專利名稱：一種電插塞接頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電插塞接頭，具有一插塞接收器和一插塞銷特別是圓形橫截面的插塞銷，該插塞接收器具有一個接收腔和一個其各匝彈簧位于所述接收腔中的軸向可壓縮的線圈彈簧。
背景技術：
已知的此種類型的一種電插塞接頭其形式為，在插入方向上位于線圈彈簧的前面，設置有一在接收腔中可以軸向移動的接觸件，在插入操作時插塞銷與接觸件呈端面電接觸狀態。進一步已知的是提供一種管狀插塞接收器，其外表面上套裝有一線圈彈簧，該線圈彈簧的一圈通過插塞接收器上的一孔以割線形式穿入到該插塞接收器的內部。在插入操作中，插塞銷通過割線狀延伸的所述圈彈簧壓靠于插塞接收器的內表面上，這樣就產生所希望的電接觸。
這些已知的每一種插塞接頭在不同方面是令人不滿意的。就軸向可移動的接觸件而言，只是在相當小的表面上實現接觸件與插塞銷的電接觸。由于小的點狀接觸表面，結果接觸表面產生相當大的磨損，因為正是在這些接觸表面區域形成飛弧和接觸斷路火花。在具有呈割線狀延伸的彈簧圈的方案中，在插塞銷與插塞接收器的內部表面之間產生相當大的摩擦。當在有電負載下插入和拔出時，磨損特別大。由于在接觸區域中形成接觸斷路和飛弧火花進一步增大了機械磨損。

發明內容
由于上述技術狀況，本發明的目的是提供一種電插塞接頭，其中，一方面磨損減至最小，既使在頻繁的插入情況下也是如此，另一方面，不需過大的插入力，且能保證良好的和可靠的電接觸。
此發明目的首先和基本上通過權利要求1所述技術方案得到解決，根據該技術方案，各圈的主要直徑大于插塞銷的外徑，并且一個或數個接觸圈具有小于主直徑的接觸直徑，且較小接觸直徑也小于插塞銷的外徑。根據本發明，電插塞連接通過將插塞銷插入線圈彈簧直接獲得。而且，可靠和可重復的接觸通過這樣一種方式獲得，借助于一緊箍圈在線圈彈簧的長度范圍內提供一緊箍位置。由于特定的幾何形狀，在插入操作中，插塞銷可靠地滑入這一緊箍圈即接觸線圈內，因此，每次在該位置可重復地形成電接觸。
最好是這樣設置，借助于這樣的接觸圈與插塞銷前面區域之間的相互作用，位于線圈彈簧前面區域中的其它各圈彈簧與插塞銷貼靠接合。例如，這出現在當插塞銷的前端為圓錐形或圓頂形的時候。通過與接觸圈的相互作用，產生了線圈彈簧試圖向外彎曲的效果。因此，導至在插入方向上位于接觸線圈前面的各圈彈簧在一側與插塞接合。結果，插塞銷與彈簧之間在多個位置處獲得可靠的電接觸。這種電插塞接頭最好用于家用電器中，如真空吸塵器或食品加工器中，例如在真空吸塵器中，用于連接具有自己的電驅動的電動毛氈刷。就實際應用而言，例如可參照本申請人的實用新型申請9318460.3。該插塞接頭既可以用作控制接觸也可以用作主電流接觸。本發明插塞系統的特征還體現在，進入彈簧的插塞銷在插塞銷的頂部進入到彈簧狹窄部分即一匝或多匝接觸圈之前，不會遇到大的摩擦阻力。最初的電接觸形成在進口孔的緊密疊靠的各彈簧圈區域中。當抵達各接觸圈時，實際的電接觸開始。通過彈簧和位于彈簧偏心點的插塞銷頂部之間產生的力，彈簧圍繞該點彎曲。
