藉助於彈簧元件進行的提前接地接觸的製作方法
2023-05-01 01:34:51
藉助於彈簧元件進行的提前接地接觸的製作方法
【專利摘要】一種提前的接地裝置34在電氣插塞式連接結構10中通過彈簧元件24a來實現。
【專利說明】藉助於彈簧元件進行的提前接地接觸
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電氣插塞式連接器、電氣插塞式連接結構和用於使插塞式連接器與互補的插塞式連接器相連接的方法。
【背景技術】
[0002]電氣插塞式連接結構通常包括兩個電氣插塞式連接器，它們彼此插入，以便在其中一個插塞式連接器的電接觸元件與另一個插塞式連接器的電接觸元件之間建立電連接。通常，電氣插塞式連接器設計為插頭或插座，並且另一個電氣插塞式連接器設計為與其互補的插座或互補的插頭。插座在此理解為一種插塞式連接器，其具有開口或空腔，該開口或空腔設計用於容納插頭。
[0003]在用於使電子器件彼此連接或使一電子器件與其能量供給裝置連接的電氣插塞式連接器中已知了，將接地觸點設計為所謂的提前的接地觸點。接地觸點在此是一種在兩個與通常O伏的接地電位連接的接觸元件之間或者說在兩個應引導接地電位的導線之間的電觸點。提前的接地觸點在此如此設計，使得該接地觸點在將插塞式連接器插接在一起時建立電接地接觸，此後插塞式連接結構的另外的電接觸元件彼此接觸。以這種方式可以避免，在電子電路與接地電位相連接之前，電子電路處於電壓下。因此，如果插塞式連接結構被建立並且導線已經被供給了電壓，則可以避免電子電路的損壞。
[0004]為了實現提前的接地觸點，由現有技術已知了不同的解決方案。例如，其中一個插塞式連接器可以包括插針，也就是說由導電材料製成的長針作為接觸元件，並且另一個插塞式連接器包括用於插針的、與其互補的容納部。提前的接地插針現在能以下述方式產生:接地插針設計得比其它插針更長，用於接地插針的容納部以下述方式延長或者以下述方式相對於其它容納部推移:其前稜突出於其它容納部的前稜。
[0005]關於插塞式連接結構——其中一個插塞式連接器包括印刷電路板，在該印刷電路板上設計有電接觸元件作為印製導線、也就是說作為所謂的「接線片(Land)」——也已知了，提前的接地觸點通過下述方式設置:與接地電位相連接的接線片沿插接方向突出於用於其它電觸點的接線片。
【發明內容】
[0006]所有上面提到的解決方案都可能具有下述缺點:它們在應用了插塞式連接結構的現有的方案被改變時都必須被耗費地改裝。
[0007]通常特別的觸點或者說特別的接觸元件、如插針、容納部或接線片也是必要的，利用它們來實現提前的接地觸點。由於相應的接觸元件與其它電接觸元件不同，因此在插接時與其餘的接觸元件不同而承受機械負荷，這可能導致提前的接地觸點的提高的易磨損性。
[0008]接地觸點元件的延長也可能導致，在插塞式連接結構中或者說在相關的插塞式連接器中導致了沿插接方向的安裝空間增大。[0009]在包括印刷電路板的插塞式連接結構中，此外還可能在插塞式連接結構插接時出現設計為非提前的電觸點的損壞，這是因為印刷電路板的前稜在這種觸點中比在提前的接地接線片中更遠離於接線片的前稜。
[0010]因此本發明的目的在於，提供一種電氣插塞式連接結構，其中存在提前的接地觸點，而接地觸點不會遭受到提高的磨損，並且插塞式連接結構的安裝空間不會沿插接方向增大。
[0011]所述目的通過獨立權利要求的主題來實現。
[0012]本發明的第一方面涉及一種用於與互補的電氣插塞式連接器相連接的電氣插塞式連接器。在此，該插塞式連接器可以是插頭或插座並且也可以包括插針或用於插針的容納部作為電接觸元件。也可能的是，插塞式連接器包括印刷電路板，該印刷電路板具有作為印刷導線的電接觸元件或者插塞式連接器包括夾子，該夾子設計用於，接觸印刷電路板的接線片。
[0013]總體上可能的是，插塞式連接器具有多個用於與互補的插塞式連接器的電接觸元件相連接的電接觸元件。這些電接觸元件通常都設計為相同的，例如相同長度的插針或相同長度的或相同構成的用於插針的容納部或相同構成的在印刷電路板上的接線片。
