电连接器的制作方法

本公开涉及具有集成触摸保护的电连接器。更具体地，本公开涉及用于带有电力驱动的交通工具的电池组的、具有集成触摸保护的电连接器。

背景技术：

1、电连接器一般用于在具有电驱动系统的交通工具中进行电连接。这种交通工具的电驱动系统由能量存储设备(例如采用电池组或燃料电池的形式)提供动力。在能量存储设备的组装和连接期间，可能已经在连接器处存在电压。为了确保职业安全，使用了对人类手指或适当标准化的测试手指具有触摸保护的电连接器。通常根据iso 20653(02/2013版本)提供触摸保护ipxxb。然而，当前具有触摸保护的电连接器需要高度的制造和组装工作量。

技术实现思路

1、因此，需要具有触摸保护的新的并且有用的电连接器。

2、描述了具有集成触摸保护的各种电连接器。

3、一个示例电连接器是用于高压钳位系统(high-voltage clamping system)的连接器。电气连接器被设计用于机械和电气连接到对应的连接器。该电连接器具有至少一个导体元件(具体来说是母线)、至少一个紧固元件、至少一个接触环、至少一个环形卡环(annular collar)和至少一个保护套筒。该环形卡环布置成包围接触环。环形卡环和保护套筒一起形成接触保护，以便防止与接触环和紧固元件意外接触，特别是在组装或拆卸期间。在一个示例中，保护套筒固定到接触环。提供了一种具有触摸保护的电连接器，其中减少了制造和组装的工作量，同时确保了可靠的触摸保护。

4、在一个实施例中，本文描述的电连接器是电互连系统的一部分，该电互连系统具有第一电连接器和对应的第二电连接器，第一电连接器和对应的第二电连接器可匹配以形成机械和电连接。在这些实施例中，电连接器具有集成的触摸保护。具体地，连接器符合根据iso 20653标准(版本02/2013)的接触保护ipxxb的要求。电连接器包括至少一个导体元件。导体元件由具有导电性的材料(例如铜)制成。导体元件例如是母线。导体元件可以具有任何形状，并且用于例如连接到交通工具的电气部件，例如能量存储设备或用电设备(例如电机)。

5、在一个实施例中，电连接器还包括至少一个紧固元件。紧固元件连接到导体元件。紧固元件用于将电连接器机械地连接到对应的电连接器，具体来说是另一连接器的对应的紧固元件。紧固元件具有至少一个紧固装置，例如螺纹、夹紧紧固件、卡口紧固件或类似的可释放紧固装置，以便机械连接到对应的紧固元件。紧固装置优选可从垂直于导体元件的表面定向的方向接近。

6、在一个实施例中，紧固元件被设计成具有中心凹槽的螺栓，在中心凹槽中布置有内螺纹。内螺纹被设计成与相应紧固元件的外螺纹配合。紧固元件优选在其延伸部分具有带有不同外径的至少两个区域。直径从背向导体元件的端部区域开始增加。在一个实施例中，紧固元件例如由钢或另一稳定材料制成。紧固元件以至少部分从导体元件的表面突起的方式机械连接到导体元件。在一个实施例中，紧固元件在其高度的至少一部分中(例如从导体元件突起的高度)被接触环包围。

7、接触环与导体元件进行导电接触，并且当与相应的连接器组装时，用于在待连接的两个导体元件之间建立电连接。接触环由具有导电性的材料(例如铜)制成。紧固元件和接触环以这样的方式布置在导体元件上，即当用紧固元件在两个连接器之间进行机械连接时，同时经由一个接触环或多个接触环形成电连接。

8、在一个实施例中，电连接器还包括至少一个环形卡环和至少一个保护套筒。环形卡环、保护套筒和/或导体绝缘件(conductor insulation)由电绝缘材料(诸如电绝缘塑料)制成。塑料是例如聚甲醛(pom)、聚丙烯碳酸酯(ppc)、聚酰胺(pa)、聚丙烯(pp)或热塑性弹性体。

