本发明建议了一种可旋转的电气接头，所述可旋转的电气接头具有内管和包围该内管的外管，其中内管和外管可围绕共同的纵向轴线彼此相对旋转。用于插塞接点的接头壳体处在两个管的一个末端端部上，而模块壳体处在两个管的另一个末端端部上。当两个管相互达到预定的旋转角度时至少一个突伸出的第一卡锁元件接合到至少一个第一凹陷内。此外，在内管的内部空间内具有柔性的电导线。
1.一种可旋转的电气接头(100)，所述可旋转的电气接头具有：
-包围该内管(102)的外管(104)，其中，所述内管(102)和所述外管(104)能够围绕一条共同的纵向轴线彼此相对旋转，-接头壳体(106)，该接头壳体用于在两个管(102、104)的一个末端端部上接收插塞接点，其中，该接头壳体与所述内管(102)和所述外管(104)中的一个固定连接，-模块壳体(108)，该模块壳体用于在两个管(102、104)的另一个末端端部上接收电部件，其中，该模块壳体与所述内管(102)和所述外管(104)中的另一个固定连接，-在管(102、104)的一个上的至少一个第一凹陷(202)，-在管(102、104)中的另一个上的、以使管(102、104)相互成预定的旋转角度的方式接合在所述第一凹陷(202)内的至少一个突伸出的第一卡锁元件(204)，和-柔性的电导线(110)，所述电导线在所述内管(102)的内部空间内走向，终止于所述接头壳体(106)内的插塞接点，且与所述电部件相连接。
2.根据权利要求1所述的可旋转的电气接头(100)，其中，所述内管(102)在所述内管(102)的一个末端端部上与所述接头壳体(106)固定地连接，且所述外管(104)以所述外管的与该末端端部对置的端部与所述模块壳体(108)连接。
3.根据权利要求1所述的可旋转的电气接头(100)，其中，所述内管(102)在所述内管的末端端部上与所述模块壳体(108)固定地连接，且所述外管(104)以所述外管的与所述内管(102)的该末端端部对置的端部与所述接头壳体(106)连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可旋转的电气接头(100)，其中，所述接头壳体(106)具有用于与所述电导线(110)电连接的插头或插座。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的可旋转的电气接头(100)，其中，第一卡锁元件(204)以张紧的状态至少部分地处于所述外管(104)的壁内。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的可旋转的电气接头(100)，其中，在所述内管(102)和所述外管(104)之间具有旋转引导部。
7.根据权利要求6所述的可旋转的电气接头(100)，其中，所述内管(102)在与所述接头壳体(106)对置的端部上具有卡锁钩(112)，在所述卡锁钩(112)已推入的状态下，所述卡锁钩不突伸到所述旋转引导部的内径之外，而在所述卡锁钩被推出的状态下则防止了所述内管(102)被从所述外管(104)中拉出。
8.根据权利要求1所述的可旋转的电气接头(100)，其中，具有第一凹陷(202)的管(102、104)具有第二凹陷(202)。
9.根据权利要求8所述的可旋转的电气接头(100)，其中，所述第二凹陷(202)在距具有第一凹陷的管(102、104)的末端端部的距离与第一凹陷(202)相同处位于管(102、104)的周部的另一个位置，使得当所述第二凹陷(202)和所述第一卡锁元件(204)对置时所述第一卡锁元件(204)接合到所述第二凹陷(202)内。
10.根据权利要求8或9所述的可旋转的电气接头(100)，所述电气接头还具有：
-第二卡锁元件(204)，所述第二卡锁元件(204)相对于第一卡锁元件(204)错开，且距管(102、104)的末端端部的距离与第二凹陷(202)相同，使得当所述第二凹陷(202)和所述第二卡锁元件(204)对置时所述第二卡锁元件(204)接合到所述第二凹陷(202)内。