這樣，搭接插塞銷的各彈簧圈于是接合在插塞銷的表面上，并總體上形成一個較大的接觸表面。直到實際接觸發生之前，插塞銷與各彈簧圈之間的較低的摩擦使磨損減小。一方面，在軸向上通過位于接觸圈直到后端面之間的彈簧部分，另一方面，在徑向上通過彈簧的彎曲和各圈彈簧靠壓插塞銷，在線圈彈簧與插塞銷之間實現了必要的接觸壓力。作為最初和最后接觸位置的位于入口孔位置處的緊密疊靠的各彈簧圈在電負載情況下進行插入和拔出操作時引起飛弧和接觸斷路火花，并使實際接觸區域避免由此產生的燒過痕跡。本文所述的插塞系統中接觸搭接的程度，如同其在本領域現有插塞系統中那樣等同于該插塞的前置量，其可能位于到達的接觸線圈和彈簧的位于接觸圈和接收腔后端面之間其余部分的阻擋狀態(硬化)之間。線圈彈簧的典型機械性能和接收腔、線圈彈簧和彈簧入口區域的直徑的結構設計，允許在有較大角度錯差及徑向和軸向偏差的情況下插入圓形插塞銷。通過適當選擇彈簧的材料和彈簧接觸系統的正確尺寸的匹配，即使在極端的氣候條件下，線圈彈簧的彈力從而接觸力可保持到插塞系統的使用期結束。
該發明進一步提出，接觸圈在插塞銷插入方向上相對于線圈彈簧的后部區域錯位設置。例如，接觸線圈至少在線圈彈簧的三分之二處、最好在線圈彈簧的二分之一處形成。然而，在各種不同的情況下，也可采用不同的方案，因為接觸圈在線圈彈簧長度范圍內的位置取決于自由插塞銷的長度、插塞銷頂部與接觸圈之間的最小有利公差尺寸鏈、以及接觸腔的結構和接觸元件的位置。線圈彈簧本身通常可以由彈性絲構成。插塞銷的前端可以不同的方式形成，例如半球形，插塞銷的前端最好是略帶錐形的結構。整個線圈彈簧以適當的方式呈受壓狀態插入插塞接收器或接收腔中。這樣，線圈彈簧可對接觸元件產生接觸壓力，例如該接觸元件插入在后部表面，下文將進一步詳細說明，從而保證外部導線的可靠的電接觸。當插塞銷被插入時，線圈會移離接收腔入口孔的端面接合表面，移離的距離是受壓狀態和插入壓力的函數。另一方面，在將插塞銷拔出時，線圈彈簧不離開接觸元件的端面接合表面。位于線圈彈簧外側的接收腔的腔壁與線圈彈簧最好間隔開至少相應于構成線圈彈簧的彈性絲的直徑的一段距離。
線圈彈簧的外徑與腔壁至少有0.5mm的間隔。例如，這對小直徑的插塞銷是有好處的，然而，彈簧接觸系統也可以采用不同的結構。這樣，確保了在插塞未對正引入的情況下線圈彈簧可以移動，從而避免增加過快的會招致磨損的摩擦力。線圈彈簧的后端最好還配接一接觸件，該接觸件沿徑向插入接收腔中以便于電連接。此外，接觸件也可以軸向引入接收腔中。在此實施例中，接收腔端部最好是敞開的。這樣，插入的接觸部分，例如從后部插入接收腔的接觸部分，代替了接收腔的后端面，并在彈簧端部為線圈彈簧提供一接合面。因此，同時在線圈彈簧與接觸部分之間實現良好的接觸。而且，該接觸部分可以設置一卷邊連接件(crimp connection)，用于直接卷邊連接導線。
本發明另一實施例的特征體現在，線圈彈簧是一螺旋彈簧，其具有一些直徑大于插塞銷外徑的彈簧圈，并具有另外一些直徑小于插塞銷外徑的彈簧圈。在此實施例中，線圈彈簧因此構成完全的漏斗狀。在插塞銷與其直徑等于或小于該插塞銷的外徑的彈簧圈之間也形成接觸接合，這種接觸接合可能延伸兩個或三個彈簧圈。通過線圈彈簧和插塞銷長度的相應的幾何結構，確保了在插入操作時，插塞銷被插入到線圈彈簧中，其前端以上面述及的方式與緊卡圈即接觸圈相接觸。此外，螺旋彈簧最好也設置成能在插塞接收器中徑向移動。
