专利名称：具有可替换端子触点的点火引线的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及与往复式点火器和燃气轮发动机一起使用的点火引线(ignition lead)，尤其涉及在所述点火引线上使用的端子触点。
背景技术：
点火引线是用于将高压点火脉冲从点火系统向某些点火装置输送、而点火装置接着使用点火脉冲来产生用于使燃料/空气混合物点燃的火花的高压电缆(通常为2-25kV)。由于涉及到高压，所以点火引线的电触点容易损坏，并且经常先于其它点火引线部件而受到磨损。两种这样的触点是位于点火引线各端的端子触点，其中之一是将点火系统的部件(例如激励电路)连接到点火引线的绝缘中心线的第一端子触点，而另一个是将中心线连接到点火装置(例如火花塞或点火器)的第二端子触点。对于许多点火引线的设计来说，如果这些端子触点中的任意一个磨损，那么就需要费时和昂贵的维护处理来更换它们。
传统的点火引线端子触点是不可替换的。因此，当触点磨损时，可能需要更换整个端子组件(terminal assembly)，或者更糟地更换整个点火引线。这在具有较大长度(有时超过二十五英寸或者更长)的点火引线的应用中是非常昂贵的。此外，在某些情况下，特别是在燃气轮发动机应用中，熟练的技工可能需要差不多四个小时来更换整个点火引线。
用于点火引线的可替换的端子触点组件在本领域是公知的，其一个示例是由南卡来罗纳州利伯蒂的冠军航天有限公司制造的、用于ARP670类型2f接线装置。这一可替换触点组件10在
图1中示出，并通常包括接触体12和可替换的管状连接器14。接触体12通常是具有延伸到上轴向端的盲孔20和从下轴向端延伸的螺纹阳部分22的柱形金属部件。这些盲孔被设计为通过围绕中心线压接(crimp)接触体并将中心线稳固地保持在适当位置(通过图示的接触体12的变形来表示)而永久地接纳点火引线的绞合(stranded)中心线24。阳部分22的外螺纹螺旋地进入通常包括纵向孔30的可替换的管状连接器14中，在纵向孔30的上轴向端具有螺纹阴部分32以及在其下轴向端具有开口34。阳部分22的螺纹尺寸适合于与阴部分32的螺纹尺寸相配合，以使可替换的管状连接器14能够螺纹地附着到永久附着的接触体12，并能够从接触体12处移除。开口34的尺寸适于接纳点火器的电极，使得通过触点组件10的高压脉冲传输到点火器。其它部件(例如绝缘体36和多种连接件)同样可在图中看见，这在本领域是公知的。根据这一设计，当需要更换端子触点时，只需要将管状连接器14从接触体松开，然后安装新的连接器。
本发明的一般目的在于提供一种可替换的端子组件，其不仅可用于ARP670类型2f接线装置，而且可用于其它多种类型的点火引线接线装置，例如包括其它的ARP670接线装置设计。
发明内容
本发明提供了一种点火引线以及用于所述点火引线的可替换的端子触点，还提供了一种制造所述点火引线和更换所述端子触点的方法。所述点火引线包括至少一个具有可替换触点的端子组件，所述触点螺纹地或以其它方式可拆卸地附着于设置在管状绝缘体内的接触体。保持部件附着到可替换触点，以将绝缘体保持在接触体上的适当位置。端子触点自身包括连接构造(例如触点一端的螺纹)，以使得触点能够固定到接触体，并且触点可包括在触点的两端的中间位置处至少部分地绕该触点延伸的槽。更换触点包括移除保持部件、使绝缘体从端子组件滑脱、去除磨损触点的连接、可拆卸地安装可替换触点、将绝缘体(或替换的绝缘体)重新装配到端子组件上、以及通过将保持装置(或替换的保持装置)重新安装到可替换的触点上而将绝缘体固定到适当位置。
附图的简要说明本发明的优选的示例性实施方案将在下面结合附图进行描述，其中，相同的附图标记表示相同的组件，其中图1是现有技术的可替换的点火引线端子组件的剖视图；图2是本发明的点火引线端子组件的优选实施方案的剖视图；图3是表示图2的点火引线端子组件的固定环(retaining ring)的、沿着线3-3得到的截面图；以及图4是可在图2的点火引线端子组件中使用的固定环的另一实施方案的俯视图。
