安全分离的插式连接器部件
阅读说明：本技术 安全分离的插式连接器部件 (Secure separable plug connector part ) 是由 马尔科·克利珀 安德列亚斯·文特 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于与对配插式连接器部件(3)电连接的插式连接器部件(2),所述插式连接器部件包括壳体(20)；可以相对所述壳体(20)移动的触点支架(21),所述触点支架具有至少一个用于所述对配插式连接器部件(3)的电导体(210)；可以相对所述壳体(20)以及相对所述触点支架(21)移动的滑件(22)；以及弹性元件(23),其如此地支撑在所述滑件(22)和所述触点支架(21)上,使得所述弹性元件可以通过所述滑件(22)相对所述触点支架(21)的移动被张紧。(The invention relates to a plug connector part (2) for electrical connection to a mating plug connector part (3), comprising a housing (20); a contact carrier (21) which can be moved relative to the housing (20) and which has at least one electrical conductor (210) for the mating connector part (3); a slider (22) movable with respect to the housing (20) and with respect to the contact support (21); and a spring element (23) which is supported on the slider (22) and the contact point holder (21) in such a way that the spring element can be tensioned by a movement of the slider (22) relative to the contact point holder (21).)
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于与对配插式连接器电连接的插式连接器部件、一种相应的插式连接器以及一种方法。
背景技术
在将已建立的电连接分离时，视具体存在的电压，特别是在直流应用中，预计会形成电弧。特别是在插式连接器中，这一点往往具有挑战性。一方面，电弧可能会在插式连接器上，确切而言，在壳体部上以及触点上造成损伤。但另一方面，电弧也可能会对插式连接器的操作者构成危险。另一问题涉及所谓的驻电弧(stehende)，其可能在电连接未完全分离的情况下产生。为了将这类效应保持在尽可能低的水平，需要能够快速且安全地分离连接的机构。
JPH07122332A和DE518012C中描述过可预张紧的弹簧销或预张紧的触销。这类解决方案的缺点在于，这类触销/弹簧销的制造难度较大。
DE10242429B4揭示过一种插头，其具有插式壳体、滑件和弹性元件，此弹性元件支撑在插式壳体与滑件之间，并且在滑件移动时形成弹性预紧力。在所形成的弹性预紧力大于接触元件的连接力的情况下，插头应开始与插座分离。但随着时间的推移，接触元件的连接力可能会因损耗而减小，从而导致分离运动在使用期限内发生变化。此外，如果使用者在分离连接时将插式壳体或连接此插式壳体的导线握在手中，那么就可能对借助于弹性预紧力的分离功能造成阻碍。
发明内容
本发明的目的是，改进插式连接器的电连接的分离。
本发明用以达成上述目的的解决方案为具有权利要求1的特征的主题。
有鉴于此，提供一种用于与对配插式连接器部件电连接并且与所述对配插式连接器部件安全分离的插式连接器部件，其中所述插式连接器部件包括壳体、触点支架、滑件和至少一个弹性元件。触点支架包括至少一个用于对配插式连接器部件的电导体，且可以相对壳体移动，例如可移动地支承在壳体上。滑件可以相对壳体以及相对触点支架移动，例如以某种方式可移动地支承在壳体上。弹性元件如此地支撑在滑件和触点支架上，使得该弹性元件可以通过滑件相对触点支架的移动被(特别是以弹簧弹性)张紧，以使得触点支架相对壳体移动。