本發明的進一步方面涉及這樣一個實施例，其中，線圈彈簧作用在一接觸套筒形式的接觸件上，所述接觸套筒在接收腔中可以軸向移動。接觸件的特定結構是很重要的。關于這一點，本發明提出，接觸套筒具有一用于插塞銷的接收孔。這樣，在接觸狀態下，不僅插塞銷的端面與接觸套筒相靠合，而且插塞銷部分地進入到接觸套筒中。而且，接收孔最好具有一入口漏斗，從而在插入操作時，接觸套筒和插塞銷的軸向對準誤差可以有利地補償。關于入口漏斗，進一步的特殊優點在于，在插塞銷從接觸套筒拔出時，接觸斷路火花首先發生在接收漏斗區域中，而另一方面，接收漏斗并不決定電接觸。因而，入口漏斗可能發生的磨損不會削弱電接觸功能。
在另一實施例中，接觸套筒的接收孔續接于接觸套筒中的一接續孔，該接續孔具有比插塞銷小的直徑。此接續孔以適當方式形成為盲孔。總的說來，這也以優選方式形成一種實施例，其中，在接觸套筒中形成的接觸表面為一與插塞銷端面接觸的環狀表面。在又一實施例中，此接觸表面為球形表面。對于其余方面，最好接收孔也具有一個比相關聯的插塞銷的外徑稍大的直徑。通過此方法，稍微斜置的插塞銷在接觸狀態也是允許的。對于環狀、最好是環狀球面來說，就電接觸而言沒有變化。


以下參照僅表示實施例的附圖對本發明作進一步說明，其中圖1所示為引入一線圈彈簧內的、帶有電接觸的插塞銷的示意圖；圖2所示為圖1所示線圈彈簧的單獨示意圖；圖3所示為位于接收腔中的圖2所示線圈彈簧的示意圖；圖4所示為插塞銷向線圈彈簧中插入操作的示意圖；圖5所示為帶有另外一種接觸元件的根據圖3所示的示意圖；圖6所示為根據圖3所示的另外一種實施例的示意圖；
圖7所示為另外一種插塞系統示意圖；圖8所示為插塞銷正在插入的圖7所示的插塞系統示意圖；圖9所示為插塞銷已插入的圖7和圖8所示的插塞系統示意圖；圖10至圖13所示為圖7所示方案的插塞銷的插入和退出操作的詳圖；圖14所示為帶有位于其內部的接觸套筒的接收腔的橫剖面圖；圖15所示為圖14所示接觸套筒的一種改型的側視圖，其部分剖視并帶有鄰接的止動部分和接線部分；圖16所示為接觸套筒與引入的插塞銷的接觸區域部分的剖視圖；圖17所示為圖15所示的另一種實施例的示意圖；圖18所示為以圖16所表示的、圖17所示的另一種實施例的接觸區域部分的剖視圖。
具體實施例方式
首先參照圖1，電插塞接頭1包括有一線圈彈簧2和一插塞銷3。線圈彈簧2和插塞銷3是導電的。通過將插塞銷3插入線圈彈簧2，電路4可以閉合。
重要的是，特別是如圖2所示，線圈彈簧2多半是具有相同的(內部的)主要直徑dh的圈5。可是，線圈彈簧2也具有接觸圈6，該接觸圈6具有一個小于主直徑的接觸尺寸dk。主直徑dk小量地大于插塞銷3的外徑d，而接觸直徑dk小于插塞銷3的直徑d。
從圖3中看出，線圈彈簧2置于接收腔7中。該線圈彈簧2呈受壓狀態插入到接收腔7中，使其分別靠壓接收腔7的前表面8和后表面9。在后表面9上可靠壓一接觸元件10，接觸元件10在以后詳細說明。
而且重要的是，線圈彈簧2以這樣的方式插入到接收腔7中，其與接收腔7的側壁11之間留有徑向間隙。
