專利名稱：具有可替換端子觸點的點火引線的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及與往復式點火器和燃氣輪發動機一起使用的點火引線(ignition lead)，尤其涉及在所述點火引線上使用的端子觸點。
背景技術：
點火引線是用于將高壓點火脈沖從點火系統向某些點火裝置輸送、而點火裝置接著使用點火脈沖來產生用于使燃料/空氣混合物點燃的火花的高壓電纜(通常為2-25kV)。由于涉及到高壓，所以點火引線的電觸點容易損壞，并且經常先于其它點火引線部件而受到磨損。兩種這樣的觸點是位于點火引線各端的端子觸點，其中之一是將點火系統的部件(例如激勵電路)連接到點火引線的絕緣中心線的第一端子觸點，而另一個是將中心線連接到點火裝置(例如火花塞或點火器)的第二端子觸點。對于許多點火引線的設計來說，如果這些端子觸點中的任意一個磨損，那么就需要費時和昂貴的維護處理來更換它們。
傳統的點火引線端子觸點是不可替換的。因此，當觸點磨損時，可能需要更換整個端子組件(terminal assembly)，或者更糟地更換整個點火引線。這在具有較大長度(有時超過二十五英寸或者更長)的點火引線的應用中是非常昂貴的。此外，在某些情況下，特別是在燃氣輪發動機應用中，熟練的技工可能需要差不多四個小時來更換整個點火引線。
用于點火引線的可替換的端子觸點組件在本領域是公知的，其一個示例是由南卡來羅納州利伯蒂的冠軍航天有限公司制造的、用于ARP670類型2f接線裝置。這一可替換觸點組件10在

圖1中示出，并通常包括接觸體12和可替換的管狀連接器14。接觸體12通常是具有延伸到上軸向端的盲孔20和從下軸向端延伸的螺紋陽部分22的柱形金屬部件。這些盲孔被設計為通過圍繞中心線壓接(crimp)接觸體并將中心線穩固地保持在適當位置(通過圖示的接觸體12的變形來表示)而永久地接納點火引線的絞合(stranded)中心線24。陽部分22的外螺紋螺旋地進入通常包括縱向孔30的可替換的管狀連接器14中，在縱向孔30的上軸向端具有螺紋陰部分32以及在其下軸向端具有開口34。陽部分22的螺紋尺寸適合于與陰部分32的螺紋尺寸相配合，以使可替換的管狀連接器14能夠螺紋地附著到永久附著的接觸體12，并能夠從接觸體12處移除。開口34的尺寸適于接納點火器的電極，使得通過觸點組件10的高壓脈沖傳輸到點火器。其它部件(例如絕緣體36和多種連接件)同樣可在圖中看見，這在本領域是公知的。根據這一設計，當需要更換端子觸點時，只需要將管狀連接器14從接觸體松開，然后安裝新的連接器。
本發明的一般目的在于提供一種可替換的端子組件，其不僅可用于ARP670類型2f接線裝置，而且可用于其它多種類型的點火引線接線裝置，例如包括其它的ARP670接線裝置設計。

發明內容
本發明提供了一種點火引線以及用于所述點火引線的可替換的端子觸點，還提供了一種制造所述點火引線和更換所述端子觸點的方法。所述點火引線包括至少一個具有可替換觸點的端子組件，所述觸點螺紋地或以其它方式可拆卸地附著于設置在管狀絕緣體內的接觸體。保持部件附著到可替換觸點，以將絕緣體保持在接觸體上的適當位置。端子觸點自身包括連接構造(例如觸點一端的螺紋)，以使得觸點能夠固定到接觸體，并且觸點可包括在觸點的兩端的中間位置處至少部分地繞該觸點延伸的槽。更換觸點包括移除保持部件、使絕緣體從端子組件滑脫、去除磨損觸點的連接、可拆卸地安裝可替換觸點、將絕緣體(或替換的絕緣體)重新裝配到端子組件上、以及通過將保持裝置(或替換的保持裝置)重新安裝到可替換的觸點上而將絕緣體固定到適當位置。
