电气连接元件的制作方法

本发明涉及一种用于传输大电流的电气连接元件，特别是根据权利要求1的前序部分的用于焊接设备中的电气连接元件。

背景技术：

现有技术中已知与焊接设备相关的二次回路焊接连接器装置。通常，这种二次回路焊接连接器装置也称为电流帽，通过螺钉型端子或螺钉导电地连接到焊接设备。但螺钉型端子或螺钉有各种缺点。一方面，二次回路焊接连接器的更换非常复杂。另一方面，它们不是免维护的，并且在二次回路焊接连接器的更换时会出现磨损。此外，通过螺钉型端子或螺钉进行安装可能导致二次回路连接未最佳对齐，并因此会增加部件上的机械负荷，从而加速产品故障。二次回路焊接连接器通常通过金属导电接触件连接，以分别桥接给定的几何环境。一方面，这些接触件的生产成本很高；另一方面，它们导致重量增加，从而对焊接单元的整体布置的效率产生负面影响。

技术实现要素：

从该现有技术出发，本发明的目的是提出一种克服现有技术缺点的电气连接装置。特别地，优选的目的是提出一种连接装置，该连接装置更易于连接至焊接设备，特别是并且优选地，同时该连接具有尽可能好的电接触特性。

该目的通过权利要求1的主题实现。根据该权利要求，提供了一种电气连接装置，特别是二次回路焊接连接器装置，用于在焊接设备的电极区域的电极侧耦接点与电源点的电源侧耦接点之间提供电接触。该连接装置包括电导体，该电导体具有布置在端部的第一接触部以及与第一接触部相对的布置在端部的第二接触部，其中第一接触部用于与电极侧耦接点连接，第二接触部用于与电源侧耦接点连接。根据本发明，第一接触部与电极侧耦接点以及第二接触部与电源侧耦接点构造成插座/插头连接件。

这意味着，在根据本发明的连接装置中，耦接点和连接到耦接点的接触部被构造成插座/插头连接件，并且能够沿着插入轴线插接在一起。

设计成将电导体的两端连接到各个耦接点的优点是使得连接更容易建立。另外，由于端子或端子状的元件具有未限定的电接触，因此相对于端子或端子状的元件的电流传输得到了改善。另外，连接装置能够很容易地插接在一起以及再次分开，这在检查工作中是有利的。

电极侧耦接点可以直接位于电极上或位于焊接设备的安装有电极的臂上。在本申请相关的上下文中，“电极侧”应理解为相应的耦接点通向电极。电极侧耦接点可靠近电极、靠近其上安装有电极的焊接臂或连接焊接臂的连接元件。

连接装置优选是单极设计。这意味着包括电极侧耦接点、电源侧耦接点和连接装置的配对是单极的。进而在一个焊接设备中布置两个连接装置。

插座/插头连接优选为圆柱形连接，使得电导体能够相对于耦接点旋转。通过这种方式，能够消除电导体中的任何断开。

两个接触部优选地分别设计成基本上相同或甚至彼此相同。两个耦接点也是这样。通过这种方式，优点在于从电源点到电导体以及从电导体到电极的电流传输分别具有相同的特性。根据安装情况，两个接触部也可以不同。

电导体优选地构造成柔性电缆的形式。当安装条件需要稍微较大的柔性时，优选地使用柔性电缆。另外，柔性电缆能够非常容易地补偿焊接过程中电源侧与电极侧之间的运动。此外，该柔性电缆能够实现几何环境的桥接，因此能够省去制造复杂的接触件。在这方面，通过将电导体设计为柔性电缆，能够实现电导体的非常有效的生产，特别是成本效益高的生产。

