电连接器的制作方法

本发明涉及一种配置成与第二连接器配合的电连接器，特别是一种用于高功率载具应用的电连接器。

背景技术：

1、当金属电触头的接触表面接合时，相应表面的表面粗糙部粘附。接触表面的相对滑动运动导致粘附的表面粗糙部的破坏，这产生磨损碎屑。术语微动腐蚀是指在机械负载下这种磨损碎屑在金属电触头的接触表面上的发生和随后的氧化。

2、微动腐蚀的发生增加了接触电阻，这可能干扰电信号传输并且显著地引起电力损失以发热。微动腐蚀还降低了应力下腐蚀材料的材料性能，例如疲劳强度。例如，微动腐蚀可能增加出现裂纹的风险。

3、同时，朝向移动性电气化的行业范围的推动转化为电连接器在不仅用于信号传输而且用于电力传输的载具应用中越来越多地实施。例如，可能需要高功率连接器来安全且可靠地传输50a或更高的直流电流。

4、同时，在许多类型的载具中，特别是电动火车和飞行器中，动态环境可能在电力传输部件上产生重要的振动载荷。例如，连续振动振荡在飞行器中是常见的，振荡幅度范围从微米级到10mm。

5、振动运动从振动源传递到电连接部，电连接部由与第二电连接器配合的电连接器组成，特别是与容座连接器配合的插头连接器。因此，相应连接器容纳件的触底并彼此紧固的部分结合移动。然而，相应连接器的配合的电触头仍然相对于彼此并且相对于它们装配在其中的容纳件移动，特别是考虑到在制造公差内的触头尺寸的变化，这导致出现微动腐蚀。

6、电连接器中的这种振动引起的微动腐蚀导致欧姆接触电阻的不希望的增加和不希望的作为热量的能量损失。

7、为此，到目前为止，使用高电压压缩接线片连接部来确保高功率电连接。接线片连接部通常包括未绝缘的暴露部分，当处于高电压下时，其一方面对人类构成安全风险，另一方面通过电磁辐射对载具构成风险。特别地，暴露部分的绝缘的缺乏限制了根据周围气体的介电电阻传输的电功率，该介电电阻可能随着环境湿度水平而波动。由于接线片仅通过空气间隙与下一个接线片和飞行器的金属结构绝缘，因此它们的尺寸必须设计成相对低的电压使用。

8、此外，接线片连接部的安装可能是耗时且费力的。深电缆冲压以及初始连接紧固需要专用工具。通常需要一系列标记来指示完成的安装步骤。重金属高功率电缆和接线片难以操纵，特别是因为通常分配过量电缆的额外的圈以预期可能需要的接线片连接修理。顺便提及，这些额外的线缆圈增加了载具的总质量，因此降低了能量效率。

9、此外，由于热膨胀、振动和压缩应力都在接线片连接部上产生磨损，因此可能需要频繁地重新紧固以继续连接部的安全工作。因此，预防性维护的要求，包括紧固检查和重新拧紧，代表了载具运行的成本因素。

技术实现思路

1、鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种用于动态环境的改进的高功率连接器。

2、该目的通过一种电连接器实现，特别是用于高功率载具应用的电连接器，该电连接器被配置为在平行于沿着配合轴线的配合方向上与第二连接器配合，该电连接器包括容纳件和至少两个电触头，该容纳件限定内部连接器空间并且被配置为与第二连接器的配合容纳件配合，该至少两个电触头容纳在容纳件的内部空间中并且被配置为与第二连接器的对应电触头配合。

3、该电连接器的特征在于，还包括容纳在容纳件的内部空间中的杠杆，使得容纳件和杠杆之间的机械接触建立杠杆的支点，其中支点定位成使得其布置在至少两个电触头之间，杠杆还布置和构造成使得杠杆的枢转使所述至少两个电触头的位置相对于容纳件移动。