附圖的簡要說明本發明的優選的示例性實施方案將在下面結合附圖進行描述，其中，相同的附圖標記表示相同的組件，其中圖1是現有技術的可替換的點火引線端子組件的剖視圖；圖2是本發明的點火引線端子組件的優選實施方案的剖視圖；圖3是表示圖2的點火引線端子組件的固定環(retaining ring)的、沿著線3-3得到的截面圖；以及圖4是可在圖2的點火引線端子組件中使用的固定環的另一實施方案的俯視圖。
優選實施方案的詳細描述本文描述的端子組件采用可替換觸點，用于點火引線的中心線的一個或多個端子的端點(terminal end)。對于具有兩端(每端具有連接器)的標準點火引線，下面描述的可替換的端子設計可在一個或兩個連接器處使用。該點火引線可與多種點火電路部件(例如激勵電路)或點火裝置(例如火花塞或點火器)一起使用；但是，它們僅僅是可與本文描述的點火引線一起使用的一小部分部件。此外，該端子組件可與多種發動機一起使用，但是在與飛行器往復式發動機(aircraftreciprocating)或燃氣輪發動機一起使用時特別有利。因為本發明主要涉及所公開的端子組件的觸點部分，所以沒有描述圖中所示的其它部件或者圖中未示出的點火引線的其它部分。這些其它部件和點火引線的其它部分對于本領域技術人員來說是公知的。
現在參照圖2，本發明的實施方案以點火引線40的形式示出，點火引線40包括絕緣的中心線42和端子組件44。中心線42可為實心線(solid core wire)或絞合線，并且包括裸線端46。端子組件44包括連接器48，以及使連接器48與端子觸點部件電絕緣的管狀絕緣體50。這些部件包括永久地附著到中心線46的接觸體52、螺紋連接到接觸體52上的可替換觸點54以及將絕緣體50維持在端子觸點部件上的適當位置的保持部件56。
接觸體52通常是被設計為將點火引線40的中心線46耦合到可替換觸點54的柱形導電金屬部件。接觸體52可由303不銹鋼或任何其它合適的材料制成。該接觸體通常包括位于上軸向端處的第一盲孔62以及位于下軸向端處的第二盲孔64。上部盲孔62被設計為接納中心線的裸端46，并且通過釬焊、壓接或任何其它適當方式永久地附著到暴露端46上。由于“永久地”的意思是，以任何不可拆卸的連接方式(例如通過壓接、焊接、釬焊或導電粘合劑)來固定部件。它與本文中使用的術語“可拆卸地(removably)”相反，“可拆卸”的意思是以這樣的方式固定部件，即，使得部件可在隨后分離，而不會損壞或使得它們產生較大變形。“可拆卸”可包括示例性實施方案的螺紋連接，以及利用第三部件來將部件保持在一起的搭扣配合(snap fit)連接或配套(mating)連接。
中心線46和接觸體52的這種永久連接形成牢固的機械連接和電連接。在接觸體52的相對的軸向端處是下部盲孔64。盲孔64設置有用于連接到可替換觸點54的內(陰)螺紋。應該注意，這里所示的接觸體僅僅是目的在于示例的優選實施方案，并可對其進行多種修改。例如，可具有延伸接觸體的整個軸向長度從而使其容納中心線46和可替換觸點部分54的單個縱向孔，以替換具有兩個盲孔62和64(其每一個僅向內延伸某個軸向長度)。此外，不是使接觸體具有陰部分和使可替換觸點具有陽部分，而是使接觸體配備有向下延伸的陽部分，而可替換觸點相應地具有陰部分。這些僅僅是少數未背離本發明的范圍的可采用的修改。
可替換觸點54是導電部件，其被設計為將接觸體52耦合到點火裝置或者其它電路，使得能夠容易地更換觸點54。優選地，可替換觸點是通常包括螺紋軸向端70、圓周槽72和觸點表面74的類似插頭(plug-1ike)部件。如前所述，螺紋軸向端70是陽部分，它被設計為螺旋地進入陰部分64中，從而使兩個部件牢固地、但可拆卸地相互接合。觸點54上的螺紋是允許觸點54可拆卸地接合到接觸體52的部件的連接構造(feature)，可以理解，可使用搭扣連接和其它類型的連接構造而不會背離本發明的范圍。圓周槽72在觸點的兩端70、74的中間位置繞可替換觸點部分的外表面延伸。槽72的尺寸適合于容納保持部件56。因此，該槽的準確形狀和尺寸很大程度上依賴于所使用的具體保持部件。