)和所述凹形元件(6)的成对元件中的一个元件电连接到电池(22)，包括所述凹形元件(6)和所述凸形元件(4)的成对元件中的另一个元件电连接到电源(14)，所述电源 (14)可为电容器或电力分配系统。
17.根据权利要求1至7中任一项所述的电连接组件(12)，其特征在于，包括所述凸形元件(4)和所述凹形元件(6)的成对元件中的一个元件安装在车辆( 上，包括所述凹形元件(6)和所述凸形元件的成对元件中的另一个元件安装在固定充电站(8)上。
18.根据权利要求17所述的电连接系统(12)，其特征在于，安装在所述车辆(2)上的所述凸形元件(4)或所述凹形元件(6)包括连接到所述车辆O)的控制单元00)上的至少一个附加电触点。
全文摘要
本发明涉及一种电连接组件，该电连接组件包括凹形元件和用于插入该凹形元件内的凸形电连接元件，凹形元件包括至少一个电触点。凸形元件包括插头和套管，套管包围插头并相对于插头活动。至少一个电触点由插头或套管承载，并用于电连接到由凹形元件承载的电触点上。套管的外部径向表面包括至少两个台级，两个台级的直径沿朝向凸形元件的自由端的方向减小，凹形元件包括主体，主体的内部径向表面包括至少两个台级，两个台级的直径沿朝向凹形元件的口的方向增大。根据本发明，套管的台级的外表面与凹形元件的主体的内表面的台级的外表面基本上互补。此外，当套管完全插入凹形元件内时，凸形元件的较大直径的台级接合到凹形元件的较大直径的台级中，凸形元件的较小直径的台级接合到凹形元件的较小直径的台级中。
文档编号H01R24/00GK102315545SQ20111015860
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者克里斯蒂安·亨格尔, 杰罗姆·费龙, 米歇尔·沙比朗, 菲利普·吉恩, 阿兰-克里斯托弗·蒂贝尔吉安 申请人:马尔遆公开股份有限公司