11.根据权利要求1或8所述的可旋转的电气接头(100)，其中，至少一个凹陷(202)和至少一个卡锁元件(204)构造为使得在超过事先确定的阈值的扭矩的作用下实现所述外管(104)相对于所述内管(102)的旋转，其中，各卡锁元件(204)从弹性松弛的状态过渡到弹性张紧的状态。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的可旋转的电气接头(100)，其中，各卡锁元件(204)从具有如下项的组中选择：球、圆柱、半球。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的可旋转的电气接头(100)，其中，各凹陷对应于所属的卡锁元件的端部部分的形状。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的可旋转的电气接头(100)，还具有至少一个止动部(220)，所述止动部用于防止所述接头壳体(106)进行大于预定的角度的旋转。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的可旋转的电气接头(100)，其中，所述接头壳体(106)具有插头面(200)，所述插头面相对于管(102、104)的纵向方向成90°地定向。
电气接头
技术领域
[0001] 本发明涉及可旋转的电气接头，且特别地涉及将接头壳体与模块壳体以可旋转的方式连接的可旋转的电气接头。
背景技术
[0002] 在汽车工业中，电部件的份额不断增加。这不仅对于纯电动运行的车辆，而且对于以混合动力驱动的车辆和以传统的内燃机运行的车辆。大量的电附加部件导致电导线内的高电流，这又导致电连接也必须在高电流下分离。为此，可使用电接触器或另外的组件。这些组件一方面会相当庞大。另一方面，在车辆内可供使用的结构空间并非不受限制地更大。因此，必须将数量不断增加的电组件节约空间地安置。连接问题有时可通过电缆束方案解决，或通过如下方式解决，即使得组件上的一定的插头以精确的位型存在于组件上，使得电缆束的插头在无大的扭转的情况下匹配到组件或模块的插头或插座上。当然，如果组件要安装到不同的车辆内或以不同的空间定向安装，则难以使得组件上的电缆束或必需的接头如同另外的车辆或另外的空间定向的情况以精确的或相同的方式进行。因此，必需使相同的组件带有不同地定向的接头壳体。但这使产品变得昂贵，因为每个模块必需具备不同的接头壳体。
[0003] 从DE 10 2004 004 616 B4中已知了用于电缆穿过的铰链设备，所述铰链设备无需用于限制旋转的止动部即实现了以在铰链设备运动时不损坏电缆束的方式将电缆束引导通过多个旋转铰链。
[0004] 从DE 101 47 764 A1中已知了在门的枢转区域内的电导线引导部，所述电导线引导部使用带有圆柱形横截面的两个套管，其中，一个套管被部分地推入到另一个套管内直至止动部处，使得通过力配合连接将两个套筒基本上不可拆卸地相互连接。
发明内容
[0005] 因此，本发明所要解决的技术问题是在不符合全部潜在可能的接头壳体选择且同时使自动化制造得以实现的情况下实现与组件的连接可能性。
[0006] 以上所述的技术问题通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利的实施形式由从属权利要求、下文中的描述以及附图得到。
[0007] 根据本发明的一个方面，建议了一种可旋转的电气接头。可旋转的电气接头具有带有外侧和内部空间的内管和包围该内管的外管，其中，内管和外管可围绕共同的纵向轴线相对旋转。
[0008] 可旋转的电气接头此外具有接头壳体和模块壳体，所述接头壳体用于在两个管的一个末端端部上的插塞接点，所述模块壳体用于在两个管的另一个末端端部上接收的电部件。
[0009] 在所述管之一上设置了至少一个第一凹陷。在两个管预定的相对旋转角度下接合在该第一凹陷内的另一个管上的至少一个突伸出的、例如弹性地支承的第一卡锁元件可将两个管相互固定，尤其是以防止相对旋转的方式相互固定。
[0010] 此外，可旋转的电气接头具有柔性的电导线，所述电导线在内管的内部空间内走向，终止于接头壳体内的插塞接点，且与电部件相连接。
[0011] 应注意的是可有利的是使内管在其长度上基本上对应于外管的额定长度。
[0012] 在此文件中使用如下概念和表述：
[0013] 概念“电气接头”描述了一种设备，所述设备适合于将电部件(例如使用在车辆(电动车辆或非电动车辆)内的电部件)与另外的电气接头(例如电缆束)相连接。