觸點表面74是高壓點火脈沖通過其進入點火引線或離開點火引線的表面，這分別取決于端子組件44是用于將點火引線耦合到點火電路還是點火裝置。這個表面容易凹蝕(pitting)、腐蝕以及產生其它使用高壓而產生的后果，并且典型地是點火引線首先磨損和需要更換的部分。優選地，觸點54由鉻鎳鐵合金600制成。如果需要，可使用貴金屬插入物或其它抗電弧或抗電暈放電的材料來改進端子組件44的操作和/或功能。此外，這里所示的可替換觸點54的具體的實施方案可作為可能具有許多其它變化的實施例。例如，螺紋端70或整個可替換觸點54可進行電鍍，以幫助防止螺紋咬死(seizure)，或者改變觸點的其它屬性。觸點表面74可為凸起的、凹入的、尖的，或具有多種其它外形(contour)中的一種。另外，圓周槽不必完整地繞觸點的外表面延伸，而是可與圖示不同，以便容納下面將描述的多種設計、形狀和尺寸的固定環。
在本示例性的實施方案中，保持部件56包括卡在槽72中的固定環或卡環(snap ring)。固定環56由本領域公知的彈性金屬材料(例如PH 15-7MO)形成，并且附著到可替換觸點54，以便固定環56可將柱形絕緣體50維持在適當位置。根據圖3中所示的實施方案，保持部件56是E形環，包括開口100、端柄腳102和104以及中心柄腳106。在安裝該保持部件的過程中，優選地以人力使得端柄腳102和104展開，以便開口100的大小能配合到可替換觸點54的周圍，并牢固地設置在槽72內。一旦安裝在槽72中，那么就只有端柄腳102、104和中心柄腳106是E形環與可替換觸點54外表面接觸的部分，如圖3所示，可替換觸點54具有圓形截面。圖3的E形環的實施方案僅僅是可使用的保持部件類型的一個實施例。可選的保持部件，例如有間隙的、連續的以及其它由環制造商(例如斯莫利鋼環公司(SmalleySteel Ring Co.))提供的標準固定環也可與端子組件44一起使用。例如，圖4示出了一種可選的C形環形式的保持部件實施方案。該C形環的實施方案的操作在很大程度上與圖3相同，但包括開口82和端柄腳84、86。如圖所示，C形環不包括中心柄腳。保持部件56的E形環實施方案和C形環實施方案都能夠在槽72內自由旋轉。
固定環56的功能是將絕緣體捕獲地(captively)保持在其它暴露的高壓部件上的適當位置；即，中心線的裸端46、接觸體52以及觸點54的上部。絕緣體保持在固定環56和端子組件44的一部分之間的適當位置。更具體地，連接器48包括六邊形部分90和將六邊形部分90固定到絕緣中心線42的耦合器92，同時允許六邊形部分90旋轉，以便端子組件44能夠螺紋連接到配套部件上，配套部件可以是點火裝置或配合插座連接器。彈簧94和墊片96容納在耦合器92內部。彈簧94在耦合器的后壁98和墊片96之間在中心線42周圍延伸。該彈簧可以但不是必須處于壓縮狀態，以使彈簧朝著固定環56軸向地擠壓墊片96以及絕緣體50。當端子組件44耦合到點火裝置(例如點火器或火花塞)時，擠壓固定環的軸向力使得可替換觸點54強有力地擠壓與端子組件耦合的點火裝置的端子觸點；較大的觸點到觸點(contact-to-contact)的負荷是理想的。本領域技術人員應該理解，當將連接器48緊固到點火裝置或其它配合插座連接器上時，迫使彈簧94更加壓縮，這有助于將絕緣體50緊密地保持在適當位置，并且能提高上面提到的觸點到觸點的負荷。為了在移除觸點54和絕緣體50的過程中將彈簧94和墊片96保持在適當位置，彈簧座88被用來卡到耦合器92中。彈簧座可由銅合金C11000制成。連接器48的其它部件可由本領域技術人員公知的適當材料來制造。