电导体优选具有大于200mm²的横截面。特别地，横截面为200mm²至5000mm²或为500mm²至800mm²。

优选在各个耦接点与相应的接触部之间布置至少一个导电的接触带。利用该接触带，能够提供限定的电接触。

在本示例中，“接触带”理解为导电的接触元件，其具有带的形状并且包括弹簧加载的多个接触部件。接触部件能够由接触带本身提供，或作为单独的元件附接到接触带。

在第一变体中，电导体的接触部优选地构造为插销，并且电极或电源点的耦接点优选构造为插座。

在第二变体中，电导体的接触部构造成插座，电极或电源点的耦接点构造成插销。

上述两种变体的优点在于，在插接过程中不会发生错误。

在第三种变体中，电导体的一端构造成插销，而另一端构造成插座的形式，类似地，相应设计耦接点。

优选地，插销沿电导体的中心轴线的方向定向。替代地，插销定向成相对于电导体的中心轴线倾斜一定角度，特别是成直角或45°。

在倾斜一定角度的方案中，电导体可以在弯曲点的区域中设置有另一电接触元件。电接触元件可以是例如插入式连接件。

优选地，在第一接触部和电极侧耦接点之间以及在第二接触部和/或电源侧耦接点之间设置相应的接触单元，通过该接触单元可以在插座/插头连接件中建立电接触。

接触单元的优点在于，可以进一步改善插座与插销之间的接触。优点尤其在于，可以形成用于优化电接触的最理想的空间比。

优选地，接触单元包括：设计成导电的接触体、第一接触带和第二接触带，所述第一接触带在接触部与接触体之间建立电接触，并且所述第二接触带在接触体与耦接点之间建立电接触。这意味着耦接点与接触部之间的电接触通过第一接触带、接触体和第二接触带来实现。

关于接触带的有利设计，参考上述说明。

优选地，接触带支承在接触体上的凹部中。这种类型的支承的优点在于，插座和插销分别具有大致圆柱形的且直径分别恒定的表面，从而简化了插座和插销的生产。另外，各个直径不必完全精确地制造以使得能够允许较大的公差。这些公差随后能够被接触带消除。这意味着可以选择更大的制造公差。

优选地，从与插入轴线成直角的横截面观察，两个接触带至少部分地相互重叠布置。这意味着外部接触带基本上位于与内部接触带相同的区域中。通过这种方式，能够优化电流在接触带中的传输。

优选地，在电导体与接触体之间设置机械锁定连接件。电导体能够相对于接触体锁定，使得电导体与接触体之间的连接不会意外分离。

锁定连接件优选作用于接触体和电导体的各个接触部。但锁定装置也可以保持在电导体上的其他位置。

优选地，机械锁定连接件阻止电导体与接触体之间沿插入轴线方向的运动，而允许绕插入轴线的旋转运动。接触体中的电导体由此能够围绕插入轴线可旋转地运动，这里同时避免了电导体从接触体中脱落。

优选地，锁定连接件作用在电导体或接触部的一部分上，该锁定连接件的直径大于接触部的直径。

优选地，锁定连接件是在容纳部中的可移动地支撑在接触体上的止挡件，该移动垂直于插入轴线并围绕插销上的周向凹槽，所述止挡件接合在凹槽中并且能够从凹槽中移出。

优选地，接触体具有由侧壁界定的内部空间，所述侧壁提供具有环形横截面的接触区域，所述电导体的接触部伸入内部空间中，并且第一接触带位于内部空间中内侧与接触部之间；第二接触带位于外侧并与插座建立电接触。

在插入状态下，接触体优选基本上完全或至少部分地位于插座的内部空间中，在本示例中，接触体的接触区域完全位于插座的内部空间中。

优选地，接触体在外侧具有压缩表面，该接触体能够通过压缩表面与各个耦接点连接。这意味着，例如接触体被压入插座中并且力配合地和/或形状配合地保持在该插座中。然后通过压缩表面和插座内侧建立压缩结合。由此确保了电流传输的导电性。

优选地，内部空间具有与进入开口相对的壁，电导体的接触部通过该进入开口伸入内部空间中。壁朝向后方封闭内部空间。优选地，壁在整个横截面上延伸，使得插座构造成盲孔的形式并且基本上仅能通过进入开口进入。

