具有用于防止电击的安全连接器的电气设备

摘要

具有用于防止电击的安全连接器(28)的电气设备(4)，包括：电路(8)，其包括彼此电隔离的至少一对端子(12，14)；盖(16)，其覆盖电路(8)，以便当盖设置于组装配置下以覆盖电路(8)时防止接近电路，盖(16)通过多个附接装置(20)机械地固定在位；安全连接器(28)，其关联于盖(16)并设有电导体元件(32)，其中安全连接器(28)延伸通过盖(16)以将端子(12，14)短路。安全连接器(28)设有凸起(36)，其支撑电导体元件(32)并能够从闭合配置移动到断开位置，在闭合配置下凸起将端子(12，14)短路，而在断开位置下凸起不将端子(12，14)短路。安全连接器(28)设有盖元件(40)，在闭合配置下盖元件至少部分地叠盖住盖(16)的附接装置(20)中的至少一个，防止移除附接装置(20)中的至少一个。

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于防止电击的安全连接器的电气设备，特别是在汽 车领域内的用于防止电击的安全连接器的电气设备。

背景技术

如众所周知的那样，尤其是(但非排他地)在使用混合动力推进系统 的情况下，汽车领域广泛使用设有相关联的电路和电源基板的电机。

在许多国家中现行的法规要求避免电击风险的预备措施，尤其是在维 修的情况下，在此期间，操作者可能意外地与电路的带电部件接触。

例如，在美国，有规定要求使用装置或执行程序来防止操作者在将电 力从待维修的电路断开之后的一定时间间隔例如5秒内与带电部件接触。

在实践中，有必要使得电路的带电部件在电路本身被断开之后的一定 的时间间隔内不能由操作者接近：该时间间隔必须足以允许电路的电容器 放电，以便防止电击到维修者的任何风险。

为此目的，已知的解决方案是使用盖，其执行带电部件的机械覆盖和 断开电路两者的功能。例如，第一外盖当移除时断开电路并允许接近第二 盖，所述第二盖可具有机械保护的单纯功能。移除第二盖所需的时间可确 保电容器的上述放电。

发明内容

从技术观点出发，这些已知的解决方案都能够给操作者提供必要的电 气保护。

然而，这样的解决方案也不是没有缺点。

实际上，迄今为止已知的解决方案相对昂贵，因为它们需要生产多种 盖，所述盖具有实际的机械保护功能以及电源电路集成部分的功能，以便 在组装之后使其短路以及在拆卸之后使其断开。