在詳細描述了點火引線42的端子組件44的結構之后，應該理解，該點火引線可使用如下所述的適當裝配方法來制造。首先，將連接器48連同其所有部件裝配到絕緣中心線42的端部上。然后，將接觸體52永久附著到中心線的裸端46。接著將端子觸點54螺紋連接到該接觸體上。之后，將絕緣體50置于接觸體52上，并通過將固定環56附著到端子觸點而將絕緣體50固定到適當位置。通過將固定環56卡到槽72中而完成最后一步，但是應該理解，可使用以其它方式(因此不需要槽72)連接到觸點54的其它保持部件來代替固定環56。
在替換過程中，將磨損的觸點54從端子組件44中移除，并安裝新的觸點。將磨損的觸點54移除的第一步是移除固定環56。根據固定環的特定設計，通常可使用一對鉗子或類似工具來實現上述移除。在圖3和4的E形環和C形環實施方案中，技工可用一對針狀頭部的鉗子或類似工具分別握住端柄腳102、104或84、84的一個或多個，然后將它們展開，從而使環56能夠松開磨損的端子觸點54。由于固定環被移除，所以管狀絕緣體50可簡單地從端子組件44處滑脫，從而使得接觸體52和可替換觸點54暴露。在這兩個組件的外表面都暴露之后，技工可用工具(例如扳手)握住它們中的每一個，然后將可替換觸點54從接觸體52擰開。然后，將新的可替換觸點54螺紋連接到接觸體52上并扭轉到期望值。之后，原始的絕緣體或替換的絕緣體抵抗著彈簧94向下的彈簧偏壓而滑回到端子組件44的頂部上，并被向上推，以使固定環56可再次安裝在圓周槽內部。既可使用原始的固定環56也可使用替換的固定環。這種結構的顯著優點在于，對于磨損的觸點的替換時間可縮短為十五分鐘，雖然實際的替換時間應該取決于多種因素。
因此顯而易見，根據本發明所提供的點火引線和用于該點火引線的可替換的端子觸點實現了本文指定的目的和有益效果。當然，應該理解，前述的描述是本發明優選的示例性實施方案，本發明不應局限于所示的具體實施方案。對于本領域技術人員來說，進行各種改變和修改是顯而易見的。例如，雖然本文所示的接觸體52直接連接到中心線46，但是應該理解，它也可間接地(例如通過一個或多個其它的導電部件)連接到中心線。所有這種改變和修訂都落在本發明的范圍之內。
說明書和所附的權利要求所使用的術語“例如”以及動詞“包括”、“具有”以及其它的動詞形式，在結合一個或多個部件或其它項目的列表使用時，它們的意思是所述列表不應被看作排除了其它、附加的部件或項目。只要其它項目在上下文中不要求不同的解釋，那么它們可使用其最廣泛的合理含義來構建。
權利要求
1.一種用于點火引線的端于觸點，包括導電觸點，其從第一端向第二端延伸，所述觸點在所述第一端具有螺紋，所述觸點進一步包括在所述第一端和第二端的中間位置繞所述觸點延伸的槽。
2.一種與點火引線端子組件一起使用的端子觸點，所述端子組件具有螺紋接觸體、可拆卸的管狀絕緣體以及用于將所述絕緣體保持在所述端子組件上的固定環，所述端子觸點包括導電觸點，其從第一端向第二端延伸，所述觸點在所述第一端處具有連接構造，從而允許所述觸點可拆卸地連接到所述端子組件的所述接觸體，所述觸點的尺寸使其能夠安裝在所述管狀絕緣體的至少一部分內部，所述觸點進一步包括接納所述固定環的槽，所述槽在所述第一端和第二端的中間位置繞所述觸點延伸，從而能夠將所述觸點連接到所述接觸體，并通過將所述固定環卡到所述槽中而將所述絕緣體保持在所述端子組件上。
3.一種點火引線，其具有多個端子組件以及在兩個或更多的所述端子組件之間延伸的絕緣中心線，其中，所述端子組件的至少一個包括連接器，固定到所述絕緣中心線；導電的接觸體，在第一端處電連接到所述中心線，并且具有與所述第一端隔開的第二端；管狀絕緣體，在所述接觸體上延伸，從而使所述接觸體與所述連接器電絕緣；導電的可替換觸點，具有可拆卸地連接到所述接觸體的所述第二端的軸向端，所述觸點進一步包括繞所述觸點的外表面的至少一部分延伸的槽；以及保持部件，置于所述槽內，其中，所述絕緣體由所述保持部件和所述端子組件的另一部分捕獲地保持在適當位置。
