用于将接触片插入连接器的插口中的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及用于将接触片插入连接器插口中的装置以及方法。用于将接触片插入连接器插口中的插入装置包括接入件(30)，接触片(2)在初始状态下容纳在该接入件中并且能够安装在需要插入接触件(2)的插口(110)上，以及能够相对于接入件(30)进行移动的移动件(31)，该移动件在初始状态下处于相对于接入件(30)的第一位置，其中接触片(2)在已安装到插口(110)上的接入件(30)中能够通过移动件(31)的移动从第一位置插入插口(110)。以这种方式提供了一种用于将接触片插入电连接器插口中的插入装置，该插入装置能够使(新的)接触片简单可靠地插入连接器插口中。
【专利说明】用于将接触片插入连接器的插口中的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于将接触片插入连接器插口中的装置以及用于将接触片插入连接器插口中的方法。
【背景技术】
[0002]电连接器通常具有插座(所谓的母插头)，插头(所谓的公插头)可以插入该插座中。在此通过一个或多个插座的插口建立电接触,一个或多个插头触针可以插入这些插口中，从而在插入状态下插口和触针形成电接触。
[0003]由DE 10 2011 050 938A1已知的这种类型连接器中，需要将具有电触点的电缆插头插入对应设备插头的插口中。电缆插头用于在电动车和用于给对应电动车的汽车蓄电池充电的充电装置之间建立电连接。
[0004]例如W02012/159950A1公开了这种类型的另一连接器。
[0005]用于连接电动车和用于给电动车的蓄电池充电的充电装置的电连接器必须设计为用于传递大电流、例如大于50A直至例如400A的电流。电动车的充电电流例如可以在200和250A之间。相应地必须确定插口的尺寸并且配置该插口和所对应的电触针共同作用来提供低电阻的电触点。
[0006]对此，通常需要在一天中多次操作充电装置和电动车上的电连接器并且将插头的电触针插入插座的对应插口中。因此，这样的连接器必须是结实而且耐磨损的，这样即使在多次操作之后仍然能够始终建立用于低电阻的电连接的可靠的电接触。
[0007]为了在大于50A的高电流范围中在插口和对应的触针之间建立有利的电接触，在插口上设置了接触片，该接触片插入插口并且安置在插口的接触口中。接触片至少区段式地构造为具有弹性的并且用于和插入的触针形成啮合，以在插口和触针之间建立电接触。
[0008]因为特别是这种接触片可能受到磨损，所以之后需要能够更换接触片。在传统的连接器中，在一个或多个插口的一个或多个接触片上会出现磨损，因此至今在这样的连接器中通常需要整体更换插座和设置在其上的插口，这特别是当插座以复杂的拆装方式设置在发动机室或汽车内部的其他空间中时会导致昂贵的费用。通常在不需要拆卸插座就更换接触片时，可以例如必要时借助钳子将接触片从插口中取出。但是之后必须通过手和/或使用工具、例如钳子将另一接触片插入插口。使用工具、例如钳子总是会使新的接触片在插入插座时有受到损坏的危险。对此，在最不利的情况下甚至会损坏插座本身。如果接触片涂有例如在具有良好的滑移性能的同时还能够进行良好接触的灵敏涂层，那么不能用手接触该涂层。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种用于将接触片插入电连接器插口中的插入装置和方法，该装置和方法能够使(新的)接触片简单可靠地插入连接器插口中。
[0010]通过具有权利要求1的特征的主体实现了该目的。
[0011]插入装置相应地包括
[0012]-接入件，接触片在初始状态下容纳在该接入件中并且该接入件能够安装在需要插入接触件的插口上，以及
[0013]-能够相对于接入件进行移动的移动件，该移动件在初始状态下处于相对于接入件的第一位置，其中接触片在已安装到插口上的接入件中能够通过移动件的移动从第一位置插入插口。