4、当根据本发明的电连接器与配合的第二连接器配合时，杠杆可以相对于容纳件移动电触头的位置，以补偿在制造公差极限内出现的触头的发散长度。例如，制造公差极限可以允许标称长度的-0.5mm和+0.5mm的偏差。特别地，当第一电触头与其相应的第二连接器的配合电触头触底时，连接器容纳件在连接器配合期间的平移运动通过第一触底触头在杠杆上施加力。继而，杠杆围绕支点枢转，从而调节另外的电触头围绕支点的相对位置，直到所述另外的电触头也触底。

5、当与配合连接器配合时，即使在振动强烈的环境中，根据本发明的电连接器也更抗微动腐蚀，因为可以减少或甚至消除作为微动源的配合的电触头之间的相对运动，而不需要接线片。这允许更快和更简单的安装和维护，以及由于更轻的载具、更高的电压和更好的电磁兼容性而导致的更大的功率性能。例如，第一连接器可以是容座连接器，并且第二连接器可以是插头连接器，反之亦然，特别是在航空航天环境中使用的插头连接器和容座连接器。这允许本发明应用于特别易于发生微动腐蚀的高电压、高振动航空航天环境。

6、可以根据各种有利方面进一步改进该电连接器，这些有利方面可以在它们各自的技术效果方面彼此独立，并且可以任意组合。

7、在本发明的一个方面，容纳件还可以包括壳体和推动元件，推动元件设置在内部空间中并且刚性地附接(特别是形状配合)到容纳件的壳体，其中推动元件在支点处实现容纳件和杠杆之间的机械接触。当容纳件壳体被手动致动以操作电连接器与配合的第二连接器的配合和联接时，壳体的移动可以通过支点直接从推动器传递到杠杆上。

8、在本发明的一个方面，杠杆可以被配置成使得杠杆的枢转使所述至少两个电触头的位置相对于容纳件沿配合轴线平移地移动。在这种配置中，可以改善对电触头的移动的控制以补偿发散的长度，并且减少微动腐蚀。

9、在本发明的一个方面，杠杆可以包括突起，特别是半球形突起或隆起，其在与配合方向相反的方向上从杠杆的表面突出，其中突起的末端是与容纳件机械接触的点，从而建立支点。这可以允许壳体和推动器朝向杠杆的移动有利地集中在单个对接位置，并且允许杠杆围绕突起自由枢转，同时减少损坏、摩擦或擦伤。

10、在本发明的一个方面，每个电触头可以被保持，特别是形状配合和/或摩擦配合在相应的触头套筒中，每个触头套筒在外部包括至少一个剪切部分，剪切部分被配置成与杠杆建立机械接触。在该构造中，触头套筒可以是用于触头的保护壳，并且接收来自杠杆的机械力而不损坏或干扰电触头的功能。

11、在本发明的一个方面，剪切部分可以包括突起，该突起具有面向与配合方向相反的方向的负载表面，其中负载表面被构造成接收来自杠杆的机械负载。这改善了触头套筒与杠杆的机械接合。

12、在本发明的一个方面，相应触头套筒的每个负载表面可以抵接杠杆的相应负载末端。通过在杠杆的末端处建立杠杆和触头套筒之间的机械接合，杠杆的杠杆特性(即机械优势)得到改善。

13、在本发明的一个方面，杠杆的负载末端可以自由地搁置在套筒的相应负载表面上，从而使得负载末端能够在负载表面上滑动。在该构造中，随着杠杆的枢转而在负载表面上滑动的负载末端可以用作凸轮。因此，向用作凸轮从动件的触头套筒提供线性运动。

14、在本发明的一个方面，杠杆可被构造成在预定的最大角位移范围内围绕支点枢转，预定的最大角位移范围由容纳件上的限制杠杆运动的路线限制器件限定。因此，杠杆在连接器的壳体中的位移可以被限制在期望的范围内，并且不会妨碍连接器的设计和功能。

15、在本发明的一个方面，连接器还可以包括至少一个安全销，安全销能够安全位置和不安全位置之间移动，其中在不安全位置，安全销被配置为防止连接器与第二电连接器配合，特别是通过在配合方向上从容纳件突出并阻挡第二电连接器。如此配置的安全销可以避免连接器的不安全或非预期的配合，例如如果连接器容纳件的部件不正确地装配或不完全地安装。