因此存在特别解决方案，这样的特别解决方案会增加部件成本，而部 件成本在汽车领域内必须保持非常低。

因此，需要克服参照现有技术所提及的缺点和限制。

因此，需要提供一种适于电路的安全连接器，其不仅从安全的观点出 发是有效的，而且从生产和组装成本的观点出发是经济的。

这种需要通过根据权利要求1所述的具有安全连接器的电气设备来满 足。

附图说明

本发明的进一步的特征和优点将从其优选的和非限制性的示例性实施 例的以下描述变得更加易于理解，其中：

-图1是根据本发明实施例的电气设备的示意图；

-图2是图1的放大细节II的透视图；

-图3是图1所示的设备处于部分组装配置下的透视图；

-图4至图5是可与图1所示电气设备相关联的安全连接器从不同角 度所取的透视图；

-图6是图4所示的安全连接器从图4所示箭头VI一侧的细节视图；

-图7至图8是将安全连接器组装到根据本发明的电气设备上的连续 组装步骤的透视图；

-图9是图8所示设备从图8所示箭头IX一侧的平面视图；

-图10是具有图8所示安全连接器的电气设备的另一平面视图，其中 安全连接器处于另一组装步骤中；

-图11是具有图8所示安全连接器的电气设备的透视图，其中安全连 接器处于闭合配置下；

-图12是图11所示设备的局部剖视图；

-图13是图11所示设备的从图11所示箭头XIII一侧的平面视图；

-图14是图8所示设备处于安全连接器插入到设备本身内的配置下的 内部部分的透视图。

-图15是根据本发明另一实施例的安全连接器的透视图；

-图16是图15所示的安全连接器从图15所示箭头XVI一侧从下方看 去的平面视图；

-图17是根据本发明的适于接收安全连接器一部分的电气设备的细节 透视图；

-图18是处于根据本发明的电气设备的第一组装配置下的图15所示 安全连接器的透视图；

-图19是处于安全连接器的随后组装步骤中的图18所示的电气设备 的局部截面透视图；

-图20是处于根据本发明实施例的电气设备上的组装和封闭配置下的 图15所示安全连接器的透视图；

-图21是处于组装和封闭配置的图20所示设备的局部剖视图；

-图22至图23是根据本发明另一实施例的安全连接器的透视图；

-图24是图22至图23所示的安全连接器的横截面视图；

-图25是适于接收根据图22至图24的实施例的安全连接器的盖或罩 的透视图；

-图26至图27是根据本发明另一实施例的安全连接器的透视图；

-图28是图26至图27所示安全连接器的横截面视图；

-图29是适于接收根据图26至图28的实施例的安全连接器的盖或罩 的透视图。

在下面描述的实施例之间共同的构件或构件部件将用相同的附图标记 指示。

具体实施方式

参照上述附图，附图标记4总体指示根据本发明的电气设备的整体示 意图。

为了本发明保护范围的目的，优选但非排他地，作为适于汽车应用的 电气设备理解的电子设备的特定类型是不相关的。

电气设备4包括电路8，该电路包括至少一对端子12、14，所述端子 12、14彼此电隔离以保持电路断开。换言之，端子12、14通常彼此面对 并从彼此断开电连接，以便具有断开的电路。

电气设备4还包括盖16，其覆盖所述电路8，以便当盖16设置于组装 配置下以覆盖电路8时防止接近所述电路8。换言之，盖16具有物理上防 止接近带电电路8的部件的功能，以防止操作者受到电击的风险。

盖16通过多个附接装置20机械地固定在位。

附接装置20可包括螺钉和螺栓，其具有搁置在盖的与电路8相反一面 的外壁24上的头部22。

有利地，电气设备4包括安全连接器28，其关联于盖16并设有电导 体元件32；安全连接器28穿过盖16，以阻隔端子12、14以及将端子12、 14短路。

安全连接器28设有凸起36，其支撑电导体元件32并可从闭合配置移 动到断开位置，其中在闭合配置下凸起36将端子12、14短路，而在断开 位置下凸起36不将端子12、14短路(因而使得电路断开)。

至于词语“可移动”，其意旨安全连接器28可至少部分地从盖16移除 以便不在断开位置或断开配置下将端子12、14短路。

例如，凸起36穿过盖16的接合孔38，以便阻隔电路8的端子12、14。

有利地，安全连接器28设有盖元件40，在所述闭合配置下，所述盖 元件40至少部分地叠盖住盖16的所述附接装置20中的至少一个，防止移 除所述附接装置20中的至少一个。换言之，在闭合配置下，所述盖元件 40至少部分地叠加到附接装置20中的至少一个上，例如覆盖在附接装置 20的头部22上面，以防止操作者用工具诸如螺丝刀或扳手接触到头部， 和/或在任何情况下防止操作者移除附接装置20和因此移除盖16本身。实 际上，如果不可能移除盖16的所有附接装置20的话，将甚至不可能移除 盖16，因此，只要安全连接器28和相应的盖元件40不从闭合配置移动， 就不可能物理地接近电路8。

在说明书和附图中，单个附接装置20总是显示由所述盖元件40阻隔 和/或在顶部覆盖；对于本发明的目的而言，也可以设置成两个或多个附接 装置20可被在顶部覆盖、阻隔，因此只要安全连接器28设置在闭合位置 下就由盖元件40保持在位。以这种方式，例如装置的安全性增加，因为它 延长了操作者在旋转/移动安全连接器28之后从而在断开电路之后拆卸 所有的附接装置所需的时间。换言之，其进一步增加在操作者可与其接触 之前电路8的电容器的放电时间。

因此，盖元件40叠加在盖16上，在与电路8相反的一侧上，即在盖 本身的所述外壁24的那侧上。

优选地，盖元件40配置成握持元件，以便允许安全连接器28的握持/ 移动并阻止移除盖16的至少一个附接装置20。

根据本发明的一个可能的实施例，安全连接器28可通过形状耦联 (shapecoupling)而轴向插入通过盖16；根据实施例，所述形状耦联是棱 形的耦联，其使得安全连接器28能够平行于轴向插入方向Y-Y而轴向插入 到盖16内。在该实施例中，安全连接器28可至少部分地从盖16移除，以 便在断开位置或断开配置下通过将安全连接器至少部分地从盖16分离而 不将端子12、14短路。实际上以这种方式，电导体元件32在物理上从端 子12、14分离。例如，该安全连接器28通过螺钉42固定到相关的盖16 上；优选这种螺钉42是松不脱螺钉(captivescrew)。