[0014] 概念“接头壳体”描述了一种壳体，所述壳体适合于接收插头或插座。插头或插座可直接集成到壳体内。
[0015] 概念“模块壳体”描述了一种壳体，在所述壳体可存在一个或多个电模块。电模块的示例是电接触器，所述电接触器被模块壳体保护以防例如环境影响或潜在的短路。典型地，电模块即使安装在不同的位置也应与电缆束的插塞接点连接。
[0016] 概念“凹陷”描述了表面内的例如圆形或细长形的凹部，所述表面可以是内管的外侧或外管的内侧。
[0017] 概念“卡锁元件”描述了从表面突伸出的凸起状的元件，所述表面例如是内管的外侧或外管的内侧。为可相互接合或卡锁在内，卡锁元件和凹陷必须分别直接对置。
[0018] 概念“卡锁钩”描述了一种带有可折起的、钩状的元件的倒钩，所述倒钩在被引导通过开口之后在开口的背侧上过渡到不可折起的状态且因此防止卡锁钩从开口的拉回。弹簧可起到在将钩状元件引导通过开口之后又将各钩状元件相对于彼此推开的作用。
[0019] 概念“电导线”描述了柔性的——例如绞合线状的——绝缘的电导线，所述电导线可将例如电模块的电部件与接头壳体内的插头或插座相互连接。
[0020] 在此所建议的可旋转的电气接头具有如下一系列优点：
[0021] 具有电气组件或电子组件的模块壳体可配备有可旋转的电气接头，使得为例如电缆束的插头赋予柔性连接可能性，而不必让模块壳体针对每种电缆束构造或每种结构空间情况配备专门构造的接头壳体。作为替代，接头壳体可取决于安装情况被定向或旋转为使得所述接头壳体可很好地达到。接头壳体内的插塞接点应与配对插头相连接。此连接是取决于方向或角度的。因此，可将插塞接点针对于简单、快速、且尤其可自动化的连接进行设计。这可以是使得接头壳体相对于模块壳体成一定的旋转角度。属于插塞接点的插头面在此可在内管和外管的纵向方向上定向，但优选是与之垂直地定向。在插头面垂直定向时，插头面对于配对插头的可接近性主要取决于接头壳体的旋转角。与根据现有技术的刚性地安装到模块壳体上的接头壳体不同，根据本发明无论模块壳体处于任何安装位置都能在安装之后将插头面定向。
[0022] 另一方面，可能例如由于安全性规定也必须将——例如作为模块壳体的内容物的——接触器双重地构造且分别相对于彼此旋转地构建。在此情况中，也可将各接头壳体柔性地定向，使得可良好地形成与电缆束或另外的导线的电连接。特别地，可使用相同类型的带有柔性电气接头的模块壳体。不要求带有另外地定向的接头壳体的另外的模块壳体。这降低了生产成本且使得所使用的模块壳体可灵活地安装。
[0023] 此外，带有可旋转的电气接头的模块壳体保持为适合于自动化地构建，因为可以以可旋转的电气接头的预设位置对自动操作设备编程。由此，将待构建的部分以更灵活的、但同时无妨碍的方式进行自动化安装。
[0024] 下文中描述根据本发明的对象的另外的有利的实施形式。
[0025] 根据可旋转的电气接头的实施形式，内管在其末端端部上可与接头壳体固定连接，且外管可以其与内管的该末端端部对置的端部与模块壳体相连接。因此，接头壳体可相对于模块壳体旋转，直至卡锁元件卡锁到凹陷内。可建议可旋转的电气接头的交货变型，使其以非卡锁在模块壳体上的形式交货，使得接头壳体可如此地旋转，以至于所述接头壳体内的插座或插头能够毫无困难地与电缆束的插接元件组合。
[0026] 根据可旋转的电气接头的替代的实施形式，内管可在其一个末端端部上与模块壳体固定连接，且外管可以其与内管的该末端端部对置的端部与接头壳体连接。在此实施形式中，接头壳体也可相对于模块壳体旋转，直至一方面包括凹陷且另一方面包括卡锁元件的卡锁机构相互内外嵌套接合。
[0027] 有利地，可旋转的电气接头用于电接触器的模块壳体。通过可旋转的电气接头可因此将特别重的电接触器(所述电接触器一方面垂直地且另一方面水平地安装到车辆内)灵活地与另外的电连接件相连接。
[0028] 根据可旋转的电气接头的有效的实施形式，接头壳体具有用于与电导线电连接的插头或插座。此插头或此插座可与——例如电缆束上的——配对元件电连接。接头壳体可以以任意的倾斜的形式根据构造类型固定在所述管的一个上。接头壳体内的插头或插座原理上可嵌入到接头壳体的任何表面内。