16、在本发明的一个方面，连接器还可以针对每个触头套筒包括一个对应的安全销，每个安全销能够在相应的安全位置和相应的不安全位置之间移动，其中在不安全位置，每个安全销被配置为防止连接器与第二电连接器配合，特别是通过在配合方向上从容纳件突出并阻挡第二电连接器。以这种方式，每个触头在相应套筒中的装配和每个套筒在连接器容纳件中的装配可以被单独地保护，并且如果所述装配中的一个有缺陷，则防止配合。

17、在本发明的一个方面，壳体可以在与配合轴线正交的平面中具有圆形形状，并且壳体的表面可以包括机械联接装置，特别是螺纹或摩擦配合装置或夹紧装置，用于连接器与第二连接器的配合机械联接装置，特别是配合螺纹或摩擦配合装置或夹紧装置的联接。这种联接允许紧固第一电连接器和第二电连接器的连接。特别地，通过螺纹连接的连接器的配合允许对配合的进行有良好地控制，并且如果由于电连接器在配合期间的发散的长度而需要，可以引起杠杆的枢转。

18、在本发明的一个方面，每个电触头可以被保持在相应的触头套筒的内部中空部中，每个内部中空部包括密封元件，该密封元件布置成密封通向内部中空部的开口，特别是其中密封元件是三重屏障垫圈(grommet)、压盖密封件或衬套密封件。这可以防止水与电触头的导电表面接触。

19、本发明的目的还可以通过一种电连接器组件来实现，该电连接器组件包括根据前述方面中任一方面的电连接器以及第二连接器。第二连接器包括配置成与电连接器的容纳件配合的配合容纳件，以及配置成与电连接器的电触头配合的对应电触头，其中杠杆围绕支点枢转，使得每个触头抵接其相应的对应电触头触底。由于上述连接器的优点，该组件允许具有减少的微动腐蚀的高功率电连接。

20、在组件的一个方面，第二连接器也可以是根据上述方面之一的电连接器。当两个电连接器都是根据如上所述的方面的连接器时，配合的第二电连接器的对应的配合电触头的位置可以结合电连接器的电触头的位置来调节。在这种配置中，一个连接器可以具有阳型电触头，而另一个连接器可以具有阴型触头，或者相反，并且触底可以发生在阳型电触头和阴型电触头的终端端部表面或远端表面之间。

21、本发明的目的还可以通过一种无接线片电连接器组件来实现，该无接线片电连接器组件特别是用于使用50a和更高、特别是200a或更高的电流的高功率应用，该无接线片电连接器组件包括第一电连接器，特别是上述方面之一的电连接器，该第一电连接器沿着配合轴线与第二电连接器配合。第一电连接器包括第一容纳件，该第一容纳件限定与第二连接器的配合的第二容纳件配合的内部连接器空间。

22、第一电连接器还包括容纳在内部连接器空间中并与第二连接器的对应电触头配合的至少两个第一电触头，其中每个第一电触头的终端端部表面，特别是远端表面至少部分地抵接对应电触头容座的相应配合表面，并且其中，所有电触头对的抵接通过第一容纳件相对于配合的第二容纳件关于配合轴线的倾斜布置来紧固。

23、无接线片组件允许通过第一连接器容纳件相对于第二连接器容纳件的倾斜来补偿制造公差内的电触头长度的发散。当电触头中的一个电触头比其他电触头长、使得其终端端部表面在配合期间首先抵接对应的触头容座的配合表面时，第一容纳件可以倾斜以适应长度差。特别地，第一容纳件可以倾斜以使一个或多个较短的电触头向前移动，直到它们抵接它们各自对应的触头容座的配合表面。

24、在无接线片电连接器组件的一个方面，第一电连接器的容纳件可以与第二连接器联接，特别是旋拧在第二连接器上，其中第一容纳件相对于配合的第二容纳件的倾斜通过第一电连接器的第一机械联接装置和第二连接器的第二机械联接装置之间的间隙容差来实现，特别是其中第一机械联接装置是螺钉螺纹，第二机械联接装置是螺母螺纹。间隙容差允许第一容纳件相对于第二容纳件沿着配合轴线倾斜而不损坏容纳件。特别地，它根据第一机械联接装置和第二机械联接装置之间的间隙容差将倾斜限制到预定的最大角位移。

