电连接器及其生产方法和用于其的电线和太阳能模块结构 |
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| 申请号 | CN200710128750.7 | 申请日 | 2007-07-12 | 公开(公告)号 | CN101106224B | 公开(公告)日 | 2012-05-30 |
| 申请人 | 泰科电子AMP有限责任公司; | 发明人 | 冈特·费尔德迈耶; 海因茨·谢勒; 马库斯·施特雷洛; 安德烈亚斯·韦伯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种 电连接器 及其生产方法和用于其的电线和 太阳能 模 块 结构，电连接器(1)具有壳体(11、12)和触头元件(2)。触头元件(2)的第一部分(24)位于壳体(11、12)的接纳开口(18)中，触头元件(2)的第二部分(21)伸入壳体(11、12)的接纳槽道(3)，该槽道设置成接纳至少一个细长电导体(5)，触头元件(2)的第二部分(21)设置成 接触 电导体(5)。细长电导体(5)接纳在壳体(11、12)的接纳槽道(3)中并且被触头元件(2)接触。壳体(11、12)的至少一部分和接触电导体(5)的至少一部分由采用非导电材料制成的通用护套(6)包绕，并且形成均匀的粘和。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电连接器(1) |
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| 说明书全文 | 电连接器及其生产方法和用于其的电线和太阳能模块结构技术领域[0001] 本发明涉及一种具有壳体和触头元件的电连接器，该触头元件一方面位于壳体的接纳孔中，另一方面接触电导体，以及一种生产这种类型的电连接器的方法。而且，本发明涉及具有至少一个电导体以及具有这种类型的电连接器的电线。此外，本发明涉及一种太阳能模块，该模块连接至至少一个这种类型的电连接器，以及具有多个太阳能模块的太阳能模块结构，它们在每种情况下连接至这种类型的电连接器。 背景技术[0002] 用于产生电能的太阳能模块一般包括层结构，例如平面状的前玻璃盖和后玻璃盖，在两层玻璃层之间形成中间空间。各个太阳能电池布置在这些层之间并且通过电连接系统在该层结构中相互连接，太阳能电池通过光电作用产生电能。这种类型的太阳能板中的太阳能电池布置在玻璃盖下，并且太阳能板在暴露于太阳辐射的点处相互连接。为了组装和维护方便，需要为此设置专门的插头连接以进行电连接。 [0003] 在这种情况下，用于太阳能模块的插头连接在它们的传统使用地点处例如房子的屋顶处受到天气和环境的影响，诸如雪、雨、雾或日照并且必须多年经受这些影响。另外，会在组装和维护过程中产生机械应力或者由于环境的影响而产生机械应力，例如机械拉伸应力。尤其在太阳能板所占面积较大的情况下，需要大量的插头连接以对太阳能板进行电连接，因此单个的插头连接不只需要牢固和可靠，而且需要经济性好。 发明内容[0004] 本发明的目的是公开一种开头提到的类型的电连接器，其适用于比较快速和简单的组装，尤其是组装太阳能板，并且其也可比较经济地制造。另外，公开一种生产这种类型的电连接器的对应方法。 [0005] 这一目的通过根据权利要求1的电连接器和根据权利要求21的生产这种类型的电连接器的方法实现。本发明同样涉及设置有根据权利要求15的这种类型的至少一个电连接器的电线。另外，本发明涉及一种根据权利要求18的太阳能模块，其连接至这种类型的电连接器，以及设置有多个太阳能模块的根据权利要求19的太阳能模块布置结构，其在每种情况下连接至这种类型的电连接器。 [0006] 根据本发明的一种电连接器具有壳体和触头元件，触头元件的第一部分位于壳体的接纳开口中，触头元件的第二部分伸入壳体的接纳槽道，该槽道设置成接纳至少一个细长电导体，触头元件的第二部分设置成接触电导体。