优选实施方案的详细描述本文描述的端子组件采用可替换触点，用于点火引线的中心线的一个或多个端子的端点(terminal end)。对于具有两端(每端具有连接器)的标准点火引线，下面描述的可替换的端子设计可在一个或两个连接器处使用。该点火引线可与多种点火电路部件(例如激励电路)或点火装置(例如火花塞或点火器)一起使用；但是，它们仅仅是可与本文描述的点火引线一起使用的一小部分部件。此外，该端子组件可与多种发动机一起使用，但是在与飞行器往复式发动机(aircraftreciprocating)或燃气轮发动机一起使用时特别有利。因为本发明主要涉及所公开的端子组件的触点部分，所以没有描述图中所示的其它部件或者图中未示出的点火引线的其它部分。这些其它部件和点火引线的其它部分对于本领域技术人员来说是公知的。
现在参照图2，本发明的实施方案以点火引线40的形式示出，点火引线40包括绝缘的中心线42和端子组件44。中心线42可为实心线(solid core wire)或绞合线，并且包括裸线端46。端子组件44包括连接器48，以及使连接器48与端子触点部件电绝缘的管状绝缘体50。这些部件包括永久地附着到中心线46的接触体52、螺纹连接到接触体52上的可替换触点54以及将绝缘体50维持在端子触点部件上的适当位置的保持部件56。
接触体52通常是被设计为将点火引线40的中心线46耦合到可替换触点54的柱形导电金属部件。接触体52可由303不锈钢或任何其它合适的材料制成。该接触体通常包括位于上轴向端处的第一盲孔62以及位于下轴向端处的第二盲孔64。上部盲孔62被设计为接纳中心线的裸端46，并且通过钎焊、压接或任何其它适当方式永久地附着到暴露端46上。由于“永久地”的意思是，以任何不可拆卸的连接方式(例如通过压接、焊接、钎焊或导电粘合剂)来固定部件。它与本文中使用的术语“可拆卸地(removably)”相反，“可拆卸”的意思是以这样的方式固定部件，即，使得部件可在随后分离，而不会损坏或使得它们产生较大变形。“可拆卸”可包括示例性实施方案的螺纹连接，以及利用第三部件来将部件保持在一起的搭扣配合(snap fit)连接或配套(mating)连接。
中心线46和接触体52的这种永久连接形成牢固的机械连接和电连接。在接触体52的相对的轴向端处是下部盲孔64。盲孔64设置有用于连接到可替换触点54的内(阴)螺纹。应该注意，这里所示的接触体仅仅是目的在于示例的优选实施方案，并可对其进行多种修改。例如，可具有延伸接触体的整个轴向长度从而使其容纳中心线46和可替换触点部分54的单个纵向孔，以替换具有两个盲孔62和64(其每一个仅向内延伸某个轴向长度)。此外，不是使接触体具有阴部分和使可替换触点具有阳部分，而是使接触体配备有向下延伸的阳部分，而可替换触点相应地具有阴部分。这些仅仅是少数未背离本发明的范围的可采用的修改。
可替换触点54是导电部件，其被设计为将接触体52耦合到点火装置或者其它电路，使得能够容易地更换触点54。优选地，可替换触点是通常包括螺纹轴向端70、圆周槽72和触点表面74的类似插头(plug-1ike)部件。如前所述，螺纹轴向端70是阳部分，它被设计为螺旋地进入阴部分64中，从而使两个部件牢固地、但可拆卸地相互接合。触点54上的螺纹是允许触点54可拆卸地接合到接触体52的部件的连接构造(feature)，可以理解，可使用搭扣连接和其它类型的连接构造而不会背离本发明的范围。圆周槽72在触点的两端70、74的中间位置绕可替换触点部分的外表面延伸。槽72的尺寸适合于容纳保持部件56。因此，该槽的准确形状和尺寸很大程度上依赖于所使用的具体保持部件。