以这种方式提供一种特别是经过改进的插式连接器部件，使其能够与外部影响或插式连接器部件的使用者无关地确保与相应对配插式连接器部件的连接快速且安全地分离。通过触点支架基于弹性元件的(预)张紧力相对壳体的移动来分离电连接。这样使用者就能在分离期间将壳体握在手中，而不会影响分离。这样就能特别可靠地防止因电弧而产生的损害和伤害。插式连接器部件包括壳体、触点支架和滑件这三个可相对彼此移动的组件。例如通过压缩或拉抻来张紧弹性元件。
插式连接器部件可以包括至少一个导电元件，该导电元件能够沿插式连接器部件的插接方向相对例如形式为柔性电导体的导体接头移动至少一个电触点。
插式连接器部件例如包括形式为卡扣元件的闭锁元件，该闭锁元件用于将触点支架以可分离的方式闭锁在对配插式连接器部件上。这样就能与使用者将插式连接器从对配插式连接器拔出的速度无关地触发定义的分离运动。
在一种改进方案中，所述滑件和所述闭锁元件如此地构建，从而使得滑件相对触点支架的移动首先使得弹性元件张紧，随后(在预定的移动距离后)引起对闭锁元件的操纵。这样就能确保在操纵闭锁元件(以将这个闭锁元件与对配插式连接器部件分离)时，作用于触点支架的力始终相同。
闭锁元件可以固定在触点支架上，例如紧固或成型在触点支架上。可选地，闭锁元件与触点支架整体成型。这样能实现特别坚固且简单的结构。
在一种技术方案中，所述闭锁元件在滑件的导引件中(例如以可纵向移动的方式)受导引。这同样能实现特别简单的结构，还能实现对闭锁状态的目视检查。
闭锁元件可以具有特别是形式为斜面的解锁区段。解锁区段(特别是斜面)适于，与滑件的特别是形式为斜面的对应解锁区段共同起作用来如此地操纵闭锁元件，使其从闭锁位置转移至解锁位置。
插式连接器部件例如可以沿插接轴插在对配插式连接器部件上，特别是插接至对配插式连接器部件上或插入对配插式连接器部件，其中弹性元件特别是可以沿平行于插接轴的方向被张紧，例如压缩。
可选地，弹性元件以弹簧特别是螺旋弹簧的形式构建。这样就能实现特别简单且坚固的技术方案。替代地，例如同样可以采用一块橡胶作为简单且坚固的弹性元件。此外，插式连接器部件可以包括两个或两个以上的弹性元件，特别是螺旋弹簧，这样就能有效防止倾斜。
触点支架可以包括一或多个电触点，例如两个用于直流连接(DC)的触点。电触点中的每个均适于与对配插式连接器的电触点接触。用于保护接地线(PE)的附加电触点可以固定安装在壳体上。其中，电触点可以同时移动触点支架的全部触点，以将这些触点从对配插式连接器部件拔出。视具体插入深度，可以同时或依次分离多个触点。尽管设有多个触点，但插式连接器部件仍可以具有特别简单的结构。
在壳体上例如固定有，例如紧固有至少一个用于固定连接电导体的导体接头。导体可以以可分离或不可分离的方式连接该导体接头。
可选地，至少一个导体接头在壳体上通过导电元件(特别是通过柔性电导体)与至少一个电触点连接(或者多个导体接头中的每个与多个电触点中的每个连接)，该电触点适于桥接可变的长度。这样就能在两个可以相对运动的组件之间实现简单且同时安全的电连接。例如将柔性绞合线(例如铜绞线)或者柔性编织物(例如铜丝编织物)用作柔性电导体。替代地，例如可以使用滑动触点。
滑件可以以滑套的形式构建。滑件还可以如此地构建和布置，使其从外部部分地或完全地包围壳体和/或触点支架。这样就能实现特别简单的操作。滑件可以具有用于手动操纵的握持面。
触点支架可以至少部分地被容置在壳体中。这样例如就能特别简单地在壳体上实施导引。
根据一个方面，提供一种插式连接器，所述插式连接器包括根据任意一个在此所描述的技术方案所述的插式连接器部件，以及可以与所述插式连接器部件插式卡合的对配插式连接器部件。
根据一个方面，提供一种将插式连接器部件与对配插式连接器部件分离的方法，其中所述插式连接器部件包括：壳体；可以相对所述壳体移动的触点支架，所述触点支架具有至少一个用于所述对配插式连接器部件的电导体；可以相对所述壳体以及相对所述触点支架移动的滑件；可选的柔性电导体或另一用于电流传输的长度可变的元件；以及支撑在所述滑件和所述触点支架上的弹性(例如弹簧弹性)元件，其中通过所述滑件相对所述触点支架的移动将所述弹性元件张紧。这样就能使得触点支架相对壳体移动，并且将触点支架从对配插式连接器部件移除，从而将插式连接器部件与对配插式连接器部件分离。