细长电导体接纳在壳体的接纳槽道中并且被触头元件接触。壳体的至少一部分和接触电导体的至少一部分由采用非导电材料制成的通用护套包绕，并且形成均匀的粘和。 [0007] 为了生产根据本发明的这种类型的电连接器，电导体首先布置在壳体的接纳槽道中。电导体然后由触头元件的第二部分中的触头元件接触。壳体的至少一部分和接触电导体的至少一部分然后由采用非导体材料的通用护套包绕。 [0008] 本发明的优势在于，在这种情况下，这种类型的电连接器可比较经济地生产。另外，这种类型的接触装置允许比较快速和简单地组装，尤其是相对大量的太阳能模块，可将这些太阳能模块例如经由对应的相对触头元件连接至电连接器的触头元件，在这种情况下，细长电导体是例如(各)太阳能模块的供给或返回线。尤其当电连接器已经设置在对应的电线上并且已经以对应的组装状态设置在电线上时，可实现快速和简单的组装，这样，组装太阳能模块的工程人员只需要将对应的相对触头元件连接至电线上的电连接器的触头元件。由此可实现将太阳能模块上的连接更好地分配至电线上的对应电连接器。尤其与先前步骤相比，有利地，每个太阳能板连接单独地连接或者太阳能板布置结构以集中的方式连接在专为此设置的配电箱中。相比来说，待设置的电缆连接器根据本发明的概念可被减少，这是因为电线用于连接太阳能模块并且相对于布置在其上的电连接器的数量与待连接的太阳能模块数量相匹配。 [0009] 根据本发明一项实施例，壳体的至少一部分和接触电导体的至少一部分通过通用的塑性材料包绕注射模制从而形成护套。通用护套因此可由尤其有效的方式采用非导体材料产生，并且对于电连接器形成均匀的粘和。 [0010] 根据本发明的另一实施例，触头元件的第二部分设置成使得其穿入绝缘电导体以进行接触，尤其可刺穿该绝缘电导体。例如，触头元件设置为刺穿触头，其穿入绝缘电导体以进行接触。触头元件在这种情况下优选地设置为触头销，第二部分设置为接触电导体，作为触头末端。 [0011] 细长电导体尤其布置在基本上为U形的接纳槽道中，换句话说，壳体的接纳槽道具有基本上U形的横截面，接触电导体放置在其中。壳体因此可采用简单的方式设置在电导体上，设置为触头销的触头元件可通过这一移动穿过电导体。因此，细长电导体，尤其是电缆，可通过简单地设置在电连接器的壳体上而由电连接器的触头元件接触。 [0012] 根据本发明的另一实施例，触头元件具有相对于第二部分的第三部分，该第三部分在壳体中定向为接触一相对触头元件。因此，由电导体接触的电连接器可容易地由相对触头元件接触从而生产例如太阳能模块的触头。这是有利的，尤其当触头元件的第三部分与电连接器的壳体的至少一部分共同地设置为用于接触相对触头元件的插头连接时。 [0013] 为了确保更好的分配，插头连接优选地设置有至少一个极化元件，该极化元件与相对触头元件的对应极化元件相配合。例如，极化元件设置为极化肋的形式，该极化肋与相对触头元件的对应极化肋相配合。这样可容易地防止具有正极性的太阳能模块的连接电缆经由电连接器连接到具有负极性的供给线。 [0014] 根据本发明的实施例，壳体具有两个不同的部分，第一部分具有接纳槽道。壳体的这一第一部分的直径小于壳体的第二部分的直径，这样在例如壳体的第一部分与第二部分之间产生阶梯形的偏差。这是有利的，尤其当只有壳体的第一部分包绕通用护套注射模制时，这样，当时由注射模制材料生产的表面可等于第二部分的直径。因此，可有利地确保生产出具有基本上完全相同的形状的表面的电连接器。为了实现这一目的，壳体的第二部分尤其设置为使得其外表面以平齐的方式基本上邻接由非导体材料制成的包绕壳体的第一部分的通用护套的外表面。 [0015] 在本发明的另一实施例中，设置至少一个夹持元件，该夹持元件附接至接触电导体并且由采用非导体材料制成的通用护套环绕。这种类型的夹持元件优选地附接至电导体，之后，壳体的至少一部分和接触电导体的至少一部分由通用护套包绕，尤其采用注射模制包绕。夹持元件的材料成分优选地使得夹持元件可连接至护套的非导体材料，这样包绕电导体形成紧密的粘和，尤其确保电连接器的纵向水密封并且也可有助于释放触头点的拉伸应力。 [0016] 本发明的概念尤其提供深远的优势，在生产后，电连接器组装在电线上并且包绕其各部分注射模制，这样，最后得到设置有至少一个电连接器的电线，其中的电线的电导体已经由电连接器的触头元件接触。尤其，多个电连接器优选地沿着电线彼此间隔地布置，尤其采用公知的菊花链(daisy chain)的方式。这意味着单独电连接器经由电导体沿着电线串联地彼此连接。 [0017] 采用这种方式设置的电线例如公知为连续线，其可在组装地点对应地切割。这种类型的电线与电连接器共同地优选设置为使得电线与电连接器共同地缠绕至电缆盘上。在这种情况下，用于太阳能板布置结构的电供给线可应用至预组装的电连接器，这样，组装人员可仅仅经由对应的相对触头元件在电线与各个太阳能板之间产生相应的电连接。这可设置为采用简单触头连接的形式，这样可实现电连接系统的比较快速和简单的组装。 [0018] 根据本发明的电连接器和设置有至少一个这种电连接器的电线可采用各种方式使用。虽然本发明描述的内容相背于太阳能模块的电连接的背景，但是并不局限于此。此外，使用根据本发明的电连接器也可应用至其他情况，其中的细长电导体生产成尤其将任何类型的电器连接至细长电导体，例如电缆。根据本发明的电连接器也可设置多个触头元件，从而例如接触多极电缆。 [0020] 本发明将借助附图在下文进行更详细的说明，附图示出本发明的各实施例。在附图中： [0021] 图1a示出根据本发明的电连接器的实施例的负编码连接器的侧视图，[0022] 图1b示出根据图1a的壳体引入触头元件的剖视图； [0023] 图2示出根据图1a的壳体的插头面侧视图，该壳体具有用于连接至相对触头元件的可视插头连接； [0024] 图3a示出根据本发明的电连接器的一项实施例的正编码连接器壳体的侧视图； [0025] 图3b示出根据图3a的壳体的剖视图，该壳体具有引入的触头元件； [0026] 图4示出根据本发明一项实施例的触头元件的侧视图； [0027] 图5a示出在使用塑性材料护套之前的根据本发明一项实施例的电连接器的侧视图； [0028] 图5b示出根据图5a的电连接器的平面图； [0029] 图5c示出根据图5a的电连接器的剖视图； [0030] 图6a示出根据本发明一项实施例的完整电连接器的侧视图； [0031] 图6b示出根据图6a的电连接器的平面图； [0032] 图6c示出根据图6a的电连接器的纵向剖面图； [0033] 图6d示出根据图6a的电连接器的侧视图； [0034] 图7示出应用至电导体的根据本发明一项实施例的夹持元件的一部分的透视图； [0035] 图8示出根据本发明的电线的一项实施例的透视图，并且具有根据本发明的示例性数量的电连接器； [0036] 图9示出示例性太阳能模块布置结构和与其连接的电连接线的示意图，并且具有根据本发明的电连接器。 具体实施方式[0037] 图1示出根据本发明的电连接器的负编码连接器壳体11的一项实施例的侧视图(图1a)和剖视图(图1b)。壳体11具有第一部分111和第二部分112，壳体11的第一部分111的外部直径小于第二部分112的外部直径。在本发明中的壳体11的第一部分111中设置有外部螺纹，但是该螺纹对于本发明的功能来说没有重要的意义。此外，壳体11是采用同样用于生产其他连接器壳体的可用工具制造的连接器壳体。为了简化生产顺序，该工具在这种情况下同样进行调整使得外部螺纹设置在壳体11中，但是该螺纹对于本发明没有什么重要意义。 [0038] 如图1b具体所示，触头元件2设置在壳体11中，触头元件2的第一部分24位于壳体11的接纳开口18中，使得触头元件2沿径向方向固定在壳体11的这一第一部分24中。触头元件2具有挡块22，该挡块对应于壳体11的接纳开口18中的对应挡块19。为了组装触头元件2，触头元件2被压入壳体11直到挡块22，使得挡块22位于对应挡块19上，这样，触头元件2沿轴向方向固定。 [0039] 触头元件2的第二部分21伸入壳体11的接纳槽道3，该槽道设置成接纳至少一个细长电导体。