9、环形卡环以径向间隙包围接触环，该径向间隙被设定尺寸为使得人类手指(具体来说是标准化的测试手指)不能穿透在环形卡环和保护套筒之间形成的环形间隙，从而防止与接触环接触。环形卡环在轴向方向上延伸得比接触环更远或更高。例如，环形卡环和保护套筒具有相同的轴向延伸，因此相对于导体元件具有相同高度。可替代地，保护套筒可以具有比环形卡环更高的轴向延伸。在一个实施例中，环形卡环与至少部分地包围导体元件的电导体绝缘件一体形成。在一个实施例中，导体绝缘件例如由塑料材料形成，和/或与环形卡环一起形成为两部分，并且闩锁到导体元件。可替代地，在一个实施例中，环形卡环作为单独的部分附接到导体元件的导体绝缘件。

10、保护套筒以这样的方式布置，即它基本上位于环形卡环的中心。因此，环形卡环和保护套筒形成接触保护，以防止意外接触接触环和紧固元件。保护套筒以这样的方式覆盖紧固元件，即使得紧固元件不能被人的手指触摸，具体来说是不能被测试手指触摸。在一个实施例中，保护套筒具有套筒状基体，在该基体中布置有中心凹槽。紧固元件至少部分地在凹槽中延伸，并且紧固元件的紧固装置(例如内螺纹)可以通过凹槽接近。为了防止与位于凹槽中的紧固元件接触，保护套筒的内径小于标准化测试手指的直径。标准化测试手指的直径通常约为12.5mm，长度为80mm。此外，在一个实施例中，保护套筒可以延伸超出紧固元件，从而实现在保护套筒的端面和紧固元件的端面之间的轴向距离。

11、在一个实施例中，保护套筒固定到接触环。保护套筒固定到接触环，使得保护套筒被可靠地保持在适当的位置，以确保触摸保护。例如，在一个实施例中，保护套筒相对于紧固元件同轴布置，并在紧固元件的至少一部分高度上周向包围紧固元件。紧固元件例如至少部分地在保护套筒内延伸。保护套筒例如以力配合、形状配合或材料配合方式中的至少一种固定或紧固到接触环。因此，保护套筒可靠地覆盖紧固元件防止接触，但同时保持在接触环上，这简化了组装。

12、在连接器的实施例中，保护套筒包括至少一个径向向外突起的突起部(projection)，该突起部与接触环相互作用以将保护套筒保持在接触环上。例如，突起部形成为径向向外突起的肩部。肩部完全包围保护套筒。可替代地，肩部可以具有至少一个中断(interruption)或多个中断。在一个实施例中，突起部形成在保护套筒面向导体元件的轴向端上。突起部以形状配合或力配合方式中的至少一种与接触环相互作用，以便将保护套筒保持在接触环上。例如，接触环可以具有至少一个沟槽，并且突起部接合在沟槽中，以将保护套筒保持在接触环上。例如，沟槽形成在接触环的凹槽上或凹槽中。可替代地或附加地，接触环可以具有至少一个支座(abutment)，并且突起部与支座(例如凹槽中的肩部)相互作用，以便以形状配合和/或力配合的方式将保护套筒保持在接触环上。

13、为了进一步简化组装，根据连接器的另一实施例，保护套筒具有至少一个径向弹性闩锁臂，并且突起部形成在闩锁臂上。具体来说，如果突起部与形成在接触环上的沟槽相互作用，则闩锁臂和突起部一起可以在组装过程中沿保护套筒的中心轴线方向径向向内偏转，以便能够组装。在一个实施例中，保护套筒设置有至少两个、至少三个或至少四个闩锁臂，每个闩锁臂具有突起部。在这些实施例中，闩锁臂均匀地分布在保护套筒的圆周上。

14、根据连接器的另一实施例，接触环具有带有至少一个支座的至少一个凹槽，并且突起部抵靠支座。凹槽具有例如形成至少一个肩部的至少一个直径缩减部。肩部有利地用作支座。例如，同样形成为圆周肩部的突起部然后与支座完全接触。这确保了保护套筒和接触环之间的形状配合协作。