触点表面74是高压点火脉冲通过其进入点火引线或离开点火引线的表面，这分别取决于端子组件44是用于将点火引线耦合到点火电路还是点火装置。这个表面容易凹蚀(pitting)、腐蚀以及产生其它使用高压而产生的后果，并且典型地是点火引线首先磨损和需要更换的部分。优选地，触点54由铬镍铁合金600制成。如果需要，可使用贵金属插入物或其它抗电弧或抗电晕放电的材料来改进端子组件44的操作和/或功能。此外，这里所示的可替换触点54的具体的实施方案可作为可能具有许多其它变化的实施例。例如，螺纹端70或整个可替换触点54可进行电镀，以帮助防止螺纹咬死(seizure)，或者改变触点的其它属性。触点表面74可为凸起的、凹入的、尖的，或具有多种其它外形(contour)中的一种。另外，圆周槽不必完整地绕触点的外表面延伸，而是可与图示不同，以便容纳下面将描述的多种设计、形状和尺寸的固定环。
在本示例性的实施方案中，保持部件56包括卡在槽72中的固定环或卡环(snap ring)。固定环56由本领域公知的弹性金属材料(例如PH 15-7MO)形成，并且附着到可替换触点54，以便固定环56可将柱形绝缘体50维持在适当位置。根据图3中所示的实施方案，保持部件56是E形环，包括开口100、端柄脚102和104以及中心柄脚106。在安装该保持部件的过程中，优选地以人力使得端柄脚102和104展开，以便开口100的大小能配合到可替换触点54的周围，并牢固地设置在槽72内。一旦安装在槽72中，那么就只有端柄脚102、104和中心柄脚106是E形环与可替换触点54外表面接触的部分，如图3所示，可替换触点54具有圆形截面。图3的E形环的实施方案仅仅是可使用的保持部件类型的一个实施例。可选的保持部件，例如有间隙的、连续的以及其它由环制造商(例如斯莫利钢环公司(SmalleySteel Ring Co.))提供的标准固定环也可与端子组件44一起使用。例如，图4示出了一种可选的C形环形式的保持部件实施方案。该C形环的实施方案的操作在很大程度上与图3相同，但包括开口82和端柄脚84、86。如图所示，C形环不包括中心柄脚。保持部件56的E形环实施方案和C形环实施方案都能够在槽72内自由旋转。
固定环56的功能是将绝缘体捕获地(captively)保持在其它暴露的高压部件上的适当位置；即，中心线的裸端46、接触体52以及触点54的上部。绝缘体保持在固定环56和端子组件44的一部分之间的适当位置。更具体地，连接器48包括六边形部分90和将六边形部分90固定到绝缘中心线42的耦合器92，同时允许六边形部分90旋转，以便端子组件44能够螺纹连接到配套部件上，配套部件可以是点火装置或配合插座连接器。弹簧94和垫片96容纳在耦合器92内部。弹簧94在耦合器的后壁98和垫片96之间在中心线42周围延伸。该弹簧可以但不是必须处于压缩状态，以使弹簧朝着固定环56轴向地挤压垫片96以及绝缘体50。当端子组件44耦合到点火装置(例如点火器或火花塞)时，挤压固定环的轴向力使得可替换触点54强有力地挤压与端子组件耦合的点火装置的端子触点；较大的触点到触点(contact-to-contact)的负荷是理想的。本领域技术人员应该理解，当将连接器48紧固到点火装置或其它配合插座连接器上时，迫使弹簧94更加压缩，这有助于将绝缘体50紧密地保持在适当位置，并且能提高上面提到的触点到触点的负荷。为了在移除触点54和绝缘体50的过程中将弹簧94和垫片96保持在适当位置，弹簧座88被用来卡到耦合器92中。弹簧座可由铜合金C11000制成。连接器48的其它部件可由本领域技术人员公知的适当材料来制造。