优选地，在插座与接触体之间布置有密封件。从插入方向观察，所述密封件布置在接触带的前面。这意味着密封件的位置更靠近进入开口，使得水或湿气无法通过进入开口到达接触带。这样能够防止腐蚀损坏，从而延长使用寿命。

在另一方案中，电极侧耦接点和/或电源侧耦接点和/或第一接触部和/或第二接触部设置有冷却管道，该冷却管道能够与冷却软管连接。由此能够在电接触的区域中提供有效的冷却。

优选地，所述冷却管道设置有管道入口和管道出口，冷却软管中的一个布置在管道入口的区域中，冷却软管中的另一个布置在管道出口的区域中。

冷却管道优选整体模制在插销和/或插座上，所述冷却管道在与插销和插座之间的电接触点间隔开的点处穿过插销和插座。插销与插座之间的电接触点之间的间隔相对于插座可以是轴向的或径向的。

但是，冷却管道也可以是套筒的一部分，该套筒在外围围绕待冷却的点。套筒是与插销和/或插座分开形成的元件。

一种焊接设备，其包括具有电极侧耦接点的电极、具有电源侧耦接点的电源点以及至少一个根据上述描述的电气连接装置。

焊接设备优选是点焊设备。

在从属权利要求中给出了其他实施方式。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明的优选实施方式，这些附图仅用于说明，不应被解释为限制性的。附图中示出：

图1是焊接设备的立体图；

图2是根据本发明的电气连接装置的实施例的截面图；

图3是根据本发明的电气连接装置的实施例的立体分解图；

图4是根据图2至图3的电气连接装置的另一立体图；

图5是根据图2至图4的电气连接装置的详细截面图；

图6是根据图2至图5的电气连接装置的另一详细截面图；

图7是电气连接装置的另一变体；

图8是电气连接装置的另一变体；

图9是根据本发明的具有附加冷却系统的连接装置的立体分解图；

图10是连接状态下的根据图9的具有附加冷却系统的连接装置；

图11是穿过具有附加冷却系统的连接装置的第一端部区域的截面图；

图12是穿过具有附加冷却系统的连接装置的第二端部区域的截面图。

具体实施方式

图1示出了焊接设备s。焊接设备s包括电极3和电源点5。电源点5为电极3供电。根据图1的焊接设备s采用c型钳子的形式。但是焊接设备s也可以采用x型钳子的形式，或者可以以其他方式设计。

根据本发明实施例的电气连接装置1布置在电源点5与电极3之间。电气连接装置1提供在电源点5与电极3之间的电接触。

在所示的实施例中，电极3是点焊设备。但也可采用其他焊接设备。电源点5可以是变压器或类似电源元件的耦接。

下面，参照图2至图8详细说明电气连接装置1。图2至图6示出了电气连接装置1的第一变体；图7示出了电气连接装置的第二变体；图8示出了电气连接装置的第三变体。

电气连接装置1也可以称为二次回路焊接连接器装置。为简单起见，在下文中，电气连接装置1将被称为连接装置1。连接装置1用于切换焊接设备s的电极3的电极侧耦接点2与电源点5的电源侧耦接点4之间的电接触。

连接装置1包括电导体6，该电导体具有布置在端部的第一接触部7以及与第一接触部7相对的布置在端部的第二接触部8，其中，第一接触部用于与电极侧耦接点2连接，第二接触部用于与电源侧耦接点4连接。两个耦接点2、4和两个接触部7、8构造成插座/插头连接件20、21，并且能够沿着插入轴线a插接在一起。也就是说，耦接点2与接触部7设计成插座/插头连接件20。此外，第二接触部8和电源侧耦接点4之间的连接同样采用插座/插头连接件21的形式。这意味着各个接触部7、8能够通过插入式连接彼此连接到相应耦接点2、4。