[0014]本发明在该原理的基础上提供一种专用工具，该工具能够以简单可靠的方式将接触片插入连接器的插口中。对此，插入装置具有接入件，接触片在插入插口中之前容纳在该接入件中。接入件可以连接在插口上并且具有能够相对于接入件进行移动的移动件，在将接触片插入插口中之前该移动件相对于接入件处于第一位置并且为了使接触片插入插口能够使移动件从第一位置中移出，从而以这种方式将接触片从接入件引入插口中。
[0015]借助插入装置提供了这样一种工具，借助该工具能够以简单的方式将接触片插入连接器的插口中，而为此不需要使用者接触接触片或者用不合适的工具操作该接触片。
[0016]对此，优选在接入件的接收腔中沿插入方向能够推动地引导移动件。在初始状态下，接触片容纳在接入件的接收腔中并且通过将移动件从其第一位置中朝向插入方向推出从而能够将接触片从接收腔中推出并且移入插口中。通过操作移动件将接触片插入插口，其中移动件根据施压部件的类型来影响接触片并且将接触片从例如接入件的成型为圆柱形的接收腔中推出。
[0017]通过使接触片在预应力的作用下抵靠在接收腔的(圆柱形)内壁上并且在预应力的作用下容纳在内壁上，从而类似环形的接触片在初始状态下优选夹紧地容纳在接收腔中。在Iv有利的设计中移动件具有移动杆，该移动杆在接触片各纳在接入件中的初始状态下咬合接触片。通过移动用于将接触片插入插口中的移动件使移动杆至少以区段形式从接入件驶出并且驶入插口中并且对此在移动杆的移动路径上一直夹住接触片，由此将接触片插入插口中。
[0018]移动杆例如可以具有端面，该端面在移动件进行移动时靠近插口的底部并且在移动杆驶入插口中时和插口的底部形成抵触，由此移动杆在和插口的共同作用下具有限定的终端位置，在该终端位置中确保了接触片正确地插入插口中。
[0019]移动件在其移动杆上优选具有凸起区段，构造该凸起区段使得移动用于将接触片插入插口中的移动件时作用在接触片。凸起区段构成为带动件，该带动件在移动件进行移动时相对于接入件带动接触片从接入件的接收腔进入插口中。通过凸起区段移动件例如也可以在接入件的(圆柱形)内壁上滑动，由此使移动件以受到限定的引导方式相对于接入件进行移动。
[0020]接入件例如具有隔板，该隔板在插入方向相反的方向上限定接入件的接收腔。移动件的凸起区段在第一位置上(将接触片插入插口中之前)抵靠在隔板上，由此通过使凸起区段抵靠在隔板上限定移动件的第一位置。为了将接触件插入插口中移动移动件并且由此使移动件从其第一位置移出，由此凸起区段离开隔板并且在插口的接收腔中移动并且接触片由此一起移动并且移入插口中。
[0021]在移动件的凸起区段上操作杆以有利的方式连接在远离移动杆的侧面上，该操作杆穿过隔板并且和该隔板接合并且具有用于操作移动件的操作头。使用者可以通过操作头以简单的方式操作移动件，例如使用者通过压下操作头并且由此将操作杆推入接入件中，由此使凸起区段在接入件的接收腔中移动并且使移动杆从接收腔中移出。
[0022]接入件和移动件例如基本上成型为圆柱形并且由此相对于插入方向至少近似为旋转对称的。同时，特别是接入件的接收腔成型为圆柱形，由此至少近似于环形的接触片能够保持在接收腔中。为了将接触片插入插口中可以通过移动件的移动使接触片沿接收腔的圆柱形内壁移动并且插入插口的同样成型为圆柱形的接触口中。
[0023]在另一个设计中，接入件在需要连接到插口上的末端区段上具有需要和插口形成啮合的凹槽，该凹槽能够将接入件限定地连接到插口上。例如可以根据需要插入接触片的插口的顶端成型该凹槽，由此插口的顶端能够非常匹配地插入接入件的凹槽中并且在接入件连接在插口上时，接入件由此具有相对于插口受到限制的位置。
[0024]插入装置例如还可以具有弹性部件，该弹性部件相对于接入件朝向第一位置的方向使移动件受到预应力。该弹性部件在这里首先用于将移动件固定在其第一位置上，由此使移动件特别是在和保持在接入件上的接触片一起移动时不会轻易地从第一位置中移出。因此，接触片直至插入瞬间都可靠并且受到保护的容纳在插入装置中。其次，该弹性部件在移动件进行移动之后使移动件朝向其第一位置的方向从插口中退出并复位。