在详细描述了点火引线42的端子组件44的结构之后，应该理解，该点火引线可使用如下所述的适当装配方法来制造。首先，将连接器48连同其所有部件装配到绝缘中心线42的端部上。然后，将接触体52永久附着到中心线的裸端46。接着将端子触点54螺纹连接到该接触体上。之后，将绝缘体50置于接触体52上，并通过将固定环56附着到端子触点而将绝缘体50固定到适当位置。通过将固定环56卡到槽72中而完成最后一步，但是应该理解，可使用以其它方式(因此不需要槽72)连接到触点54的其它保持部件来代替固定环56。
在替换过程中，将磨损的触点54从端子组件44中移除，并安装新的触点。将磨损的触点54移除的第一步是移除固定环56。根据固定环的特定设计，通常可使用一对钳子或类似工具来实现上述移除。在图3和4的E形环和C形环实施方案中，技工可用一对针状头部的钳子或类似工具分别握住端柄脚102、104或84、84的一个或多个，然后将它们展开，从而使环56能够松开磨损的端子触点54。由于固定环被移除，所以管状绝缘体50可简单地从端子组件44处滑脱，从而使得接触体52和可替换触点54暴露。在这两个组件的外表面都暴露之后，技工可用工具(例如扳手)握住它们中的每一个，然后将可替换触点54从接触体52拧开。然后，将新的可替换触点54螺纹连接到接触体52上并扭转到期望值。之后，原始的绝缘体或替换的绝缘体抵抗着弹簧94向下的弹簧偏压而滑回到端子组件44的顶部上，并被向上推，以使固定环56可再次安装在圆周槽内部。既可使用原始的固定环56也可使用替换的固定环。这种结构的显著优点在于，对于磨损的触点的替换时间可缩短为十五分钟，虽然实际的替换时间应该取决于多种因素。
因此显而易见，根据本发明所提供的点火引线和用于该点火引线的可替换的端子触点实现了本文指定的目的和有益效果。当然，应该理解，前述的描述是本发明优选的示例性实施方案，本发明不应局限于所示的具体实施方案。对于本领域技术人员来说，进行各种改变和修改是显而易见的。例如，虽然本文所示的接触体52直接连接到中心线46，但是应该理解，它也可间接地(例如通过一个或多个其它的导电部件)连接到中心线。所有这种改变和修订都落在本发明的范围之内。
说明书和所附的权利要求所使用的术语“例如”以及动词“包括”、“具有”以及其它的动词形式，在结合一个或多个部件或其它项目的列表使用时，它们的意思是所述列表不应被看作排除了其它、附加的部件或项目。只要其它项目在上下文中不要求不同的解释，那么它们可使用其最广泛的合理含义来构建。
权利要求
1.一种用于点火引线的端于触点，包括导电触点，其从第一端向第二端延伸，所述触点在所述第一端具有螺纹，所述触点进一步包括在所述第一端和第二端的中间位置绕所述触点延伸的槽。
2.一种与点火引线端子组件一起使用的端子触点，所述端子组件具有螺纹接触体、可拆卸的管状绝缘体以及用于将所述绝缘体保持在所述端子组件上的固定环，所述端子触点包括导电触点，其从第一端向第二端延伸，所述触点在所述第一端处具有连接构造，从而允许所述触点可拆卸地连接到所述端子组件的所述接触体，所述触点的尺寸使其能够安装在所述管状绝缘体的至少一部分内部，所述触点进一步包括接纳所述固定环的槽，所述槽在所述第一端和第二端的中间位置绕所述触点延伸，从而能够将所述触点连接到所述接触体，并通过将所述固定环卡到所述槽中而将所述绝缘体保持在所述端子组件上。
3.一种点火引线，其具有多个端子组件以及在两个或更多的所述端子组件之间延伸的绝缘中心线，其中，所述端子组件的至少一个包括连接器，固定到所述绝缘中心线；导电的接触体，在第一端处电连接到所述中心线，并且具有与所述第一端隔开的第二端；管状绝缘体，在所述接触体上延伸，从而使所述接触体与所述连接器电绝缘；导电的可替换触点，具有可拆卸地连接到所述接触体的所述第二端的轴向端，所述触点进一步包括绕所述触点的外表面的至少一部分延伸的槽；以及保持部件，置于所述槽内，其中，所述绝缘体由所述保持部件和所述端子组件的另一部分捕获地保持在适当位置。
4.如权利要求3所述的点火引线，其中，所述接触体刚性地连接到所述中心线的非绝缘的端子的端点。