在所述方法中，可以应用根据任意一个在此所描述的技术方案所述的插式连接器部件。
附图说明
下面结合附图所示实施例对本发明的基本理念进行详细说明。
其中：
图1为插式连接器的透视图，具有处于未相连状态的插式连接器部件和对配插式连接器部件；
图2为图1所示插式连接器部件的剖视图；
图3A为图1所示插式连接器，其中插式连接器部件与对配插式连接器部件相连且相互闭锁；
图3B为图1所示插式连接器，其中插式连接器部件与对配插式连接器部件相连且相互闭锁，且与图3A相比，插式连接器部件的滑件从对配插式连接器部件移开；
图3C为图1所示插式连接器，其处于解锁状态且电触点被拔出；
图4A为图1所示插式连接器从另一视向观察的细节；以及
图4B为图1所示插式连接器的细节，其中示出分离状态下的闭锁。
具体实施方式
图1示出插式连接器1。插式连接器1包括用于与对配插式连接器部件3可分离地电连接的插式连接器部件2以及对配插式连接器部件3。图2示出插式连接器部件2的特别是内部的组件。
插式连接器部件2包括壳体20和具有多个电触点210的触点支架21。插式连接器部件2可以在一个方向上沿插接轴S插入对配插式连接器部件3，并且可以沿相反方向被拔出(参见图1)。对配插式连接器部件3在此可以安装在壳体壁上，但这仅为一个例示性的技术方案。
插式连接器部件2的触点支架21包括多个触销211，这些触销可以被插入对配插式连接器部件3的触点插口30。在触点插口30中布置有在此形式为销件的电触点31，以便通过插式连接器部件2的相应电触点210进行电接触。插式连接器部件2和对配插式连接器部件3分别包括三个电触点31，其中具体而言，两个触点适于DC连接。触点支架21在此为负载触点支架。在所示示例中，在图2中绘示在其他两个电触点下方的保护性接地触点213在插式连接器部件2中可以固定安装在壳体20上，或替代地一起构建在触点支架21上。
特别是如图2所示，插式连接器部件2的各一个电触点210布置在触销211中的一个的内部。插式连接器部件2的电触点210分别形成一个插口，对配插式连接器部件3的各一个销状电触点31可以被容置在该插口中，以建立电接触。
从图2特别是还可以看出，插式连接器部件2的触销211为触点支架21的部分。触销211在此从一个共用的基座伸出。在所示示例中，触点支架21的触销211与共用基座一体成型。触点支架21由绝缘材料制成。
触点支架21可移动地支承在插式连接器部件2的壳体20上。其中，触点支架21可以沿插接方向S相对壳体20移动。触点支架21的一部分布置在壳体20内部。壳体20具有一或多个滑座202，触点支架的(各)一个区段卡入这些滑座，以定义触点支架21在壳体20上的移动距离。
在壳体20上设有多个导体接头200。每个导体接头200上均可以固定连接，具体而言在此可以借助于螺丝端子螺接例如电缆的一个电导体。在壳体20的相对的壳体壁上构建有导体接头200的入口201，这样就能通过工具，例如螺丝起子拧紧以及可选地松开导体接头200。
导体接头200中的一个在此借助于一个柔性电导体25与插式连接器部件2的电触点210中的一个电连接。柔性电导体25可以如此地弯曲，使其不会或仅以可忽略的程度对触点支架21相对壳体20的移动路径造成阻碍。柔性电导体25在此以一段S形布置在壳体20中(参见图2)。柔性电导体25以可弯曲的铜绞线形式构建。
插式连接器部件2还包括形式为外滑套22的滑件。滑套22将壳体20的部分以及触点支架21的部分容置在其中。在插式连接器部件2的至少一个配置中，滑套22的一个区段包围壳体20的一个区段，壳体的该区段包围触点支架21的一个区段。插式连接器1是指推挽式插式连接器。滑套22上(在此以开槽的方式)构建有握持区段221，使用者可以在这些握持区段上抓住滑套22以将插式连接器部件2插入对配插式连接器部件3，以及将插式连接器部件2与对配插式连接器部件3重新分离。
滑套22以可相对触点支架21和壳体20(沿插接轴S)移动的方式支承在壳体20上。在触点支架21与滑套22之间布置有多个(在此两个)在此形式为螺旋弹簧的弹性元件23。在图2的剖视图中可以看见弹性元件23中的一个，另一个弹性元件与该弹性元件对称地布置。弹性元件23支撑在滑套22和触点支架21上。在此针对每个弹性元件23，在触点支架21上设有一个支撑点212且在滑套22上设有一个支撑点223。相应的弹性元件23牢固保持在支撑点212、223上。滑套22相对触点支架21的移动将弹性元件23以弹簧弹性预张紧。