根据本发明的一个可能的实施例，安全连接器28可相对于旋转轴线 X-X可旋转地附接到盖16，从而从断开位置旋转到闭合位置，其中在断开 位置下，凸起36相对于端子12、14偏移以便不将它们短路，以及盖元件 40相对于盖16的附接装置20中的至少一个偏移，而在闭合位置下，凸起 36将端子12、14短路以及盖元件40叠盖至少一个附接装置20。

在该实施例中，安全连接器28可在盖16内旋转，而不从盖移除，以 便在断开位置或断开配置下不将端子12、14短路。

例如，凸起36和盖元件40通过连接装置44结合在一起，以便可相互 分离。例如，连接装置可包括齿、翅片或翼片，其形成相互的形状连接， 优选卡扣类型的形状连接。

如图所示，凸起36具有将端子12、14短路的功能：例如，凸起36包 括为导电材料的弹簧48，其装配有一对突出的柔性翼片52，在闭合配置下， 所述翼片52将所述端子12、14短路，而且在断开配置下，翼片52相对于 所述端子12、14偏移以便使得电路8断开。

根据另一实施例，凸起36装配有径向相对并电连接到彼此的一对导电 板56，使得在闭合配置下，导电板56面对端子12、14并电连接到端子12、 14，而在断开配置下，所述导电板56相对于所述端子12、14偏移。

根据一个实施例，凸起36设有至少一个保持齿60，其与盖16上的在 接合孔38处形成的对应的座62相反地成形，其中当安全连接器28处于断 开位置下时保持齿60允许凸起36插入通过座62，并抵靠盖16的止动壁 64，以便防止在闭合配置下将安全连接器28从座62移除。

优选地，凸起36设有两个保持齿60，其与盖16上在相应接合孔38 中形成的相应座62相反地成形。保持齿60可彼此不同，每个齿关联到相 应的相反形状的座62，从而确保安全连接器28适当地组装到盖16上。

例如，止动壁64面对电路8并与盖16的外壁24相对。

根据一个实施例，在安全连接器28和盖16的外壁24之间，与电路8 相对，与安全连接器28相关联的垫圈68靠近所述接合孔38放置，以便密 封地封闭安全连接器28和盖16之间的连接。

优选地，垫圈68放置和/或成形为以便当保持齿60穿过座62并抵靠 盖16的止动壁64停止时以压缩的方式受到影响。

根据一个实施例，限定接合孔38的盖16的部分具有朝向电路8变窄 的截锥形。

该截锥形配置确保垫圈68的均匀压缩，并提高安全连接器28的耦联 的整体密闭性密封。

电路8的端子12、14例如通过底板70支撑，底板70与安全连接器 28的凸起36至少部分地相反地成形，以便在安全连接器28的闭合配置下 支撑在端子12、14和凸起36之间的机械接触。

根据一个可能的实施例，安全连接器28装配有复位弹簧72，该复位 弹簧使得安全连接器移动到断开配置下。

换言之，如果操作者不将安全连接器28相对于盖16很好地钩住，则 复位弹簧将安全连接器弹性地返回到电路8的断开位置。

根据一个实施例，盖16设有断开限位开关(limitswitchinopening) 76，其从盖16从相对于电路8的相反侧突出，以便当断开安全连接器28 时实现最大的位移，以便自由地接近和移除在闭合配置下受到盖元件40影 响的附接装置20。

优选地，盖16设有闭合限位开关(limitswitchinclosing)80，其从盖 16从相对于电路8的相反侧突出，以便当闭合安全连接器28时实现最大 的位移，以便防止自由地接近和移除在闭合配置下受到盖元件40影响的附 接装置20。

优选地，盖16装配有锁定元件84，其从盖16在相对于电路8的相反 侧上突出，以便当安全连接器28移动到闭合配置下时允许盖元件40的相 应翼片88的耦联。

例如，翼片88是可弹性挠曲的，以便当安全连接器28移动到闭合配 置下时卡扣接合锁定元件84。

优选地，锁定元件84和/或翼片88包括倒角或引导部90，其有利于它 们在安全连接器28的闭合运动/旋转过程中的相互接合；这种相互耦联也 通过翼片88在从冲撞到锁定元件84时所受到的推力下而弹性变形来促进。