5.如权利要求4所述的点火引线，其中，所述接触体永久地附着到所述中心线的端子的端点。
6.如权利要求5所述的点火引线，其中，所述接触体被压接到所述中心线的所述端子的端点上。
7.如权利要求3所述的点火引线，其中，所述绝缘体设置在所述绝缘的中心线的一部分上。
8.如权利要求3所述的点火引线，其中，所述端子组件的所述另一部分包括所述连接器的元件。
9.如权利要求8所述的点火引线，其中，所述连接器包括垫片。
10.如权利要求9所述的点火引线，其中，所述垫片受到弹簧偏压，使得所述绝缘体受到朝向所述保持部件的力，并且所述绝缘体与所述保持部件接触。
11.如权利要求3所述的点火引线，其中，所述保持部件包括固定环。
12.如权利要求3所述的点火引线，其中，所述可替换触点通过螺纹连接到所述接触体上。
13.如权利要求12所述的点火引线，其中，所述接触体的所述轴向端包括螺纹阳部分。
14.如权利要求13所述的点火引线，其中，所述接触体的所述第二端是通过螺纹固定到所述阳部分上的阴部分。
15.一种更换点火引线端子组件的端子触点的方法，所述点火引线端子组件具有螺纹接触体、可拆卸的管状绝缘体以及附着到所述端子触点以将所述绝缘体保持在所述端子组件上的保持部件，所述方法包括以下步骤(a)从所述端子触点移除所述保持部件；(b)使所述绝缘体从所述端子组件滑脱；(c)将所述端子触点从所述接触体松开；(d)将替换的端子触点螺纹连接到所述接触体上；(e)将管状绝缘体设置在所述端子组件中的所述接触体上；和(f)将保持部件安装到所述替换端子触点上。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述步骤(e)包括将在所述步骤(b)中移除的所述管状绝缘体重新设置到所述端子组件上。
17.如权利要求15所述的方法，其中，所述步骤(e)包括将替换的管状绝缘体设置到所述端子组件上，以更换在所述步骤(b)中移除的所述绝缘体。
18.如权利要求15所述的方法，其中，所述步骤(f)包括将在所述步骤(a)中移除的所述保持部件重新安装到所述端子组件上。
19.如权利要求15所述的方法，其中，所述步骤(f)包括将可替换的保持部件安装到所述可替换端子触点上，以更换在所述步骤(a)中移除的所述保持部件。
20.一种制造点火引线端子组件的方法，包括以下步骤(a)将连接器附着到绝缘中心线的一端上；(b)将接触体永久地附着到所述中心线的非绝缘的端子端点；(c)将端子触点可拆卸地附着到所述接触体；(d)将管状绝缘体设置到所述接触体上；以及(e)通过将保持部件附着到所述端子触点而将所述绝缘体固定到适当位置。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括将弹簧装配到所述连接器中的步骤，以将所述保持部件偏压向所述绝缘体。
22.如权利要求20所述的方法，其中，所述步骤(b)包括将所述绝缘体压接到所述中心线的所述非绝缘的端子上。
23.如权利要求20所述的方法，其中，所述步骤(c)包括将所述触点螺纹连接到所述接触体中。
全文摘要
一种点火引线(40)，包括至少一个具有可替换端子触点(54)的端子组件，可替换端子触点(54)提供了一种简单的方法来更换磨损的触点，而无须移除和替换整个点火引线(40)。所述端子组件包括可替换触点(54)，可替换触点(54)螺纹连接到设置在管状绝缘体(50)内的接触体(52)上。固定环(56)附着到触点(54)，以将绝缘体(50)保持在接触体(52)上的适当位置。触点(54)可包括槽(72)，槽(72)绕触点(54)延伸以接纳固定环(56)。
文档编号H01R4/62GK1795589SQ200480014157
公开日2006年6月28日 申请日期2004年5月21日 优先权日2003年5月22日
发明者查尔斯·T·弗利特伍德, 迈克尔·A·朗格 申请人:冠军航天有限公司