25、在无接线片电连接器组件的一个方面，在倾斜布置中，第一容纳件和第二容纳件的相互面对的表面可以仅部分地抵接。这可以允许第一连接器相对于第二连接器倾斜，直到实现触头的触底，而不会危及连接器组件锁定安全性。

26、在无接线片电连接器组件的一个方面，第一电连接器的容纳件和第二电连接器的容纳件可以在与配合轴线正交的平面中具有矩形形状，其中第一电连接器的容纳件包括插头，并且其中第二电连接器的容纳件包括配合容座，该配合容座在容纳件中居中延伸并且被配置为接收插头并与插头配合。在该配置中，电连接器与第二连接器的联接可以通过机械联接装置来完成，例如通过将螺纹插头拧入螺纹容座中，如果由于电触头的发散的长度而需要，这可以在配合期间引起杠杆的枢转。

27、本发明的目的还通过一种无接线片电连接器组件实现，特别是用于使用50a和更高电流的高功率应用，该无接线片电连接器组件包括沿着配合轴线与第二电连接器配合的第一电连接器，第一电连接器包括第一容纳件，该第一容纳件限定内部连接器空间并与第二连接器的配合的第二容纳件配合，并且第一电连接器包括容纳在内部连接器空间中并与第二连接器的对应电触头配合的电插座触头，其中第一电触头的终端端部表面，特别是远端表面至少部分地抵接对应的电触头的相应的配合终端端部表面，特别是远端表面，特别是其中，第一容纳件的壳体终端表面不抵接第二容纳件的相应的壳体终端表面。

28、该无接线片连接器组件确保第一电连接器和第二电连接器的触底发生在相应的电触头处，而不是在连接器容纳件处。由于配合力主要施加在配合的、正面接合的接触表面上，因此可以减少或消除任何相对振动引起的运动。因此，可以减少或消除微动腐蚀的发生。

29、在该组件的一个方面，电插座触头可以被保持、特别是可移除地形状配合和/或摩擦配合在第一触头套筒中，第一触头套筒又可移除地形状配合和/或摩擦配合在第一容纳件中，和/或对应的电触头被保持、特别是可移除地形状配合和/或摩擦配合在第二触头套筒中，第二触头套筒又可移除地形状配合和/或摩擦配合在第二容纳件中。触头套筒可以用作触头的保护壳，并且用作使通电触头与其他连接器容纳件部件绝缘的绝缘装置。可移除套筒可以允许在连接部维护的背景下定期验证和更换电触头。

30、在该组件的一个方面，第一电连接器还可以包括第一安全销和/或第二电连接器可以包括第二安全销，每个安全销能够在安全位置和不安全位置之间移动，其中在不安全位置，安全销防止第一电连接器和第二电连接器的配合，特别是通过在相应的配合连接器的方向上从相应的容纳件突出来防止第一电连接器和第二电连接器的配合。安全销可以降低不安全或非预期的连接器配合的风险，例如，如果第一容纳件或第二容纳件的部件不正确地装配或不完全地安装。

31、在该组件的一个方面，第一容纳件可以包括第一机械联接装置，特别是螺母螺纹，并且第二容纳件可以包括第二机械联接装置，特别是螺钉螺纹，其中第一机械联接装置和第二机械联接装置被配置成使得能够联接第一电连接器和第二电连接器，特别是将第一电连接器和第二电连接器旋拧在一起。第一机械联接装置和第二机械联接装置可以帮助实现第一电连接器和第二电连接器的联接。

32、本发明还涉及一种套筒移除工具，用于移除用于电连接器中的电触头的电触头套筒，特别是用于从根据前述方面之一的连接器移除根据前述方面之一的触头套筒。套筒移除工具被配置为能够插入对应的通孔中，并将安全销(特别是如本公开的方面之一中所述的安全销)从安全位置移位到不安全位置。

33、此外，本发明的目的可以通过一种沿着配合轴线将第一电连接器与配合的第二电连接器无接线片连接的方法来实现，所述第一电连接器具有设置在第一容纳件的内部连接器空间中的至少一个电触头，所述配合的第二电连接器具有设置在配合的第二容纳件的内部空间中的至少一个配合电触头容座。该方法包括以下步骤：