[0029] 根据可旋转的电气接头的有利的实施形式，第一卡锁元件可以以张紧的状态至少部分地处于外管的壁内。卡锁元件可在该处弹性地支承在插座内或作为固定的钮状元件布置在外管的内壁上。在此情况中，有利的是管由弹性材料、例如塑料制成。
[0030] 根据可旋转的电气接头的另外的有利的实施形式，在内管和外管之间可存在旋转引导部。以此方式可实现内管和外管之间的间距，卡锁元件或多个卡锁元件可伸入到所述间距内。
[0031] 根据可旋转的电气接头的特别地构造的实施形式，内管在与接头壳体对置的端部上可具有卡锁钩。替代地，也可存在两个或多个例如对置的卡锁钩。在卡锁钩已推入的状态下，卡锁钩不会突伸到旋转引导部的内径之外，因此带有伸出的卡锁钩的内管可毫无困难地被推动穿过旋转引导部。在卡锁钩被推出或松开的状态下，防止已被推入到外管内的内管被从外管拉出。卡锁钩可例如卡锁在模块壳体的内侧上。卡锁钩可构造有弹簧以用于可靠的卡锁。
[0032] 根据另外的有利的实施形式，可旋转的电气接头可除第一凹陷外在所述管的一个内具有第二凹陷。因此，内管可与外管以一个与由第一凹陷预定的角度不同的角度卡锁。第一卡锁元件不接合到第一凹陷内而是接合到第二凹陷内。在特别的实施形式中，可相对于壳体模块旋转的管可在克服了初始扭矩之后从其卡锁元件与第一凹陷的卡锁旋转到另外的位置，使得卡锁元件现在接合到第二凹陷内。
[0033] 根据可旋转的电气接头的另外的有利的实施形式，第二凹陷可在距具有第一凹陷的管的末端端部的距离与第一凹陷相同处位于管的周部的另一个位置，使得当第二凹陷和第一卡锁元件对置时第一卡锁元件接合到第二凹陷内。
[0034] 根据可旋转的电气接头的另外的实施形式，可设置第二卡锁元件，所述第二卡锁元件相对于第一卡锁元件位置错开且距管的末端端部的距离与第二凹陷相同，使得当第二凹陷和第二卡锁元件对置时第二卡锁元件接合到第二凹陷内。
[0035] 因此，两个凹陷处在管的相同的周圆上或处在相互错开的周圆上。相应地适用于卡锁元件，以此实现了有效的卡锁。一方面可使得两个卡锁元件同时接合到其相应的凹陷内；另一方面可使得第二卡锁元件仅在旋转过预定的角度之后方可接合到其相应的凹陷内。可设置具有相应的效果的另外的卡锁元件和凹陷。
[0036] 根据可旋转的电气接头的另外的实施形式，至少一个凹陷和至少一个卡锁元件可构造为使得在超过事先确定的阈值的扭矩的作用下实现外管相对于内管的旋转，其中各卡锁元件从弹性松弛的状态过渡到弹性张紧的状态。以此方式，内管相对于外管不仅可单次卡锁，而且可重复地卡锁到多个位置中。在很有限的结构空间的情况中，接头壳体因此即使在拆卸的情况下也可相对于模块壳体旋转。
[0037] 根据可旋转的电气接头的另外的有利的实施形式，各卡锁元件可从具有如下项的组中选择：球、圆柱、半球。当然，合适的是凹陷对应于卡锁元件的形状，使得保证可靠的机械接合且因此保证防止两个管相对旋转的锁定效果。换言之，合适的是各凹陷对应于所属的卡锁元件的端部部分的形状。也可使用带有尖锐的、例如直角的边缘的凹陷。卡锁元件则具有相应的形状。当然，在卡锁之后的多次旋转不再可行。
[0038] 根据可旋转的电气接头的另外的扩展的实施形式，止动部可以被设置用于防止接头壳体相对于模块壳体进行大于预定角度的旋转。对于仅有一个止动部的情况，接头壳体可相对于模块壳体旋转不大于约360°。如果例如设置两个止动部，则所述止动部可定位为使得接头壳体相对于模块壳体的旋转不超过一个预定的角度，例如90°、180°，但并不局限于此。此止动部的优点是防止接头壳体的过度旋转，从而防止电导线在内管内部内的可能的损坏。
[0039] 本发明的另外的优点和特征从如下的对于优选实施形式的示例描述中给出。此申请的附图中的各个图仅是示意性和示例性的且未按比例绘制。
附图说明
[0040] 图1以剖面图中示出了根据本发明的电气接头。
[0041] 图2示出了一个在相对于管的纵向延伸的垂直平面内的截面。
[0042] 图3示出了电气接头的侧视图。
具体实施方式
[0043] 应注意到，为与本实施形式的相应的特征或部件相同的或至少功能上相同的不同的实施形式的特征或部件提供了相同的附图标号。为避免不必要的重复，已根据前述实施形式解释的特征或部件在后文中不再详细解释。