15、在组装过程中，保护套筒通过凹槽插入接触环中，直到突起部抵靠在支座上。随后，从相同的组装方向，紧固元件至少部分地插入接触环中并被紧固，以便将保护套筒固定在接触环中。

16、根据另一实施例，保护套筒的突起部(具体来说是周向肩部)在接触环的支座和紧固元件的支座肩部之间保持在接触环的凹槽中。因此，在沿其中心轴线的轴向方向上，具有径向向外突起的突起部的保护套筒在两个方向上保持在接触环和紧固元件之间。在径向方向上，保护套筒也定位于紧固元件和接触环之间。紧固元件的支座肩部形成在例如具有不同直径的两个部分之间。例如，具有较小直径的紧固元件的一部分延伸到保护套筒内部。

17、根据连接器的另一实施例，保护套筒至少部分地在凹槽中延伸。在该实施例中，保护套筒周向闭合，设置在第一端面上的径向向外突起的突起部或周向肩部也是如此。由于保护套筒至少部分地在凹槽中延伸，因此保护套筒可以在径向方向和轴向方向上固定在接触环和紧固元件之间。

18、在另一个实施例中，为了进一步简化连接器的组装，保护套筒形成至少两个部分，并且通过连接至少一个第一部分和至少一个第二部分，保护套筒紧固到接触环。通过连接第一部分和第二部分，保护套筒以形状配合的方式紧固到接触环。保护套筒的两部分性质简化了生产，因为不需要拆除底部掏槽(undercut)。保护套筒的两个部分可以彼此独立地制造，并且在组装到接触环上时闩锁在一起，以使保护套筒固定到接触环。

19、为了确保触摸保护，根据连接器的另一实施例，保护套筒在轴向方向上延伸超过紧固元件。紧固元件至少部分地布置在保护套筒内。保护套筒比紧固元件延伸得更远离导体元件。

20、为了确保保护套筒在其自由端区域的稳定性，根据另一实施例，保护套筒具有至少一个径向向内突起的环形部分，并且环形部分布置在离紧固元件的端面一距离处。环形部分布置在保护套筒的背向导体元件的第一端侧上。具体来说，环形部分和端面布置在导体元件的一侧。通过将环形部分布置在离紧固元件的端面一距离处，可以确保使用者不与紧固元件发生接触。另外，环形部分确保保护套筒的稳定性，特别是防止冲击类型的影响。环形部分的内表面和紧固元件的端面之间的距离是保护套筒的高度的至少约1/5、或至少约1/4、或约1/2。

21、根据另一实施例，紧固元件在至少第一端部区域中具有减小的或逐渐减小的直径。具有减小的或逐渐减小的直径的端部区域是位于保护套筒内部的端部区域。由于端部区域中的直径减小或直径逐渐减小(例如，连续减小)，因此组装被简化，因为由于锥形端部区域的原因，紧固元件可以更容易地插入保护套筒中。

22、为了能够将紧固元件紧固到导体元件，根据另一实施例，紧固元件具有至少一个凸缘，并且该凸缘抵靠导体元件。例如，紧固元件与凸缘一起放置在导体元件上，并例如通过焊接连接到导体元件。凸缘增加了导体元件和紧固元件之间的接触面积。

23、在连接器的另一个实施例中，导体元件具有至少一个导体凹槽，并且紧固元件被布置成穿过导体凹槽并用凸缘抵靠导体元件。凸缘的直径大于导体凹槽的直径。紧固元件几乎完全被引导穿过导体凹槽，并且通过布置在端部的凸缘从相对侧抵靠导体元件。在该实施例中，即使在强的拉伸载荷下，紧固元件也不能与导体元件分离。

24、在另一个实施例中，紧固元件例如通过压制和/或焊接以形状配合、力配合或材料配合方式中的至少一种连接到导体元件或接触环中的至少一个。紧固元件在导体凹槽中穿过导体元件，并连接到相对侧的接触环。结果，导体元件被夹紧在紧固元件的凸缘和接触环之间，从而使接触环和紧固元件被固定到导体元件。然而，可替代地，紧固元件附接到导体元件和接触环两者。例如，紧固元件被压制和/或焊接到接触环和导体元件两者。

