将电线束连接至电气连接器的后部的装置的制作方法

1.本发明涉及一种将电线束连接至电气连接器的后部的装置，特别是用于飞行器的涡轮发动机的将电线束连接至电气连接器的后部的装置。本发明还涉及一种包括这种连接装置的飞行器的涡轮发动机。
2.本发明应用于连接技术的领域，特别是航空连接技术的领域。


背景技术：

3.在飞行器中，各种电气设备通过电气连接网络连接在一起，基本上通过电线束进行所述电气连接。电线束包括一条或多条电缆，所述电缆每个都在电气设备之间提供电气连接。这些电缆通常每个都包括由电磁屏蔽的金属编织物保护的导电体以及具有防摩擦涂层的绝缘外护套。该防摩擦涂层，例如ptfe，具有防止机械应力(例如，在飞行器的飞行过程中产生的振动和/或冲击，或飞行器结构的变形或延伸)被直接地施加在插入到电气连接器的电气接触上的功能。
4.电线束的一个或多个电缆端部经由连接装置连接至电气连接器。每个连接装置，也称为后连接器，必须提供机械功能和电气功能，并满足集成需求。
5.特别地，后连接器必须在电气连接器的后部提供电线束的机械维护。实际上，尽管防摩擦涂层可以防止机械应力被直接地施加在电气接触上，但这些应力可以被施加到电线束，并被直接地传递到所述线束的固定点上。这些固定点通常是电线束的附接点和端部。然而，如果电线束的端部损坏，或如果连接变差，则可能会出现“不期望的”接触电阻，导致温度升高，连接元件的局部熔化，甚至点火。图1示出了在锁定的阴接触件2和解锁的阳接触件3之间的随机运动引起的间歇接触1的示例。根据生效的标准，通过保证牵引阻力，并且通过允许未被超过的阳接触件的最大位移值，后连接器因此具有防止出现这种间歇接触的功能。
6.后连接器必须还提供电缆的单独屏蔽夹具的连接以及电线束的电磁保护，如果电线束存在的话。实际上，电气连接器、后连接器和电线束系统必须具有电磁兼容性，这涉及两个限制：
7.‑
限制来自系统的不期望的发射，以免干扰其他设备；以及
8.‑
足够地免除来自其他系统或设备或更通常地来自环境的干扰。
9.在电线束处，通常由电缆的单独屏蔽或电线束的额外屏蔽提供电磁兼容性。在电线束之后，后连接器提供直到电气连接器的电气连续性，所述电气连接器本身被金属化到飞行器的结构，如图2所示。
10.后连接器的另一功能是在连接器的出口处引导电线束。实际上，必须引导电线束的端部，以防止电缆与可能损坏电缆的锐边发生摩擦，电缆的损坏能够产生电弧。后连接器通常还具有形成用于电气连接器的密封套筒的轴向支座的功能。实际上，在电气连接器中，在电气接触的后部安装有套筒，以密封连接器的空腔，并且因此限制了所述连接器内的流体流出的风险以及可能导致的短路的风险。此外，在航空领域，后连接器必须能够移除，以
允许维修或更换部件。
11.在航空学中，已知使用如图3示意性地示出的后连接器tr4865，以满足上述的电气和机械功能以及集成需求。使用这种后连接器，电缆通过两个螺钉夹持，所述螺钉不仅会在安装过程中丢失，而且如果不移除它们的话，还会损坏电缆的结构和/或导致周围系统的损坏。
12.为了防止螺钉引起的这些问题，连接设备的制造商开发了另一种后连接器。如图4所示并且附图标记为10的该后连接器包括纵向主体14，两个半壳11a、11b，前夹持螺母15以及后夹持螺母13。半壳11a、11b每个分别设置有凹槽12a、12b。两个半壳11a、11b适用于在纵向主体15中连接在一起，使得半壳11a的每个凹槽12a与另一半壳11b的凹槽12b一起形成一种旨在接收电缆(图中未示出)的导管。提供前夹持螺母15以将纵向主体14保持在电气连接器(图中未示出)上。提供后夹持螺母13以在电缆周围夹持两个半壳11a、11b，并且因此保持被夹持在后连接器内侧的电缆。
13.然而，该后连接器10的两个半壳由热塑性材料制成，特别地聚四氟乙烯(ptfe)，其为具有相对较低的粘合系数的光滑坚硬材料。因此，即使由后夹持螺母13夹持，半壳11a、11b也不能提供良好的电缆保持，特别地，因为电缆覆盖有防摩擦涂层以及因此防止粘合到热塑性材料的防粘合剂。因此，后连接器并未正确地履行其机械功能。此外，由于热塑性材料的刚性特征，电缆被压紧在半壳之间，这可能使外绝缘护套降级，并限制电磁屏蔽的性能。