壳体的接纳槽道3具有基本上U形的横截面，其中的细长电导体例如电缆位于其中。触头元件2的第二部分21伸入接纳槽道3从而接触接纳槽道中的电导体。触头元件2的第二部分21优选地设置成使得其适于接触绝缘电导体，换句话说，尤其可穿过这种导体或者刺穿之。为了实现这一目的，触头元件2尤其设置成触头销，第二部分21形成为触头末端从而穿过电导体的绝缘层并且刺穿电导体本身。触头元件2因此设置为公知的刺穿触头。 [0040] 触头元件2的相对于第二部分21的第三部分23在壳体11中的方向为接触相对触头元件，为了简化，在该图中没有示出。尤其，触头元件2的第三部分23与一部分壳体11共同地设置为用于接触相对触头元件的插头连接13。在这种情况下，图2示出根据图1a的壳体11的插头面侧视图，具有可见的插头连接13，用于连接至相对触头元件。尤其从图2可见，插头连接13具有采用极化肋15形式的两个极化元件，它们与相对触头元件的对应极化肋相配合。这样确保在壳体11中，只有用于此目的的设置有相对触头元件的插头可刺穿插头连接13。 [0041] 图3示出正编码连接器壳体12的侧视图(图3a)和剖视图(图3b)，其基本上构造为与先前说明的负编码连接器壳体11相同。壳体12同样具有第一部分121和第二部分122，它们具有不同的外部直径。构造为与根据图1的触头元件2相同的触头元件2与壳体 12的一部分共同地形成用于接触对应的相对触头元件的插头连接14。插头连接14与插头连接13相比具有不同的极化肋，如图所示，例如在根据图5b的壳体12的平面图中。采用这种方式，能够可靠地防止对应的相对触头元件连接至负编码连接器壳体11，而不是防止连接到正编码连接器壳体12。在后一种情况下，各个极化肋并不彼此对应，这样，相对的触头元件不能插入插头连接。而且，壳体12的结构相当于根据图1的壳体11的结构。 [0042] 图4在这种情况下示出根据本发明一项实施例的触头元件2的更大的侧视图，该触头元件设置为触头销。触头元件2适合作为刺穿触头，因为触头末端设置为使得其能够刺穿绝缘电导体从而接触该导体。挡块22用于将触头元件2轴向固定在相应壳体11、12中。第一部分24位于壳体11、12的接纳开口中，第三部分23用于接触相对的触头元件。 [0043] 在生产电连接器期间，根据本发明的电连接器的中间阶段示出于图5中。借助图5a和5c所示，细长的电导体5布置为壳体12的接纳槽道3中的电缆形式，使得触头销2已经穿过电导体5的绝缘并且接触内电导体。这通过将壳体12如图3所示设置在电导体5上得以实现，壳体12向下压在电导体5上，这样，触头元件2的挡块22位于壳体12的相对挡块19上。U形接纳槽道3基本上匹配电导体5的直径。一旦触头元件2已经压入壳体 12到达挡块22，并且特定由铜制造的触头元件2已经穿入电导体5的内电导体，那么可产生与电导体5的电连接。电导体5与连接至相对触头元件的电器之间的电连接可经由对应的相对触头元件生产，如图1和3所示。 [0044] 如图所示，尤其从图5a和5b所示，而且，采用电缆夹形式的两个夹持元件4设置在电导体5上的壳体12的任一侧上，该夹持元件在该区域轻微地压缩电导体5的电缆套并且因此产生正连接。在这种情况下，图7示出夹持元件4的一项实施例，该夹持元件包括多个部件，只有夹持元件4的上部41在图7中示出。夹持元件4具有用于压入电导体5的电缆套的肋部42和闩锁连接43，其与夹持元件4的下部(未示出)上的对应闩锁连接进行闩锁。夹持元件4的下部与上部41的结构相同，下部的闩锁连接与上部41的对应闩锁连接44相闩锁。 [0045] 图6示出根据本发明实施例的完整电连接器1的视图。电导体5上的电连接器1的布置结构的基本原理在这里与是否使用正编码连接器壳体12或负编码连接器壳体11相独立。因此，电连接器11的壳体11、12都可以是正编码连接器壳体12或负编码连接器壳体11。图6b的平面图示出使用负编码连接器壳体11的实例。