34、a)使所述第一电连接器的所述至少一个电触头的终端端部表面、特别是远端表面抵接所述第二电连接器的所述至少一个配合电触头容座的配合表面，以及

35、c)通过在所述第一容纳件和所述第二容纳件之间实现摩擦和/或形状配合连接来机械地紧固所述电连接。

36、可以应用这种连接器的无接线片连接方法以实现无微动腐蚀连接的优点。

37、在该方法的一个方面，其中第一电连接器具有设置在第一容纳件的内部连接器空间中的至少一个第二电触头，并且第二电连接器具有设置在配合的第二容纳件的内部连接器空间中的至少一个配合的第二电触头容座，该方法还可以包括以下步骤：

38、b)使第一电连接器的第二电触头的终端端部表面、特别是远端表面抵接第二电连接器的第二电触头容座的配合表面，同时保持第一电触头的终端端部表面、特别是远端表面抵接配合的第一电触头容座的配合表面，

39、该方法可以允许在两个触头被保持在单个连接器容纳件中的情况下获得无微动腐蚀的连接。

40、根据本发明的另一方面(然而，其可以单独地或组合地与如上所述的任一方面组合)，提供一种改进的连接器、特别是用于动态环境的高功率连接器的目的也通过一种电连接器、特别是用于使用50a和更高电流的高功率应用的电连接器实现，该电连接器被配置成沿着配合轴线与第二连接器配合，并且包括容纳件和容纳在容纳件中的至少一个触头套筒，其中触头套筒被配置成容纳电触头，并且其中所述触头套筒能够在所述容纳件中在锁定位置和解锁位置之间移动。在解锁位置，触头套筒能够从容纳件移除，特别是与电触头一起从容纳件移除。与此相反，触头套筒在锁定位置被正确地定位并牢固地附接到容纳件。

41、根据本发明的这个方面，可以检查和/或更换触头套筒，而不必完全更换连接器本身。

42、电连接器还包括能够在安全位置和不安全位置之间移动的至少一个安全销，其中在不安全位置，安全销被配置为防止连接器与第二电连接器配合，特别是通过在配合方向上从容纳件突出并阻挡第二电连接器，使得当具有电触头的触头套筒处于解锁位置时，在电连接器和第二连接器之间不能建立电连接。

43、与此相反，安全销还可以构造成使得，如果触头套筒正确地定位在锁定位置，则可以建立电连接器和第二连接器之间的电连接。优选地，在安全位置，安全销可以不再在配合方向上从容纳件突出，从而允许连接器之间的配合。

44、安全销确保连接器的配合仅在触头套筒与容纳件正确组装时才变得可能。根据一个实施例，只要触头套筒尚未移动到锁定位置，安全销就被触头套筒机械地阻挡从不安全位置移动到安全位置，特别是被触头套筒外侧上的突起机械地阻挡从不安全位置移动到安全位置。

45、因此，只有当套筒已经与容纳件正确组装时，安全销才能移动到其安全位置。

46、根据一个实施例，安全销可以被构造成当处于安全位置时防止触头套筒从锁定位置移动到解锁位置。因此，可以防止不希望的拆卸。

47、在一个实施例中，电连接器可以包括弹簧布置，该弹簧布置配置为使得在不安全位置，弹簧布置被加载，特别是通过触头套筒外侧上的突起，并且使得弹簧布置通过弹簧恢复力在安全位置移动，特别是从而将安全销从不安全的突出位置移动到安全的非突出位置。

48、在一个实施例中，在电连接器的组装期间，可移动的安全销可以沿着触头套筒的插入方向布置在容纳件中，使得只要触头套筒处于解锁位置，预加载的弹簧布置就对抗触头套筒的插入移动。因此，只要触头套筒尚未进入锁定位置，触头套筒就在恢复力的作用下在与插入方向相反的方向上在容纳件中被排斥。

49、在一个实施例中，电连接器可以针对每个触头套筒包括一个对应的如上所述的安全销。