[0025]例如可以构成压缩弹簧类型的弹性部件并且将弹性部件设置在操作头和接入件的隔板之间的操作杆上，由此弹性部件带有预应力地作用在操作头和接入件的隔板之间并且相对于接入件使移动件受到预应力。
[0026]此外，通过用于将接触片插入连接器插口中的方法实现了上述目的。在该方法中，
[0027]-具有接入件的插入装置连接在需要插入接触片的插口上，接触片在初始状态下容纳在该接入件中，
[0028]-插入装置的能够相对于接入件进行移动的移动件在初始状态下处于相对于接入件的第一位置上并且
[0029]-通过移动件从第一位置的移动使接触片插入插口中。
[0030]上述关于插入装置的优点以及有利的设计也类似地适用于该方法，因此可以参考上述实施方式。
[0031]通过移动件相对于接入件所进行的移动，接触片从接入件的接收腔中移出并且插入到插口的接触口中。在初始状态下，通过使接触片受到预紧地沿周向缩卷，从而使接触片在此夹紧地容纳在接收腔的内壁上，由此借助该预应力缩小了半径并且接触片借助该预应力抵靠在接收腔的圆柱形内壁上。通过移动件的移动，接触片从接收腔引出并且引入插口的接触口中并且到达插口的接触片座的区域中，该接触片座可以具有比接触口其他部分的圆柱形内壁更大的直径，由此接触片可以在接触片座中至少稍微地在径向上加宽并由此在径向上离开移动件的移动杆。因此，接触片插入插口的接触片座之后可以轻松地再次将移动件从插口中拉出，其中接触片保留在插口的接触片座中。从插口中移除插入装置之后，具有已插入的新的接触片的插口可以立即投入使用并且可以和对应的触针形成啮合。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]下面根据描述附图的实施例详细阐述基于本发明的原理。其中:
[0033]图1以立体图示出了用于建立电接触的连接器插座，该连接器具有设置在其上的插口 ；
[0034]图2A以前视图示出了插口 ；
[0035]图2B以沿图2A所示D-D线的剖面图示出了插口 ；
[0036]图3以独立立体视图示出了插口的接触片；
[0037]图4以侧视图示出了用于将接触片插入插口的插入装置；
[0038]图5A以端面侧的前视图示出了插入装置；
[0039]图5B示出了沿图5A所示的B-B线的剖面图；
[0040]图6示出了具有接在插口上的插入装置的插座的视图；
[0041]图7A示出了沿图6所示的截面E的剖面图；
[0042]图7B以放大视图示出了根据图7A所示的局部A;以及
[0043]图8示出了在接触片插入插口时在插口上的插入装置的视图。
[0044]附图标记说明
[0045]I插座
[0046]10壳体
[0047]11插头接点
[0048]110 插口
[0049]111 顶端
[0050]112 接触口
[0051]113 接触片座
[0052]114 杆
[0053]115 底部
[0054]12用于控制线的连接器
[0055]13导套
[0056]2接触片
[0057]20桥形接片
[0058]21,22环形区段
[0059]23开口
[0060]3插入装置
[0061]30 接入件
[0062]300 末端区段
[0063]301 凹槽
[0064]302 接收腔
[0065]303 隔板
[0066]304 凹空部
[0067]31 移动件
[0068]310操作头
[0069]311操作杆
[0070]312凸起区段
[0071]313移动杆
[0072]314端面
[0073]32弹性部件
[0074]33保护罩
[0075]A局部
[0076]E截面
[0077]I插入方向
【具体实施方式】
[0078]图1所示的连接器插座I具有壳体10，具有分别用于和图1未示出的对应的插头建立电连接的插口 110的插头接点11设置在该壳体上。为了引入插头的对应插针，在壳体10上设有用于在建立插座I和插头的连接时用于机械导向的导套13。连接器12用于为其他导线、例如控制线建立连接。