一旦电导体5布置在电导体壳体11、12的接纳槽道3中并且夹持元件4附接至电导体5(如图5所示)，壳体11的第一部分111或壳体12的第一部分121包绕塑性材料注射模制，这样壳体11、12的第一部分111、121和接触电导体5的对应部分由采用非导电塑性材料制成的通用护套6包绕，并且形成均匀粘和。壳体11、12通过电导体5上的护套6进行固紧、固定和稳定。壳体11的相应第二部分112或壳体12的第二部分122设置成使得其外表面基本上以平齐的方式邻接由非导电塑性材料制成的护套6的外表面。这通过图6c的剖视图可以详细地示出，其中示出护套6的最终成形。夹持元件4也由护套6环绕，纽结保护元件7设置在用于接触电导体5的护套6的端部上，这样电导体5不会在护套6终结的任何一侧上的两点处纽结。纽结保护元件7以公知的方式形成，如图6a和6b所示。 [0046] 根据本发明实施例的护套6包括热塑性弹性体(公知为TPE)，其具有理想的属性，诸如柔性和易处理性。比较地，壳体11、12和夹持元件4优选地包括聚碳酸酯(PC)或者采用其进行制造，也可以采用注射模制方法处理。用于生产根据本发明的电连接器1的材料TPE和PC的组合具有特定的优势，即PTE相对良好地粘和至PC。因此，可在护套6的TPE材料与壳体11、12或夹持元件4的PC材料之间设置良好的连接。 [0047] 参照夹持元件4的结构布置，其优势在于，可实现比较良好的水密封从而防止水沿着电导体5纵向穿过；一方面，电导体5的电缆套由夹持元件4轻微的压入使得在该点产生水密封，另一方面，在PC与TPE之间的粘和有助于在护套6与夹持元件4之间产生良好的水密封。这同样适用于壳体11、12与护套6之间的连接。因此产生基本上紧密的电连接器1，而不考虑使用的电导体5的材料。另外，夹持元件4用于舒缓触点的机械拉伸应力，在该触点处，触头元件2刺穿电导体5，这样可实现在多个点处比较均匀地在夹持元件4和护套6上实现负载的分布。 [0048] 图8示出设置有至少根据本发明的电导体5的电线的实施例的透视图，其中设置有示例数量的根据本发明的电连接器1。根据图8的实施例，多个电连接器1采用公知为T连接器的形式沿着电导体5布置，尤其采用菊花链的形式，如公知的那样。电连接器1例如具有矩形间隔B1。电导体5可以是例如环形制造的电缆，其可与电连接器1共同地缠绕至电缆盘上。电导体5然后可在组装地点切成具有对应长度的部分，这样，可在组装地点得到已经设置有电连接器1的电导体5。在放置电导体5之后，对应的相对触头元件只必须导入电连接器1，如上文完全地说明。因此，可在将电器1连接至电导体5时实现比较快速和简单的组装。 [0049] 图9示出具有相连接的至少一个电导体501、502和根据本发明的电连接器101、102的示例性太阳能模块布置结构300和电连接线的示意图。太阳能模块布置结构300具有多个太阳能模块31至34，它们连接至外部电连接系统。对于外部电连接系统，在每种情况下，太阳能模块31至34具有电连接36，它们在本实施例中构造为连接箱，例如连接至太阳能模块31至34的后玻璃盖。各个太阳能模块31至34经由太阳能连接电缆37和38连接至电导体501或电导体502。电导体501具有负编码电连接器，而电导体502具有正编码电连接器102，其结构如上所述。电连接器101、102以间隔B1布置在相应的电导体501或 502上(图8)，其对应于太阳能模块31至34的长度或宽度，这样，电导体501、502在每种情况下在每个太阳能模块31至34处提供至少一个电器101、102。电连接器101、102的间隔B1优选地等于太阳能模块31至34的两个之间的中间距离B2。这样的优势在于，可在电连接器101、102与各个太阳能模块31至34之间产生容易的分配。电导体501和502可设置在太阳能模块31至34的组装地点，可通过关闭相应电器101、102处的相应电连接容易地将太阳能模块31至34连接至电导体501和502。 |
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