这种装置的优点在于，连接装置1易于更换，并且能够在电源点5与电极3之间建立限定的电接触。

电导体6优选采用柔性电缆。电缆可以具有多股绞合线。柔性电缆在端部分别具有用于电连接到相应耦接点2、4的相应接触部7、8。接触部7、8优选通过压接与电缆连接。电导体6优选具有大于200mm²的横截面。特别地，横截面为200mm²至5000mm²或为600mm²至800mm²。

关于安装，有利的是：首先稍微弯曲电缆，然后安装接触部7、8。

优选在耦接点2、4与接触部7、8之间均布置接触带11、12。利用接触带11、12，能够在耦接点2、4与相应接触部7、8之间建立电接触。接触带11、12设计成导电的，也可以称为接触薄片。

在所示实施例中，电导体1的接触部7、8构造成插销21，并且电极3与电源点5的耦接点2、4构造成插座20。插销21沿所述插入轴线a插入插座20中，类似地，还可以设想不同的配置。例如，电导体6的接触部7、8也可以构造成插座20，并且耦接点2、4也可以构造成插销21。另外，也可以想到的是，接触部7、8中的一个构造成插销21，另一个构造成插座20。

在根据图2至图6的变体中，插销21基本上沿电导体6的中心轴线m的方向定向。因此，提供了基本上直的电导体6。在图7和图8所示的实施例中，插销21相对于电导体6的中心轴线m倾斜一定角度，这里为直角。也可以设想，例如，插销21相对于中心轴线m成45°的角度。也可以设想0°至小于180°的其他角度。有效地采用所述实施例中的哪一种基本上取决于安装情况。

在倾斜一定角度的方案中，电导体可以在弯曲点28的区域中设置有另一电接触元件29。电接触元件29例如可以是插入式连接件，所述插入式连接件布置在电导体6的端部上，并且电连接到各个接触部7、8。

在图1至图8所示的实施例中，在第一接触部7与电极侧耦接点2之间以及在第二接触部8与电源侧耦接点4之间分别布置接触单元9。利用接触单元9，能够在插座/插头连接件20、21中建立电接触。经由接触单元9建立第一接触部7与电极侧耦接点2之间以及第二接触部8与电源侧耦接点4之间的电接触。

接触单元9基本上具有能够在插座/插头连接件20、21中建立限定的电接触的优点。特别是在当插座应该已经闭合时，改造焊接设备的情况下，这能够是一个优点。然而，即使在新的焊接设备中，接触单元9也具有优点，因为能够基本上独立于插座20的表面状况来建立限定的因而可规划的或容易确定尺寸的电接触。特别地，能够提供具有限定的接触电阻的插入式连接件。

此外，接触单元9，也即具有两个接触部7、8的电缆6，在达到其使用寿命时能够更换，而不必对电源侧耦接点4进行较大的转换。

另外，插座/插头连接件20、21允许插座与插头之间的旋转，这在焊接设备的移动中是有利的。

在所示的实施例中，接触单元9包括设计为导电的接触体10、第一接触带11和第二接触带12。

第一接触带11提供在接触部7、8与接触体10之间的电接触。第二接触带12建立在接触体10与耦接点2、4之间的电接触。在图2至图5中，显示了处于未插入状态的配置，而图6示出了处于插入状态的配置。从图6可以很容易地看出，插座20与插销21之间的电气路径是从外部通过第二接触带12、然后通过接触体10、最后到达第一接触带11。图6中的箭头e表示电气路径。