[0014]根據本發明的一種實施方式，插塞式連接器具有彈簧元件，該彈簧元件與插塞式連接器的接地線電連接。插塞式連接器在此以下述方式設計:在插塞式連接器與互補的插塞式連接器進行連接時，彈簧元件與互補的插塞式連接器的接地接觸元件電接觸，其中所述連接通常通過兩個插塞式連接器移動到一起或被插接在一起來實現。相反地，互補的插塞式連接器可以具有接觸元件，該接觸元件與接地線電連接並且其以下述方式設計:該接觸元件在插塞式連接結構進行插接或連接時可以與彈簧元件相接觸。彈簧元件與互補的插塞式連接器的接地接觸元件的接觸在此在插塞式連接器的另一個電接觸元件與互補的插塞式連接器的相應的電接觸元件相接觸之前實現。以這種方式在產生插塞式連接結構的另外的電接觸之前，通過彈簧元件和互補的插塞式連接器的接地接觸元件建立接地接觸。
[0015]接地線在此可理解為一種導線，當該導線與相應的電源連接或當接通了能量供給裝置時，該導線具有接地電位。
[0016]將彈簧元件用於建立接地觸點可以具有以下優點:不必將延長的接觸元件用於插塞式連接器，由此可以節省安裝空間。此外，彈簧元件的機械負荷是這樣的，即它可以輕微地回彈和變形，而不像在剛性的電接觸元件的情況下那樣大。因此避免了下述危險:損壞插塞式連接器的提前的接地接觸，並且也減少了插塞式連接器的機械磨損。
[0017]根據本發明的一種實施方式，電接觸元件作為印刷導線安設在印刷電路板上，其是插塞式連接器的組成部分。特別是在這樣設計的插塞式連接器中，電接觸元件隨後可以全部相同地構成，這導致了，在插塞式連接器與相應的插塞式連接器插接在一起時，電接觸元件都受到強度相同地機械負荷，這導致均勻的磨損。
[0018]根據本發明的一種實施方式，插塞式連接器的電接觸元件被插口包圍。換句話說，插塞式連接器可以包括插座。在這種插塞式連接器中，彈簧元件可以被安設在插口的內壁上，從而當插塞式連接器不與插塞式連接結構的其它組成部分、也就是說插頭相連接時，除了電接觸元件之外也通過插口對彈簧元件進行保護。
[0019]根據本發明的一種實施方式替代地，插塞式連接器可以包括插頭，也就是說設計用於，插入相應的插座中。在這種情況下，彈簧元件可以例如從插頭向外、例如正交於插接方向突出。在這種情況下可能的是，互補的插塞式連接器具有接地接觸元件，其與互補的插塞式連接器的接地線相連接，其中，接地接觸元件安設在互補的插塞式連接器的插口的內壁上。將彈簧元件安設在插頭上而不是插座中在下述情況下是有利的:插座應儘可能簡單地構造。
[0020]根據本發明的一種實施方式，插塞式連接器除了彈簧元件之外附加地還可以具有接地接觸元件，用於與互補的插塞式連接器的接地接觸元件相連接。例如，該接地接觸元件隨後與插塞式連接器的另外的電接觸元件構造相同，並且儘管如此通過彈簧元件隨後仍可以建立提前的接地接觸。附加的接地接觸元件可以具有以下優點:用於建立接地接觸的彈簧元件僅在插接期間必須建立在插塞式連接器與互補的插塞式連接器的兩個接地線之間的電連接。如果插塞式連接器完全被插入互補的插塞式連接器中或者說與其相連接，則可以利用額外的接地接觸元件附加或替代於彈簧元件實現接地接觸。
[0021]根據本發明的一種實施方式，彈簧元件包括用於將插塞式連接器的接地接觸元件壓到互補的插塞式連接器的接地接觸元件上的壓緊彈簧。通過以這種方式則不需要，插塞式連接器包括用於建立接地接觸的額外的彈簧元件。為此可以簡單地使用已經存在的壓緊彈黃。
[0022]例如插塞式連接器可以是通至印刷電路板的埠，其可以包括電子組件並且包括在印刷電路板的邊緣上的作為印刷導線的電接觸元件。這種埠可以包括例如由塑料製成的插口，該插口被安設在印刷電路板的邊緣上並且包圍電接觸元件、也就是說接線片。這種埠通常針對每個電接觸元件具有至少一個彈簧元件，其用於，將插入接口中的插頭的電接觸元件壓到印刷電路板的接線片上。壓緊元件例如正交於插接方向從內壁上突出。插頭通常與電纜束相連接，該電纜束將電路板上的電子電路與其它器件相連接。
[0023]導電的壓緊彈簧現在可以針對接口的接地接觸元件而與印刷電路板的接地電位或者接口的接地電位相連接。相反地，插頭的電接觸元件的支架的的位置——如果插頭被插入接口，則壓緊彈簧壓到該位置上——也可以具有電接觸元件，該電接觸元件與插頭的接地線相連接。彈簧元件現在可以被安設在接口內的一個位置中，從而在插頭插入接口中時插頭的另外的電接觸元件與印刷電路板上的接觸元件、也就是說例如接線片接觸之前，在壓緊彈簧和插頭的接地接觸元件之間發生接觸。以這種方式實現了提前的接地接觸，而不會產生上述問題。