[0079]插座I是插头的配合件，该插头安装在蓄电池上并且已经存在于充电装置上和汽车上，以连接蓄电池。蓄电池可以相应地在充电装置上或充电装置中充电并且在汽车上对汽车放电。通过插头接点11建立用于引入以及引走电流的三芯连接。特别是在充电过程中，充电电流以200至250A的大小流过插头接点11。
[0080]为了在这种插座I中在插头接点11上提供低电阻的可靠连接,如图2A和2B所示，在每个插口 110上设置一个金属接触片2，图3以独立示意图示出了该金属接触片。接触片2安置在插口 110的顶端111的根据盲孔类型实施的接触口 112内部中的接触片座113中。接触片2具有大体上呈环形的形状并且由两个环形区段21、22构成，这两个环区段通过轴向延伸的桥形接片20相互连接。环形区段21在开口 23的区域中在周向上敞开，因此接触片2沿周向断开。接触片2安置在接触片座113中，该接触片座相对于插口 110的圆柱形的接触口 112径向加宽并且相应地具有至少稍微大于接触口 112的直径。
[0081]为了建立电接触将对应的触针插入插口 110的接触口 112中并且以这种方式实现和接触片2的接触。通过使接触片2的桥形接片20至少在区段上具有弹性，使得接触片2在弹簧张紧作用下抵靠在插入接触口 112中的触针上，从而特别是在接触片2和触针之间建立了电接触。由此能够通过连接在插口 110的顶端111上的杆114引导电流。
[0082]充电装置或汽车的插座I必须能够频繁地插接所对应的插头。特别是即使在多次重复使用时也必须确保可以以可靠的方式通过插口 110和所插入的插头触针建立低电阻的电接触。
[0083]由于频繁地将触针插入插座101的插口 110中，所以特别是在设置在插口 110中的接触片2上会出现磨损，因此可能需要更换接触片2。借助合适的工具、例如借助钳子可以轻松地移除接触片2，然而将新的接触片2插入插口 110中的操作是复杂而麻烦的。因此例如可以对接触片2进行涂层，从而一方面能够实现和触针的良好接触并且另一方面能够简单地插入触针。这种经涂层的接触片2在其涂层之后不(再)允许使用者触摸，因此将新的接触片2手动地插入插口 110中需要满足特殊的要求。
[0084]因此提供了在图4至8的实施例中所示的插入装置3。
[0085]插入装置3具有接入件30和能够在接入件30上沿插入方向I移动引导的移动件31。接入件30可以通过凹槽301接在插座I的插口 110的末端区段300上(例如参见图5B)并且在接收腔302中包含一个接触片2，该接触片在初始状态下容纳在大致上成型为圆柱形的接收腔302中。
[0086]在接收腔302中还通过凸起区段312引导移动件31。移动件31具有移动杆313，该移动杆在插入装置3的初始状态下移动件31所处的第一位置中基本上在接收腔302中延伸。凸起区段312连接在移动杆313上，该凸起区段在第一位置中抵靠在接入件30的反向于插入方向I限定接收腔302的隔板303上并且因此具有相对于接入件30的限定位置。
[0087]操作杆311从凸起区段312延伸通过隔板303并且反向于插入方向I从接入件30中延伸出来。操作杆311在其远离凸起区段312的末端上具有操作头310，该操作头通过固定在操作杆311上的压缩弹簧形式的弹性部件32相对于接入件30的隔板303受到预应力。
[0088]弹性部件32 —方面用于在插入装置3的初始状态下将移动件31固定在插入装置的第一位置上，以避免移动件31相对于接入件30发生意外移动。对此，弹性部件32在隔板303和操作头310之间从接入件30的凹空部304延伸出来并且移动件31这样相对于接入件30受到预应力，即，移动件31在预应力下以移动件的凸起区段312抵靠在隔板303上。
[0089]在图4、5A和5B所示的初始状态下，供应商可以提供插入装置3和插入接入件30的接收腔302中的接触片2，由此能够在插座I的位置上将新的接触片2插入到插座I的插口 110中。为了保护固定在接入件30中的接触片2，在这里可以将保护罩33置于接入件30的末端区段300上，该保护罩相对于外部锁闭接收腔302并且由此避免湿气或赃物进入接收腔302中。