接触体10具有环形截面的接触区域14和由侧壁15界定的内部空间16。基本上，电流会流过接触区域14。

电导体6以其接触部7、8伸入到内部空间16中，并且第一接触带11位于内部空间16的内侧17与内部空间16中的接触部7、8之间。

第二接触带12位于侧壁15的外侧18上，并在接触区域14与插座20之间建立电接触。接触体10伸入插座20中，并且基本上完全被插座20容纳。

在所示的实施例中，接触体10在外侧具有压缩表面19，接触体10能够以该压缩表面通过压缩连接与各个耦接点2连接。在所示的实施例中，压缩表面19由外侧18提供。

优选地通过2000至2500牛顿的压力建立压缩连接。

两个接触带11、12以所示形式支撑在凹部24中。凹部24延伸到接触区域14中。在这里，凹部24从内侧17和外侧18延伸到侧壁15中。

接触体10的内部空间16具有与进入开口20相对的壁22，电导体6的各个接触部7、8通过该进入开口伸入到内部空间16。壁22朝向后方封闭内部空间16。因此，内部空间16只能通过进入开口20进入。

壁22可以整体地模制在接触体10上。在另一种变体中，还可以设想将壁22设计为能够插入内部空间16中的壁。例如，壁可以由能够从前侧插入内部空间16的螺帽形成。

在插座20与接触体10之间还布置有密封件23。从插入方向观察，密封件23布置在接触带12的前面，由此保护整个内部空间16，特别是接触带12，以防止湿气进入插座。

在各个接触部7、8的区域中布置有另外的密封件27。密封件27对内侧17与各个接触部7、8之间的间隙进行密封。

此外，在电导体6或各个接触部7、8与接触体10之间设置有机械锁定连接件13。机械锁定连接件13被构造成使得电导体6与接触体10之间沿插入轴线a的方向的运动被阻止，但是允许绕插入轴线a的旋转运动。在所示的实施例中，锁定连接件13位于接触部7、8的一部分上并且与接触体10连通。在所示的实施例中，这是锁定止挡件25，其接合在各个接触部7、8上的周向凹槽26中。

在图9至图12中，示出了电气连接装置1的另一实施例。相同的部件具有相同的附图标记。除了上述特征之外，连接装置1还包括冷却系统。在所示方案中，电极侧耦接点2、电源侧耦接点3、第一接触部7和第二接触部8设置有冷却管道30。冷却剂能够通过这些冷却管道30循环，从而能够冷却各个部件。此处的冷却管道与冷却软管31连接，冷却剂能够通过该冷却软管被供应到各个部件并且被再次排出。冷却软管31优选地与冷却剂泵(未示出)连接，该冷却剂泵使冷却剂在冷却管道30中循环。

例如，能够借助于在各个元件中的相应的孔来提供冷却管道。

每个冷却管道30具有管道入口32和管道出口33。管道入口32和管道出口33与冷却软管31连通。此处，配件34拧入管道入口32和管道出口33。然后，配件34能够经由布置在冷却软管端部上的相应配件35来连接。

图9至图12示出，冷却管道30在与插销21和插座20之间的电接触点间隔开的点处穿过插销21和插座20。“间隔开”，理解为径向或轴向间隔开。在所示实施例中的电接触点是接触单元9所在的位置。

对于插销21，这意味着冷却管道30位于接触单元8与插销21和电导体6之间的连接点之间。对于插座20，这意味着冷却管道30位于例如相对于接触单元8的径向外侧或相对于接触单元8的前侧。外侧布置如图11所示，前侧布置如图12所示。

这意味着冷却管道优选地位于接触单元9与电导体6之间的接触点之间。

然而，在其他设计中，冷却管道可以是周向环绕插座或插销的套筒36的一部分。例如，这里示出的套筒36在插座20上。

附图标记说明

1电气连接装置21插销

2电极侧耦接点22壁

3电极23密封件

4电源侧耦接点24凹部

5电源点25锁定止挡件

6电导体26凹槽

7第一接触部27密封件

8第二接触部28弯曲点

9接触单元29电接触元件

10接触体30冷却管道

11第一接触带31冷却软管

12第二接触带32管道入口

13锁定连接件33管道出口

14接触区域34配件

15侧壁35配件

16内部空间36套筒

17内部a插入轴线

18外部e电气路径

19压缩表面s焊接设备

20插座m中心轴线