技术实现要素：

14.为了响应以上提到的电缆压缩问题以及所述电缆在半壳之间的不良保持问题，申请人提出一种后连接器，其中，每个所述半壳包括由弹性体制成的与电缆接触的内部区域，以及由刚性材料制成的与后夹持螺母接触的外部区域。
15.根据第一方面，本发明涉及将电线束连接至电气连接器的后部的装置，包括：
16.‑
被构造成组装在一起并在它们中接收电线束的至少一条电缆的两个半壳，
17.‑
被设计用于在电缆周围径向地压缩所述两个半壳的后夹持螺母，
18.‑
被设计用于轴向地保持所述两个半壳的纵向主体，
19.‑
适用于在电气连接器周围保持纵向主体的前夹持螺母。
20.这种连接装置的特征在于，每个所述半壳都包括：
21.‑
由弹性体材料制成，被构造成与电缆接触的内衬垫，以及
22.‑
由刚性材料制成，其至少局部地包覆内衬垫并被构造成与后夹持螺母接触的外护套。
23.该连接装置，同样称为后连接器，可以将电线束的电缆保持在牵引状态，而不会对电缆施加应力，并且因此没有损坏电缆的风险。
24.有利地，半壳的内衬垫包括适用于接收电缆的至少一个凹槽。
25.除上述的特征外，根据本发明的连接装置可具有单独考虑或根据技术上允许的组合考虑的以下之中的一个或多个附加特征：
26.‑
弹性体材料包括根据电缆的粘合系数和/或环境条件限定的硬度。
27.‑
内衬垫的凹槽具有根据电缆的几何形状限定的几何形状，因此，结合弹性体材料
的硬度，电缆被压缩并保持在牵引状态。
28.‑
外护套的刚性材料为导电的。
29.‑
后夹持螺母包括内锥形部分，并且所述半壳包括与后夹持螺母的内锥形部分互补的外锥形部分。
30.‑
纵向主体在内壁上包括凸耳，所述凸耳形成承靠半壳的突出，并形成轴向支座。
31.‑
纵向主体在内壁上包括压靠在后夹持螺母上并形成保持爪的至少一个突出部分。
32.‑
在拧紧后夹持螺母的过程中，至少一个所述半壳在后表面上包括适用于接收防旋转工具的防旋转空腔。
33.根据第二方面，本发明涉及飞行器的涡轮发动机，其特征在于，其包括至少一个如上所限定的连接装置。
附图说明
34.在阅读通过附图图示的说明书时，本发明的其他优点和特征将显而易见，其中：
35.已经描述的图1图解地示出了在阴接触件和阳接触件之间的间歇接触的示例；
36.已经描述的图2图解地示出了电线束和电气连接器之间的电连续性；
37.已经描述的图3示出了根据现有技术的后连接器的示例；
38.已经描述的图4示出了根据另一现有技术的后连接器的示例；
39.图5示出了根据本发明的实施例的后连接器的示例的分解图；
40.图6示出了根据本发明的实施例的后连接器的示例的剖视图；以及
41.图7示出了设置由防旋转槽的半壳的示例的剖视图。
具体实施方式
42.下文参考附图详细地描述了一种将电线束连接至电气连接器后部的装置的实施例。该示例示出了本发明的特征和优点。然而，需要记住的是，本发明不限于此示例。
43.在图中，相同的元件标注有相同的附图标记。考虑到图形的易读性，不考虑所示元件之间的尺寸比例。
44.图5示出了根据本发明的后连接器100示例的分解图，其可以将电线束(由两根电缆300表示)连接至电气连接器200。图6示出了当所述后连接器安装在电气连接器200上以及当所述后连接器将电线束的两条电缆300连接至所述电气连接器时，后连接器100的纵剖视图。
45.后连接器100从前向后包括前夹持螺母150、纵向主体140、两个半壳110a、110b，以及后夹持螺母130。具有常规几何形状和功能的前夹持螺母150安装在后连接器100的前部，以便将纵向主体140紧固到电气连接器200的后部。纵向主体140为中空主体，其适用于在其前部140a中接收电气连接器的密封套筒220和垫圈210，并在其后部140b中接收两个半壳110a和110b。随后更详细地描述的两个半壳适用于接收电缆300。尽管在图5和6的示例中，半壳110a、110b容纳两条电缆300，但本领域技术人员将会理解的是，它们可仅遮蔽电线束的一条电缆或两条电缆或两条以上的电缆。后夹持螺母130是一种被提供以将两个半壳110a、110b压缩在电缆300周围的螺母。