25、根据另一实施例，紧固元件在其高度的至少一部分上具有向外突起的肋，并且紧固元件利用肋被压到导体元件和/或接触环上。肋的外径略大于导体元件的凹槽和/或接触环的凹槽的内径。当紧固元件通过导体元件中的导体凹槽被用力压入接触环的凹槽中时，肋变形或被压入接触环或导体元件的表面，在紧固元件、导体元件和接触环之间产生形状配合和力配合连接。紧固元件因此与接触环和导体元件压在一起。例如，从凸缘开始，紧固元件具有第一部分，该第一部分具有第一直径，肋布置在第一部分中。随后是具有较小的第二直径的第二部分。支座肩部形成在第一部分和第二部分之间。可以将第二部分布置在保护套筒的凹槽中。在第二部分的背向凸缘的端部区域，直径再次变小，以便通过插入保护套筒和接触环来简化组装。

26、在一个实施例中，电连接器包括至少一个导体元件、至少一个紧固元件、至少一个接触环、至少一个环形卡环和至少一个保护套筒。环形卡环包围接触环。环形卡环和保护套筒形成接触保护，以防止与接触环和紧固元件意外接触。保护套筒具有至少一个径向向内突起的环形部分，其中环形部分与紧固件的端面或端表面间隔开。

27、本公开涉及但不限于以下实施例。

28、1.一种电连接器，包括：

29、导体元件、紧固元件、接触环、环形卡环和保护套筒，所述紧固元件接触所述导体元件，所述保护套筒固定到所述接触环并且部分地覆盖所述紧固元件，所述环形卡环包围所述接触环，所述环形卡环和所述保护套筒形成防止意外接触所述接触环和所述紧固元件的接触保护。

30、2.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述保护套筒具有至少一个径向向外突起的突起部。

31、3.根据实施例2所述的电连接器，其中，所述径向向外突起的突起部与所述接触环相互作用，以将所述保护套筒保持在所述接触环上。

32、4.根据实施例2所述的电连接器，其中，所述接触环具有带有支座的至少一个凹槽；并且其中，所述径向向外突起的突起部抵靠所述支座。

33、5.根据实施例2所述的电连接器，其中，所述接触环具有凹槽和支座；其中，所述紧固元件具有支座肩部；并且其中，所述保护套筒的所述径向向外突起的突起部在所述接触环的所述支座和所述紧固元件的所述支座肩部之间保持在所述接触环的所述凹槽中。

34、6.根据实施例5所述的电连接器，其中，所述保护套筒至少部分地在所述凹槽中延伸。

35、7.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述保护套筒在轴向方向上延伸超过所述紧固元件。

36、8.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述保护套筒具有至少一个径向向内突起的环形部分；并且其中，所述环形部分布置成与所述紧固元件的端面相距一距离。

37、9.根据实施例8所述的电连接器，其中，所述保护套筒具有高度；并且其中，所述距离是所述保护套筒的高度的至少约1/5、或至少约1/4、或约1/2。

38、10.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述紧固元件至少在第一端部区域中具有逐渐减小的直径。

39、11.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述紧固元件具有至少一个凸缘；并且其中，所述凸缘抵靠所述导体元件。

40、12.根据实施例11所述的电连接器，其中，所述导体元件具有导体通道；并且其中，所述紧固元件穿过所述导体通道并且通过所述凸缘抵靠所述导体元件。

41、13.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述紧固元件连接到所述导体元件或所述接触环中的一个。

42、14.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述紧固元件以形状配合、力配合或材料配合方式中的至少一种连接到所述导体元件或所述接触环中的一个。

43、15.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述紧固元件具有高度和至少在所述高度的一部分上向外突起的肋；并且其中，所述紧固元件利用所述向外突起的肋被压至所述导体元件或所述接触环中的至少一个。