4.如權利要求3所述的點火引線，其中，所述接觸體剛性地連接到所述中心線的非絕緣的端子的端點。
5.如權利要求4所述的點火引線，其中，所述接觸體永久地附著到所述中心線的端子的端點。
6.如權利要求5所述的點火引線，其中，所述接觸體被壓接到所述中心線的所述端子的端點上。
7.如權利要求3所述的點火引線，其中，所述絕緣體設置在所述絕緣的中心線的一部分上。
8.如權利要求3所述的點火引線，其中，所述端子組件的所述另一部分包括所述連接器的元件。
9.如權利要求8所述的點火引線，其中，所述連接器包括墊片。
10.如權利要求9所述的點火引線，其中，所述墊片受到彈簧偏壓，使得所述絕緣體受到朝向所述保持部件的力，并且所述絕緣體與所述保持部件接觸。
11.如權利要求3所述的點火引線，其中，所述保持部件包括固定環。
12.如權利要求3所述的點火引線，其中，所述可替換觸點通過螺紋連接到所述接觸體上。
13.如權利要求12所述的點火引線，其中，所述接觸體的所述軸向端包括螺紋陽部分。
14.如權利要求13所述的點火引線，其中，所述接觸體的所述第二端是通過螺紋固定到所述陽部分上的陰部分。
15.一種更換點火引線端子組件的端子觸點的方法，所述點火引線端子組件具有螺紋接觸體、可拆卸的管狀絕緣體以及附著到所述端子觸點以將所述絕緣體保持在所述端子組件上的保持部件，所述方法包括以下步驟(a)從所述端子觸點移除所述保持部件；(b)使所述絕緣體從所述端子組件滑脫；(c)將所述端子觸點從所述接觸體松開；(d)將替換的端子觸點螺紋連接到所述接觸體上；(e)將管狀絕緣體設置在所述端子組件中的所述接觸體上；和(f)將保持部件安裝到所述替換端子觸點上。
16.如權利要求15所述的方法，其中，所述步驟(e)包括將在所述步驟(b)中移除的所述管狀絕緣體重新設置到所述端子組件上。
17.如權利要求15所述的方法，其中，所述步驟(e)包括將替換的管狀絕緣體設置到所述端子組件上，以更換在所述步驟(b)中移除的所述絕緣體。
18.如權利要求15所述的方法，其中，所述步驟(f)包括將在所述步驟(a)中移除的所述保持部件重新安裝到所述端子組件上。
19.如權利要求15所述的方法，其中，所述步驟(f)包括將可替換的保持部件安裝到所述可替換端子觸點上，以更換在所述步驟(a)中移除的所述保持部件。
20.一種制造點火引線端子組件的方法，包括以下步驟(a)將連接器附著到絕緣中心線的一端上；(b)將接觸體永久地附著到所述中心線的非絕緣的端子端點；(c)將端子觸點可拆卸地附著到所述接觸體；(d)將管狀絕緣體設置到所述接觸體上；以及(e)通過將保持部件附著到所述端子觸點而將所述絕緣體固定到適當位置。
21.如權利要求20所述的方法，進一步包括將彈簧裝配到所述連接器中的步驟，以將所述保持部件偏壓向所述絕緣體。
22.如權利要求20所述的方法，其中，所述步驟(b)包括將所述絕緣體壓接到所述中心線的所述非絕緣的端子上。
23.如權利要求20所述的方法，其中，所述步驟(c)包括將所述觸點螺紋連接到所述接觸體中。
全文摘要
一種點火引線(40)，包括至少一個具有可替換端子觸點(54)的端子組件，可替換端子觸點(54)提供了一種簡單的方法來更換磨損的觸點，而無須移除和替換整個點火引線(40)。所述端子組件包括可替換觸點(54)，可替換觸點(54)螺紋連接到設置在管狀絕緣體(50)內的接觸體(52)上。固定環(56)附著到觸點(54)，以將絕緣體(50)保持在接觸體(52)上的適當位置。觸點(54)可包括槽(72)，槽(72)繞觸點(54)延伸以接納固定環(56)。
文檔編號H01R4/62GK1795589SQ200480014157
公開日2006年6月28日 申請日期2004年5月21日 優先權日2003年5月22日
發明者查爾斯·T·弗利特伍德, 邁克爾·A·朗格 申請人:冠軍航天有限公司