[0090]为了更换插座I的插口 110上的接触片2进行下列操作。
[0091]首先借助合适的工具、例如借助钳子从插口 110中移除需要更换的可能受到磨损的接触片2，从而轻松地将接触片从插口 110中的接触片座113中拉出。
[0092]然后如图6所示，插入装置3以其接入件30连接到插口 110上，由此在接入件30的靠近插口 I1的末端区段300上插口 110以其顶端111啮合到凹槽301中。插入装置3连接到插口 110上之前，将保护罩33从末端区段300上取下。通过连接接入件30和插口110的顶端111上的凹槽301使得接入件30的接收腔302以及移动件31的移动杆313相对于插口 I1对齐中心，由此，接收腔302的圆柱形内壁至少基本无偏移地接入到插口 110的接触口 112的圆柱形内壁中并且杆313位于中心地插入接触口 112中。
[0093]这里如图8所示，通过压下操作头310 (克服弹性部件32的弹簧预紧力)相对于接入件30沿插入方向I推动移动件31，从而移动杆313驶入接触口 112中，直至该移动杆以其端侧上的端面314和接触口 112的底部115相接触。通过移动件31的移动，通过径向突出到移动杆313之外并且和接入件30的接收腔302的圆柱形内壁滑动地接触的凸起区段312夹住保持在接收腔302中的接触片2并且穿过接收腔302出来推入到插口 110的接触口 112中，直至该接触片到达接触口 112中的接触片座113的区域中。
[0094]通过使接触片(克服消除应力的状态)至少轻微地沿周向缩卷，从而接触片2在初始状态受到预应力地容纳在接入件30的接收腔302中。接触片2由此在初始状态下在受到预应力的作用下从内侧抵靠在接收腔302的圆柱形内壁上。如果通过操作移动件31将接触片2从接收腔302中推出并且使该接触片到达插口 110的接触口 112的接触片座113的区域中，那么由于接触片座113具有比接触口 112和接收腔302更大的直径，接触片2能够至少轻微地展开，即径向扩展，由此接触片2开始径向啮合到相对于接触口 112的其余壁区段扩大的接触片座113中并且然后在径向上至少稍微离开移动杆313。因此，通过拉回移动件31、必要时根据情况通过弹性部件32的恢复力可以使移动杆313从插口 110中驶出，其中接触片2保留在接触片座113中以及在插口 110的内部。
[0095]移动件31复位之后可以轻松地从插口 110中取出插入装置3。由此接触片2的插入过程结束。
[0096]插入装置3作为一次性部件例如可以由塑料、例如由POM(聚甲醛)或PEEK (聚醚醚酮)制成。因此，在插入装置3和安装在其上的接触片2移动之后并且在接触片2插入插口 110之后可以废弃插入装置3。
[0097]插入装置3也可以构造为可重复使用的多次使用部件。在这种情况下将接触片2插入插口 110之后再次将一个接触片2安装到插入装置3，以将该接触片2插入另一个插口110 中。
[0098]基于本发明的思想并不仅限于上述实施例，而也可以以完全另一种类型用于其它的实施方式。
[0099]伴随所提供的插入装置提供了一种专用工具，该工具能够以轻松且操作简单的方式将接触片形式的磨损件插入插座的对应插口中。对此这种插入过程实现了对移动件的简单操作，而不需要为此直接拿取接触片或者为了在插口中准确定位接触片而采取其他措施。
[0100]这里所述类型的插入装置并不仅限于在汽车和/或充电装置上的蓄电池插座上的应用，而原则上也能够应用在需要将用于功率触点的接触片插入插口的任何情况。这种功率触点特别是用于在电流高于50A时的高电流范围中。
【权利要求】
1.一种用于将接触片插入连接器插口中的插入装置，其特征在于，所述插入装置包括 -接入件(30)，接触片(2)在初始状态下容纳在所述接入件中，并且所述接入件能够安装在需要插入接触件(2)的插口(110)上，以及 -能够相对于接入件(30)进行移动的移动件(31)，所述移动件在初始状态下处于相对于接入件(30)的第一位置，其中接触片⑵在已安装到插口(110)上的接入件(30)中能够通过移动件(31)从第一位置的移动插入插口(110)。