46.根据本发明，每个半壳110a、110b包括由弹性体材料制成的内衬垫111a、111b以及由刚性材料制成的外护套113a、113b。内衬垫适用于接收电缆300并与电缆300接触。外护套适用于至少局部地环绕内衬垫并与后夹持螺母130接触。
47.在图5和6的示例中，两个半壳110a、110b彼此对称，并且彼此面对面地定位，使得在组装这两个半壳时形成壳体。每个半壳包括曲面和平面，两个半壳的平面设置为面对。包括外护套113a、113b的曲面具有至少局部地适于纵向主体140的空腔的几何形状。在某些实施例中，曲面的至少一部分为半圆柱形，使得当组装这两个半壳时，壳体基本为圆柱形。
48.如图5和6的示例所示，每个半壳的平面可包括至少一个凹槽112a、112b。在半壳的内衬垫111a、111b中实施的该凹槽被提供用于接收电缆，并在组装这些半壳时面对另一内衬垫111a、111b的凹槽112a、112b定位。因此，两个面对的凹槽可容纳电缆300的一部分。在图5和6的示例中，每个内衬垫111a、111b包括两个凹槽112a、112b。当组装这两个半壳时，内衬垫111a的凹槽112a和内衬垫111b的凹槽112a被构造成互补且彼此面对。两个内衬垫111a和111b的凹槽112a因此形成能够容纳电缆的导管。这同样适用于内衬垫111a和111b的凹槽112b。
49.在某些实施例中，两个内衬垫的面对凹槽112a或112b具有相似的几何形状；例如，每个凹槽可具有半圆形剖面，使得当组装两个半壳时，由两个凹槽形成的外壳可以为圆柱形；替代地，每个凹槽例如可具有三角形剖面，使得当组装两个半壳时，由两个凹槽形成的外壳为菱形。术语“凹槽的几何形状”是指凹槽的形状、布置和尺寸。在某些实施例中，两个凹槽具有不同但互补的几何形状，使得在组装两个半壳时形成形状适配于电缆300的几何形状的外壳。在某些实施例中，这两个凹槽的至少一个具有直线的几何形状。在某些其他实施例中，这两个凹槽的至少一个具有非直线几何形状，例如波形或局部波形。根据待被接收的电缆的几何形状、所述电缆的绝缘外护套的材料等限定了内衬垫的凹槽的几何形状。
50.内衬垫111a、111b由弹性体材料制成，其弹性特性提供了对电缆300的良好的牵引阻力，即使在处理电缆300限制摩擦时，该限制摩擦使电缆变得光滑。实际上，为了避免损坏在连接器中电缆的电气接触，很重要的是，半壳为所述电缆提供了良好的保持。因此，经由半壳施加在电缆上的夹持必须适用于限制受牵引的电缆的位移，并符合航空标准授权的最大位移。然而，电缆被压缩的程度越大，牵引阻力越大，但损坏电缆的风险越高。在电缆周围使用弹性体材料是构成一种可以在不损坏电缆的情况下提供良好的牵引阻力的折衷。
51.可以使用几种弹性体电缆。弹性体材料的选择取决于其硬度，因为硬度会影响所述材料的粘合系数，并且因此影响电缆的牵引阻力。弹性体材料的硬度必须足以在不使电缆变形的情况下压缩电缆。弹性体材料的选择还取决于凹槽112的几何形状。事实上，被高度地调节到电缆的几何形状的凹槽的几何形状可以允许对电缆的弱压缩，并且因此允许弹性体的更大硬度。另一方面，如果凹槽的几何形状未被调节到电缆的几何形状，则需要整体的强烈压缩，因此弹性体的硬度较低。换句话说，可根据硬度和几何形状之间的组合选择弹性体材料。硬度和几何形状组合的选择必须可以响应航空要求，例如，根据参考和装配而变化的电缆的最大位移标准(例如，该标准可以是0.3mm)。
52.此外，弹性体材料的选择取决于后连接器100将运行的环境条件。事实上，根据后连接器100的应用，可选择弹性体材料，使得与环境温度(例如，高于200℃的高温或相反低于
‑
65℃的低温)兼容，与环境湿度兼容，与潜在腐蚀性液体和/或模具的存在兼容。弹性体
材料的选择可还取决于期望的电气绝缘和/或取决于用于电缆的抗摩擦处理的材料的粘合系数。
53.例如，对于包括高温、存在腐蚀性流体的环境，对于5g欧姆的绝缘电阻以及对于预限定的几何形状，弹性体材料可以是硬度为70邵氏硬度的硅酮，其允许约40n的抓握力。