[0044] 图1在截面图中图示了根据本发明的电气接头。在图1的中间可见两个管102、104，其中的外管104包围内管，使得两个管可围绕一条共同的纵向轴线相对旋转。在两个管之间可存在间隙(在图1中未示出)且可在内管102的外侧上设置一个或多个引导部以更好地实现管102和104相对于共同的假想的中心轴线的旋转。接头壳体可在其侧部之上或之内设置有插头或插座，电缆110或多个电缆110终止于所述插头或插座上。有利地，所述电缆是柔性的软线状的绝缘电缆。以此方式，在所示的图中与内管102固定连接的接头壳体106可与内管102一起相对于外管104和模块壳体108旋转。
[0045] 附图标号108表示其中具有至少一个电部件(例如接触器)的模块壳体的壁。在所示出的示例中，模块壳体108与外管固定连接。模块壳体自身可实际上具有任何形状和空间定向。
[0046] 带有插塞接点的接头壳体106具有插头面200，所述插头面定位在一定的方向上，在图1中例如向上定向。因此，对于与配对插头(未示出)的自动化的连接，在插塞接点和配对插头之间容易形成连接。因此，另外的结构相同的模块壳体旋转90°地安装，例如当通过第二接触器形成冗余特别是例如在碰撞时的关于取决于方向的冲击载荷的冗余时，然后可通过将管102、104旋转而将第二插塞接点的插头面在与第一插塞接点的插头面相同的方向上定向。由此，用于两个插头连接的配对接触可从相同的方向进行且因此自动化地插入，为此也见对于图3的描述。
[0047] 电导线110或多个电导线110或电缆可与模块壳体的电部件相连接，例如与接触器的控制和/或负载接触连接。
[0048] 图1此外示出了卡锁钩112，所述卡锁钩112防止内管102在被引入后与接头壳体106一起从外管104脱出或拉出。在内管102推入到外管104内的过程中卡锁钩折起，使得卡锁钩不或仅略微突伸到内管102或旋转引导部的周部之外。当卡锁钩在最终位置被推出到外管104的端部之外时，所述卡锁钩相对于彼此展开且将内管102以可相对于外管104旋转的方式锁定。
[0049] 替代地，模块壳体也可与内管102固定连接，且接头壳体与外管固定连接。在此情况中，使用内管102的相对于外管104的替代的卡锁机构，以防止外管104与接头壳体的脱落/拉出。专业人员已知相应的解决方案。
[0050] 图2示出了在与管102、104的纵向延伸相垂直的平面内的截面。在此图中，内管102在其表面上示例地具有四个凹陷202。但也可仅具有一个凹陷或附加地具有第二凹陷等。凹陷202相互之间的距离或角度实际上可取任意值。
[0051] 另一方面，在图2中图示了四个卡锁元件204。当通过管102相对于管104的旋转而使凹陷202与卡锁元件204对置时，卡锁元件204可接合到相应的凹陷202内。以此，可一定程度上将内管102相对于外管104的位置固定。卡锁元件204可以本身是柔性的或可弹性地支承在外管的内表面上。凹陷202可构造为截球形或构造为细长形的凹部。各卡锁元件204应对应于各凹陷202的形状，以保证可靠的卡锁。当内管102相对于外管104被施加以一个超过预定的值的扭矩时，管102、104又可相对于彼此旋转，且卡锁元件204又可各卡锁到另一个凹陷202内。以此，接头壳体106相对于模块壳体108处于另外的定向。卡锁元件的数量可保持为变化的，而不固定在一个确定的数量。有利地，存在使内管102可相对于外管处于两个半固定位置的至少两个凹陷202和至少一个卡锁元件204。
[0052] 为使电导线110不会因“过度旋转”而损坏，可设置用于限制内管102相对于外管104的旋转的至少一个止动部。在两个止动部的情况中，可防止实施几乎360°的旋转。止动部可将相互旋转限制到实际上的任何预定的角度，例如限制到90°或180°，但并不局限于此。
[0053] 图3从另一个角度示出了模块壳体108。接头壳体106可围绕管102、104的旋转轴线旋转，但此旋转的边界受止动部220限制，以防止电导线110的过度旋转。
[0054] 附图标记列表
[0055] 100 可旋转的电气接头
[0056] 102 内管
[0057] 104 外管
[0058] 106 接头壳体
[0059] 108 模块壳体
[0060] 110 电导线
[0061] 112 卡锁钩
[0062] 200 插头面
[0063] 202 凹陷
[0064] 204 卡锁元件
[0065] 220 止动部