2.根据权利要求1所述的插入装置，其特征在于，能够在接入件(30)的接收腔(302)上沿插入方向(I)推动地引导移动件(31)。
3.根据权利要求2所述的插入装置，其特征在于，在初始状态下，接触片(2)容纳在接入件(30)的接收腔(302)中并且通过将移动件(3)从其第一位置中朝插入方向(I)推动从而能够将接触片从接收腔(302)中推出。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的插入装置，其特征在于，在初始状态下移动件(31)借助移动杆(313)固定住容纳在接入件(30)中的接触片(2)，其中通过移动用于将接触片⑵插入插口(110)中的移动件(31)使移动杆(313)至少以区段形式从接入件(30)驶出。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的插入装置，其特征在于，所述移动件(31)具有凸起区段(312)，构造所述凸起区段使得在移动用于将接触片(2)插入插口(110)中的移动件(31)时作用在接触片(2)上。
6.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，所述接入件(30)具有隔板(303)，移动件(31)的凸起区段(312)在第一位置上抵靠在所述隔板上并且为了将接触片(2)插入插口(110)凸起区段(312)离开所述隔板。
7.根据权利要求6所述的插入装置，其特征在于，移动件(31)通过连接在所述凸起区段(312)上的操作杆(311)靠近隔板(303)，其中所述操作杆(311)具有用于操作移动件(31)的操作头(310)。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的插入装置，其特征在于，所述接入件(30)和所述移动件(31)大体上成型为圆柱形。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的插入装置，其特征在于，所述接入件(30)在需要连接到插口(I1)上的末端区段(300)上具有需要和插口(110)形成啮合的凹槽(301)。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的插入装置，其特征在于，插入装置(3)具有弹性部件(32)，所述弹性部件相对于接入件(30)朝向第一位置的方向使移动件(31)受到预应力。
11.用于将接触片插入连接器插口中的方法，在所述方法中， -具有接入件(30)的插入装置(3)连接在需要插入接触片(2)的插口(110)上，所述接触片(2)在初始状态下各纳在所述接入件中， -插入装置(3)的能够相对于接入件(30)进行移动的移动件(31)在初始状态下处于相对于接入件(30)的第一位置上并且 -通过移动件(31)从第一位置的移动接触片(2)插入插口(110)中。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过移动件(31)相对于接入件(30)所进行的移动，接触片(2)从接入件(30)的接收腔(302)中移出并且插入到插口(110)的接触口 (112)中。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述接触片(2)在初始状态下夹紧地容纳在接收腔(302)中。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，通过移动件(31)的移动，接触片(2)从接收腔(302)中移出并且移入插口(110)的接触口(112)中并且插入插口(110)的接触片座(113)中。
【文档编号】H01R43/20GK104283088SQ201410312299
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】卡斯滕·加特 申请人:菲尼克斯电气公司