54.半壳110a、110b的外护套113a、113b为由刚性材料制成，具有低粗糙度，在所述螺母的拧紧过程中有利于后夹持螺母130在半壳上滑动的护套。此外，外护套的材料可以导电，这可以在电线束和电气连接器之间提供电连续性。该材料例如可以是金属材料，例如钢、铝、钛等。与弹性体一样，外护套材料的选择取决于后连接器100将运行的环境条件。
55.由弹性体材料制成的内衬垫111a、111b和刚性材料制成的外护套113a、113b所形成的半壳110a、110b具有压缩电缆300，以便在不损坏电缆的情况下提供它们的牵引阻力的优点。
56.后夹持螺母130被构造成压配合彼此面对面定位的两个半壳110a、110b。在某些实施例中，后夹持螺母130包括内锥形部分131，如图6所示。半壳具有锥形后外部分，其几何形状与后夹持螺母的内部分的几何形状互补。这种构造提供了半壳的改进径向压缩。与拧紧扭矩有关的后夹持螺母和半壳的锥形几何形状的尺寸取决于形成半壳的材料，特别地取决于所述材料以及制造后夹持螺母的材料的硬度和粘合系数。
57.在图5和6的示例中，纵向主体140从前夹持螺母150轴向地延伸至后夹持螺母130，并包括适于环绕电气连接器200的套筒220的前部140a，以及适用于保持半壳110a、110b的后部140b。在其前部140a中，纵向主体140在其外壁上包括面对前夹持螺母150的几个突出区域，所述突出区域形成适用于接收o形密封圈151和止动接头152的外壳，所述o形密封圈151和止动接头152分别提供与前夹持螺母150的密封和阻挡。
58.在其后部140b的内壁上，纵向主体140进一步包括形成突出的凸耳141，所述突出靠着半壳110a、110b。该凸耳141构成轴向支座，其一方面防止半壳的轴向位移，并且因此防止电缆的轴向位移，并且另一方面参与轴向地保持电气连接器200的密封套筒220。因此，由纵向主体140径向地保持并且由支座141轴向地保持的密封套筒220参与轴向地阻抗电缆300。特别地，它们使穿过半壳的电缆300可以在密封套筒处停止。因此，通过内衬垫111a、111b的弹性体材料和凹槽112a、112b的几何形状的组合效果，电缆300在后连接器100中保持牵引，并且密封护套220和支座141的存在限制了其轴向位移。
59.根据某些实施例，并且如图6的示例所示，纵向主体140在其内壁上包括压靠在后夹持螺母上并形成保持爪142的至少一个突出部分。该保持爪142具有轴向地保持半壳110a、110b的功能，使得防止所述半壳相对于电气连接器以及因此相对于电缆300发生纵向位移。例如，保持爪142可包括在纵向主体的后部分140b的内壁的端部处的第一突出部分142a，其用于插入后夹持螺母130的槽口132。保持爪142可进一步包括在纵向主体的后部分140b的内壁上的第二突出部分142b，该第二突出部分142b距离第一突出部分142a一定距离，并旨在插入后夹持螺母130的最前端部。
60.根据某些实施例，半壳110a、110b的至少一个在其后表面114上包括防旋转空腔160。根据剖视图，图7示出了配备有这种空腔160的半壳110的示例。在半壳110的后表面114中，即在距离连接器200最远的径向表面中，实施该防旋转空腔160。该防旋转空腔160适用于接收防旋转工具，例如平扳手，使得可以在拧紧后夹持螺母130的过程中防止半壳110旋
转。在图7的示例中，防旋转空腔是在弹性体材料111中在半壳110的后表面114的全部或部分上径向地延伸的狭槽。在某些替代方案中，后连接器100包括单个防旋转空腔160，其中一个半壳的保持也提供了对另一半壳的保持。在其他替代方案中，后连接器100在每个半壳110的后表面中包括防旋转空腔160，使得提供每个半壳的独立保持。
61.无论替代方案如何，防旋转空腔160都可以防止电缆在后连接器100中的扭曲。实际上，在拧紧后夹持螺母130的过程中，后夹持螺母130与半壳110a、110b的摩擦倾向于驱动后者旋转。结果是可能扭曲和恶化的电缆的驱动。在拧紧后夹持螺母的过程中，可通过插入至少一个半壳的防旋转空腔160中的防旋转工具固定半壳110来防止该扭曲。
62.尽管通过一定数量的示例、替代方案和实施例进行了描述，但根据本发明的后连接器包括本领域技术人员应清楚地知晓的各种替代方案、修改和改进，所述替代方案、修改和改进是本发明的范围的一部分。