例如，接收腔7可任由選擇地以兩部分剖分形式通過塑料注射模塑成形法制造以插裝線圈彈簧2。在與線圈彈簧2前端相關聯的外側，接收腔7具有一個入口漏斗12，其通向入口孔13。入口孔13具有一個大約相當于圈5的主直徑dh的直徑。
圖4中清楚、詳細地表示出插塞銷插入到線圈彈簧中的操作，和所形成的接觸狀態。
具體而言，首先插塞銷3如此遠地插入到線圈彈簧中，以致該線圈彈簧至少在其自由端各圈5′所在區域受壓。由于各接觸圈6的幾何形狀，在根據圖4引入插塞銷3的情況下，在插塞銷3的縱軸a″和沒受影響的線圈彈簧的中心軸線a′之間出現偏心。由于所給定的幾何形狀，即插塞銷3頂部的圓頂形狀和相對中心軸線a′自然傾斜延伸的各接觸圈6，進一步產生的主要結果是，線圈彈簧2試圖向外彎曲。然而，此向外彎曲只可能在很小程度上產生，結果線圈彈簧2的中心軸線a′被偏移，并因此與插塞銷3相搭靠的多個主圈5在它們的下部區域一側與插塞銷3相靠合。因此總的說來，多個圈，包括各接觸圈6也包括各主圈5，與插塞銷3電接觸，確保了一種非常良好的接觸。
線圈彈簧2與電路4的電源14(見圖1)之間的導電連接，特別可以通過已述的接觸元件10(見圖3)實現。接觸元件10具有小的板狀形式的接觸表面14，該接觸表面通過位于接收腔7上的一徑向孔15被插入到該接收腔中。接觸元件位于接收腔7的后端壁面9的前面。線圈彈簧2在其前端與小板14呈壓靠狀態。接觸元件10的外張鎖片14′可以插入到接收腔7的一個凹槽中。
在圖5所示實施例中，示出另外一個具有外張鎖片19的接觸元件18，外張鎖片19支撐在接收腔7內壁的相應凹槽中。借助于線圈彈簧2的偏置力，從而將接觸元件18固定就位。另外，接收腔7的臺階21的端面形成另一組件止擋。而且，連接到接觸元件18上的是一個卷邊接線器20，導線17以類似方式卷邊連接于其中。總的來說，接觸元件18的橫截面適應接收腔7的內部橫截面，這樣例如為圓形。
在圖6所示的電插塞接頭的實施例中，線圈彈簧為一螺旋彈簧22。該螺旋彈簧從其始端處的最大直徑D1到其末端處的最小直徑D2逐漸變細。插塞銷3以這樣一種方式引入到螺旋彈簧22中，即螺旋彈簧22的較大直徑的各圈不與插塞銷3相接合，而一些較小直徑的較小圈與插塞銷3相接合。
圖7至圖13示出另外一種電插塞接頭，相應地包括有插塞銷3和其中配裝有線圈彈簧2的接收腔7。然而在此實施例中，線圈彈簧2彈性加載其自身的接觸套筒23。詳細地，該接觸套筒包括有較大橫截面的端部24，端部24在線圈彈簧2的偏置力作用下緊靠接收腔7內的端面25。一體形成的較小橫截面的前部區域被連接到這個端部24，在該區域形成有一個插塞銷3的接收孔26。然而，整個接觸套筒23包括端部24以及較小橫截面的前部區域位于接收腔7中。接收孔26在其前部具有一入口漏斗27。在圖7所示位置，其中端部24抵靠在端面25上，相對接收腔7的前端面28還形成一個位移量V。
一個直徑小于接收孔26的接續盲孔30通過圓錐面29連接于接收孔26。例如，盲孔30可以接納所出現的污物顆粒。
在圖8和圖9中，表示出插塞銷3的插裝操作。首先，插塞銷3被引入接收孔26中，從而其端面與接觸表面29相接合。如所示，例如插塞銷3的前端可以為一圓頂形。