插式连接器部件2还包括闭锁元件24。闭锁元件24与触点支架21一体成型，或替代地固定安装在该触点支架上。闭锁元件24平行于插接轴S地从触点支架21伸出，具体而言，从该触点支架的基座伸出。闭锁元件24的一部分被容置在滑套22的导引件220中。导引件构建为平行于插接轴S定向的开缝。闭锁元件24具有在此形式为斜面的操纵面240。滑套22具有相匹配的在此同样形式为斜面222的操纵面。滑套22的斜面222布置在滑套22的(在插接状态下朝向对配插式连接器部件3的)末端上。如果滑套22如此地相对触点支架21移动，使得斜面240、222相互接触且沿彼此滑动，那么闭锁元件24的一个端部就会(大体垂直于插接轴S地)被抬起。
闭锁元件24上构建有卡扣元件。如果将插式连接器部件2插接至对配插式连接器部件3直至到达末端位置，那么闭锁元件24的卡扣元件就会与对配插式连接器部件3的对配闭锁元件32的卡扣元件扣合。对配插式连接器部件3的(特别是如图1所示的)对配闭锁元件32具有凹部，闭锁元件24的构建为突出部的卡扣元件可以扣合进该凹部。图3A示出这个状态。在插接在一起并且扣合的状态下，插式连接器部件2牢固地保持在对配插式连接器部件3上。
从图4A特别是可以看出，导引件220具有横向轨道224，闭锁元件24可以沿这些轨道滑动。沿插接轴S观察，在斜面222与轨道224之间设有空隙。
导引件220的背离对配插式连接器部件3的末端用作止挡225。如果将插式连接器部件2插接至对配插式连接器部件3上，那么止挡225就会通过闭锁元件24将触点支架21压向对配插式连接器部件3。
滑套22可以从图3A所示位置沿背离对配插式连接器部件3的方向相对插式连接器部件2的壳体20移动。滑套22大体呈方形。
图3B示出滑套22的一个位置，在该位置上，闭锁元件24与滑套22的斜面240、222刚好相互接触，但闭锁元件24在该位置上仍与对配插式连接器部件3的对配闭锁元件32扣合。如图2所示，在这个位置上，由于滑套22的移动，弹性元件23被预张紧，在所示示例中即被以弹簧弹性压缩。特别是从图4B可以看出，滑套22的进一步移动使得闭锁元件24被抬起(抬高)。
图3C示出如下状态：在滑套22从图3B所示位置进一步背离对配插式连接器部件3地移动的情况下，插式连接器部件2被转移，从而将闭锁元件24抬起，直至闭锁元件24与对配闭锁元件32的闭锁因突出部被从凹部抬出而解除。基于被预张紧的弹性元件23的弹力，触点支架21快速离开对配插式连接器部件3，并且朝插式连接器部件2的壳体20的背离对配插式连接器部件3的末端方向(拉拔方向)快速移动。因此，滑套22相对触点支架21的移动首先使得弹性元件23张紧，随后引起对闭锁元件24的操纵。弹性元件23的使用能够实现极大的分离速度，并且确保触点可靠且完全分离。触点支架21相对壳体20的运动通过柔性电导体25的压缩得到补偿。
这样就能将插式连接器部件2从对配插式连接器部件3取下。
触点支架21的突然的运动将插式连接器部件2的电触点210迅速地从对配插式连接器部件3的电触点31拔下，使得电弧的燃烧持续时间大幅缩短。特别是有效防止产生驻电弧。其中，使用者拉拔滑套22的速度无关紧要，因为一旦闭锁解除，就会通过弹性元件23实施插式连接器部件2的电触点210的分离的拔出运动。在这个拔出运动中，插式连接器部件2的壳体20相对对配插式连接器部件3的位置可以暂时保持不变。其优点在于，使用者在拉拔滑套22时是否用另一只手抓紧壳体20同样无关紧要。这个技术方案还使得插式连接器1即使在狭窄的空间条件下同样可以安全使用。
此外，值得一提的是，在将插式连接器部件2插接至对配插式连接器部件3时，未将弹性元件23张紧(压缩)。
附图标记说明
1 插式连接器
2 插式连接器部件
20 壳体
200 导体接头
201 入口
202 滑座
21 触点支架
210 电触点
211 触销
212 支撑点
213 保护性接地触点
22 滑套(滑件)
220 导引件
221 握持区段
222 斜面
223 支撑点
224 轨道
225 止挡
23 弹性元件
24 闭锁元件
240 斜面
25 柔性电导体(导电元件)
3 对配插式连接器部件
30 触点插口
31 电触点
32 对配闭锁元件
S 插接轴
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