此外，优选地，翼片88包括底切92，其抵靠锁定元件84以防止安全 连接器28的意外断开。

如上所述，附接装置20可以是螺钉或螺栓22，在安全连接器28的闭 合配置下螺钉或螺栓的头部被盖元件40在顶部覆盖。

根据一个实施例，盖元件40配置有大致垂直于盖16的增强壁96，以 便形成针对盖元件40的增强和针对安全连接器28移动的结束行程(end stroke)。

例如，增强壁96包括凹部98，其适于允许旁路绕开断开限位开关76， 限位开关76与盖16相关联以便设置在安全连接器28断开时的最大位移。

根据一个实施例，增强壁96包括抵接部100，其与闭合限位开关80 接口连接，闭合限位开关80与盖16相关联以便设置安全连接器28闭合时 的最大位移。

根据本发明的一个可能的实施例，由盖元件40阻隔的附接装置20包 括滑动件(未示出)，在移除所述附接装置20之后，所述滑动件从盖16的 外壁24突出，以阻挡盖元件40，防止在附接装置20的非安装状态下组装 安全连接器28。以这种方式，避免了操作者忘记不旋拧通常由盖元件阻隔 的附接装置20就重新组装该设备；实际上，如果是这样的情况，则操作者 自己将能够随后拆卸盖，将其移除，而无需等待移除所述附接装置20，因 此没有电容器放电所需的时间。

根据一个实施例，附接装置20是松不脱螺钉，即，需要使用适当的工 具以便从相关的盖16移除的特殊螺钉。实际上这种松不脱螺钉成形为使得 它们不能轻易地从板分离，所述板具有它们插入到其中的孔；这种效果可 以按已知的方式通过将杆和/或头部合适地成形以获得约束螺钉防止它被 容易地移除的合适底切而获得。

以这种方式，避免了操作者在盖16的拆卸和重新组装的步骤中丢失所 述螺钉。

现在我们将描述根据本发明的设有安全装置的电气设备的运作以及维 修技术。

具体地，在盖16和安全连接器28的闭合配置下，电路被从外部保护 以及通过与端子12、14接口连接的电导体元件32电短路。例如，如图所 示，弹性翼片52或导电板56使得彼此与相应的端子12、14接触，从而提 供端子本身之间的电连接。在闭合配置下，在盖16上的安全连接器28的 机械锁定例如是通过锁定元件84和/或翼片88之间的耦联获得的。抵靠所 述锁定元件84的底切92的可能存在防止安全连接器28的意外断开。即使 在冲击、振动等情况下，这种机械连接保持固定。

此外，垫圈68确保安全连接器28在盖16上的密闭性密封，从而确保 电路8的密闭性密封。

通过至少一个保持齿60和盖16的止动壁64之间的抵接防止安全装置 28从盖的可能脱离。实际上，直到安全装置28处于闭合位置下时，保持 齿60相对于接合孔38上的相应座62偏移，因此不能脱离。

如果有必要来保持电路8，将有必要安全地接近电路8。

在这方面，有必要移除所有的附接装置20。显然的是，为了移除所述 盖的至少一个附接装置20，强制使用者在断开位置下移动/旋转安全装置 28。这样做需要首先将锁定元件84和/或翼片88之间的耦联脱钩。所以， 使用者使得安全装置28在断开位置下移动/旋转；以这种方式，当弹性翼 片52和/或导电板56相对于所述端子12、14偏移时电路被断开。

因此，电路8的电容器的放电开始。同时，在首先将保持齿60与相关 的座62对准之后，操作者可将安全连接器28从盖16脱离。从而，操作者 也可自由地接近先前由盖元件40所阻隔/在顶部覆盖的保持装置20。移除 最后的附接装置20也允许移除盖16，从而允许接近电路8，该电路的电力 将被完全或大部分释放，并可由操作者安全地处理。

如从上述描述可以理解的那样，根据本发明的具有安全连接器的电气 设备允许克服现有技术中存在的缺点。

实际上，本发明的安全连接器允许确保操作人员的安全，同时保持低 的部件生产和组装成本。

实际上，该装置的部件的各功能是独立且简化的。

盖具有防止接近通常带电的机械部件的唯一功能：这样，盖物理地关 闭到带电部件的通路，而无需会直接与带电部分交互的任何部件。换言之， 盖不包括构成电路部件的带电部分。这也构成适于操作者的进一步的安全 装置，因为盖本身从不带电(因此不存在涡电流会通过盖并放电到操作者 上的风险)。

所述的连接器进而具有使电路断开/闭合的唯一功能，并且不具有盖的 机械锁定功能。

此外，连接器执行保护功能，因为当它处于闭合位置下时，它阻隔盖 的至少一个机械附接装置，使得盖不可能被移除。

以这种方式，可获得针对操作者的安全性，同时保持低的装置成本。

此外，根据本发明的安全连接器可简单且经济地制造。

为了满足可能的和特殊的需求，本领域技术人员可对上述的电气设备 和安全装置做出多种修改和变化，然而所有的修改和变化都包括在如由下 面的权利要求所限定的本发明范围之内。