接著，向插塞銷3施加壓力，使得線圈彈簧2被壓縮，且使接觸套筒23在接收腔中朝向后端移動。
從圖7和圖8中進一步看出，直徑減小的接觸部分30′可以被連接到端部24，其接觸部分以已知方式被連接到導線17上。線圈彈簧2套裝在接觸部分30′上。在這種情況下，沒有必要在接觸部分與線圈彈簧2之間進行電連接，因為在此實施例中線圈彈簧2只執行彈性加載功能。
插塞銷3和接觸套筒23用適于電接觸的材料如青銅合金制成。
在圖10至圖13中，以放大圖詳細表示了插塞銷插裝操作和可能的位移。
首先，圖10表示接觸套筒23的縱軸線a1與插塞銷3的縱軸線a″不對準的情況。由于入口漏斗27有助于插裝操作，因此如圖11所示使插塞銷3朝向中心亦即接觸套筒23的軸線a1偏移。就此而言，在軸線a1和a″之間可能仍存在角度偏心，這是因為接收孔26的直徑稍大于插塞銷3的外徑。在圖13中，表示出軸線a1與a″完全成一直線。接觸斷路火花始點的位置(入口漏斗27)需要與接觸表面29分隔開，即它們之間要軸向間隔開。由于接觸表面29的圓錐形結構，因此與插塞銷3的圓形頂端形成一線性接觸區。總的說來，此種類型的電插塞接頭既包括有端面接觸也包括有圓周接觸(圓周接觸是通過接收孔26的側壁)。插塞接頭的插入長度由接收孔26的軸向長度和線圈彈簧2的彈性行程構成。彈性行程由稱作接觸搭接的確定。所述的尺寸關系便于插塞銷3在接收孔26中作一定量的徑向移動。籍也由此產生的插塞銷頂部與接觸面間的摩擦可產生接觸表面自清潔的積極效果。
在圖14所示實施例中，一接觸套筒23經由接收腔7的開口側插入接收腔7中，該接觸套筒23具有一個用于插塞銷3的接收孔26。接收孔26與入口漏斗27相連，在圖14所示實施例中，入口漏斗27由此處形成的彎曲邊緣構成。詳細地，在圖14所示實施例中，接觸套筒23由兩個不同直徑的整體形成的管狀元件構成，較小直徑部分向內折進，從而形成上述的彎曲邊緣。但是該接觸套筒23是一沖壓/彎曲形成的整體構件。在進一步的插入軸線方向，接觸套筒具有一個整體形成的止擋件31，其具有一中心通孔32。該通孔又與位于接觸套筒23的較大橫截面上的軸向更遠一些的通孔33軸向間隔開。由折緣形成的接觸套筒23的底部區域33′用作線圈彈簧34的支座。線圈彈簧34的另一端被支撐在鎖片35上，鎖片部35通過徑向外張的倒刺式鎖片36支撐在接收腔7的徑向凹槽37中。因此，鎖片部35沿插塞銷3插入方向上不可能產生軸向移動。一個用于配接導線39的卷邊安裝件38與鎖片部35形成整體。
基本上對應于圖7至圖9所示實施例，止擋件31具有一個用于與插塞銷3端面接觸的環狀圓錐或球狀曲面。
本實施例中，以及下述的圖15至圖18所示實施例中，特別重要的是，由于鎖片部35在插入操作期間不會發生導線39的軸向移動。組裝得以簡化，因為不需把一彈簧套裝在導線連接件38上。
當然，線圈彈簧34是導電的。
在圖15所示的實施例中，鎖片部35′通過徑向加寬整體形成。此外，接觸套筒23通過管狀連接部40與鎖片部35′構成整體。此外，根據圖15所示，卷邊連接件38如上所述直接連接于鎖片部分35′。此外，重要的是，在本實施例中，接觸套筒23不能軸向移動。