44、16.根据实施例1所述的电连接器，其中，所述导体元件和所述接触环由导电材料制成。

45、17.根据实施例16所述的电连接器，其中，所述环形卡环和所述保护套筒由电绝缘材料制成。

46、18.根据实施例17所述的电连接器，其中，所述导电材料是铜；并且其中，所述电绝缘材料是塑料。

47、19.一种电连接器，包括：

48、导体元件、紧固元件、接触环、环形卡环和保护套筒，所述紧固元件接触所述导体元件，所述保护套筒固定到所述接触环并且部分地覆盖所述紧固元件，所述环形卡环包围所述接触环，所述环形卡环和所述保护套筒形成防止意外接触所述接触环和所述紧固元件的接触保护；

49、所述保护套筒具有至少一个径向向外突起的突起部，所述径向向外突起的突起部与所述接触环相互作用，以将所述保护套筒保持在所述接触环上；并且

50、所述保护套筒在轴向方向上延伸超过所述紧固元件。

51、20.一种电连接器，包括：

52、导体元件、紧固元件、接触环、环形卡环和保护套筒，所述紧固元件接触所述导体元件，所述保护套筒固定到所述接触环并且部分地覆盖所述紧固元件，所述环形卡环包围所述接触环，所述环形卡环和所述保护套筒形成防止意外接触所述接触环和所述紧固元件的接触保护；

53、所述保护套筒具有至少一个径向向外突起的突起部，所述径向向外突起的突起部与所述接触环相互作用，以将所述保护套筒保持在所述接触环上；

54、所述保护套筒在轴向方向上延伸超过所述紧固元件；

55、所述接触环具有带有支座的至少一个凹槽；

56、所述紧固元件具有支座肩部；并且

57、其中，所述保护套筒的所述径向向外突起的突起部在所述接触环的所述支座和所述紧固元件的所述支座肩部之间保持在所述接触环的所述凹槽中。

58、通过查看下面的详细描述和附图，可以获得对这些示例的更多理解。

技术特征：

1.一种电连接器，其特征在于，所述电连接器包括：

2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述保护套筒具有至少一个径向向外突起的突起部。

3.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，所述径向向外突起的突起部与所述接触环相互作用，以将所述保护套筒保持在所述接触环上。

4.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，所述接触环具有带有支座的至少一个凹槽；并且

5.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，所述接触环具有凹槽和支座；

6.根据权利要求5所述的电连接器，其特征在于，所述保护套筒至少部分地在所述凹槽中延伸。

7.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述保护套筒在轴向方向上延伸超过所述紧固元件。

8.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述保护套筒具有至少一个径向向内突起的环形部分；并且

9.根据权利要求8所述的电连接器，其特征在于，所述保护套筒具有高度；并且

10.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述紧固元件至少在第一端部区域中具有逐渐减小的直径。

11.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述紧固元件具有至少一个凸缘；并且

12.根据权利要求11所述的电连接器，其特征在于，所述导体元件具有导体通道；并且

13.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述紧固元件连接到所述导体元件或所述接触环中的一个。

14.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述紧固元件以形状配合、力配合或材料配合方式中的至少一种连接到所述导体元件或所述接触环中的一个。

15.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述紧固元件具有高度和至少在所述高度的一部分上向外突起的肋；并且

16.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述导体元件和所述接触环由导电材料制成。

17.根据权利要求16所述的电连接器，其特征在于，所述环形卡环和所述保护套筒由电绝缘材料制成。

18.根据权利要求17所述的电连接器，其特征在于，所述导电材料是铜；并且

19.一种电连接器，其特征在于，所述电连接器包括：

20.一种电连接器，其特征在于，所述电连接器包括：

技术总结
描述了电连接器。示例电连接器具有导体元件、接触导体元件的紧固元件、接触环、环形卡环和保护套筒。保护套筒固定到接触环并部分地覆盖紧固元件。环形卡环包围接触环。环形卡环和保护套筒形成防止意外接触所述接触环和紧固元件的接触保护。

技术研发人员：迈克尔·凯瑟,海科·克莱因,安德里斯·贝伦德
受保护的技术使用者：李尔公司
技术研发日：20240119
技术公布日：2024/9/23