根據圖16的橫剖面圖詳細所示，可以看到，由于球形曲面，在止擋元件中獲得有利的電接觸。
圖17和圖18所示實施例與圖15和圖16所示實施例基本相同，區別在于，接觸套筒23不再具有折進部分以構成球形曲面止擋表面，取而代之的是，管狀連接部分40朝向接觸套筒23呈圓錐形逐漸變細，并且在最小直徑區域接合于與插塞銷3端面接觸的球形曲面。關于這一點，保留有一通孔32。根據圖18的橫剖面圖所示，可以看到，在此情況也可以獲得基本上如上述圖14至圖16所示實施例同樣的接觸狀態。
所公開的所有特征都與本發明有關。在本申請的公開中，因此包括它的整個內容，相關/附加的以前文獻(以前申請的文本)的公開內容，為此目的，在本申請的權利要求中也包括了這些文獻的特征。
權利要求
1.一種電插塞接頭(1)，包括有一插塞接收器(7)和一插塞銷(3)特別是圓形截面的插塞銷(3)，插塞接收器(7)具有一接收腔和設置于該接收腔中的接觸套筒(23)，所述接觸套筒(23)進一步具有一用于插塞銷(3)的接收孔(26)，其特征在于，接收孔(26)具有由一彎曲邊緣形成的入口漏斗(27)。
2.根據權利要求1所述的電插塞接頭，其特征在于，接收孔(26)被一止擋元件(31)閉合，止擋元件(31)具有一中心通孔(32)。
3.根據權利要求1或2所述的電插塞接頭，其特征在于，止擋元件(31)形成一環狀錐形或球形曲面，用于與插塞銷(3)端面接觸。插塞銷(3)的端面最好為圓形。
4.根據上述任一項權利要求所述的電插塞接頭，其中，用于與導線(39)電連接的卷邊連接件(38)形式的接觸部軸向連接于所述接觸套筒(23)，其特征在于，在接觸套筒(23)和接觸部(38)之間形成有一用于在接收腔(7)中軸向定位的鎖片部(35)。
5.根據上述任一項權利要求所述的電插塞接頭，其特征在于，鎖片部(35)通過線圈彈簧(34)電連接于接觸套筒(23)。
6.根據上述任一項權利要求所述的電插塞接頭，其特征在于，鎖片部(35)通過倒刺式支撐腳(36)固定在接收腔(7)中。
7.根據上述任一項權利要求所述的電插塞接頭，其特征在于，鎖片部(35)具有一橫截面大于接收腔的圓周肋(35′)，用于通過固定腔(7)的相關聯的圓周凹槽軸向固定所述鎖片部(35)。
8.根據上述任一項權利要求所述的電插塞接頭，其特征在于，接觸套筒(23)通過向里折進一管狀元件形成。
9.根據上述任一項權利要求所述的電插塞接頭，其特征在于，擴展為漏斗形的一連接部分(管狀部(40))連接于止擋元件的中心通孔(32)。
全文摘要
本發明涉及一種電插塞接頭(1),包括有一插塞接收器(7)和一插塞銷(3)特別是圓形截面的插塞銷(3),插塞接收器(7)具有一接收腔和設置于該接收腔中的接觸套筒(23),所述接觸套筒(23)進一步具有一用于插塞銷(3)的接收孔(26),其特征在于,接收孔(26)具有由一彎曲邊緣形成的入口漏斗(27)。
文檔編號H01R4/48GK1389960SQ02107149
公開日2003年1月8日 申請日期2002年3月12日 優先權日1994年6月29日
發明者尤韋·弗林克, 彼得·帕斯佐拉, 斯蒂芬·P·迪尤多恩 申請人:沃維克股份有限公司