[0024]這種結構還具有額外的優點:插塞式連接結構的EMV屏蔽(也就是說電磁屏蔽)得到改進，這是因為至少接地電位由位於接地電位上的導電的彈簧元件屏蔽。
[0025]在剛才描述的、由用於印刷電路板的接口和插頭組成的結構中，在下述情況下也可以應用該發明原理:導電的彈簧元件被安裝在插頭側上。在這種情況下，接地接觸元件可以位於接口上，例如被噴入到接口凸緣壁中、也就是說插口的內側中的例如剛性的接觸元件。
[0026]通常通過彈簧元件在下述情況下始終能實現提前的接地接觸:在兩個電接觸元件、例如觸點支架和接口的電印刷導線之間已經存在壓緊元件。這種壓緊元件通常由金屬製成並且因此是能導電的。
[0027]當然也可能的是，彈簧元件不是壓緊元件，而是單獨安設的彈簧元件。它例如可以是接口凸緣上的被噴入的彈簧元件，其可以接觸電纜束插頭上的接地接觸元件。
[0028]本發明的另一個方面還涉及一種插塞式連接結構，其包括如上面和下面所描述的插塞式連接器和互補的插塞式連接器。
[0029]另一個方面涉及一種用於使插塞式連接器與互補的插塞式連接器相連接的方法。插塞式連接器和互補的插塞式連接器在此又可以是如上面和下面所描述的插塞式連接器。
[0030]根據本發明的一種實施方式，該方法包括以下步驟:使與插塞式連接器的接地線相連接的彈簧元件與互補的插塞式連接器的接地接觸元件電接觸；然後使插塞式連接器的至少一個電接觸元件與互補的插塞式連接器的互補的電接觸元件電接觸。換句話說，製造提前的接地接觸通過彈簧元件而不通過剛性的接地接觸元件來實現，它通常類似於插塞式連接器的另外的電接觸元件那樣構造。在此可以理解為，插塞式連接器能以下述方式設計:所述方法步驟在其中一個插塞式連接器被插入另一個插塞式連接器中時實現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]下面參考附圖詳細描述本發明的實施例。
[0032]圖1A示出了在退耦位置中根據本發明的第一種實施方式的插塞式連接結構。
[0033]圖1B示出了在耦合位置中根據圖1A的實施方式的插塞式連接結構。
[0034]圖2A示出了在退耦位置中根據本發明的第二種實施方式的插塞式連接結構。
[0035]圖2B示出了在中間位置中根據圖2A的實施方式的插塞式連接結構。
[0036]圖2C示出了在耦合位置中根據圖2A和2B的實施方式的插塞式連接結構。
【具體實施方式】
[0037]圖1A以縱截面圖示出了插塞式連接結構10。插塞式連接結構10包括插座12和插頭14。插座12是用於印刷電路板16的埠或者說接口，在其邊緣上安設插口 18，該插口包圍印刷電路板16的邊緣。在印刷電路板16上設置一形式為印刷導線20的電接觸元件20,該接觸元件與印刷電路板上的示意性示出的接地電位22相連接。在插口 18的內側或者在接口凸緣壁上分別在印刷電路板16的上方或下方設置第一導電彈簧元件24a和第二導電彈簧元件24b。彈簧元件24a、24b例如可以是由金屬條帶製成的板簧。如在圖1A中示意性示出，兩個彈簧元件24a、24b通過導線26與接地電位22相連接。然而也可能的是，僅下方的彈簧元件24b或上方的彈簧元件24a與接地電位22相連接。
[0038]此外，插座18在其外側上具有突出部28，該突出部可以接合插頭14的相應的夾元件30，以便將插頭14固定在插座12上。
[0039]插頭14與電纜束32相連接，該電纜束具有要與接地電位22相連接的導線34。換句話說，導線34是電纜束32或插頭14的接地線。插頭14還包括觸點支架36，該觸點支架包括電接觸元件38，該接觸元件在兩個插塞式連接器12、14被插接在一起之後應該與印刷導線20相接觸。例如，觸點支架36可以完全由金屬製成並且與電導線34相連接，或者觸點支架36也可以由塑料製成，與導線34電連接的電接觸元件38被注入其中。
[0040]觸點支架36在其上側具有加高部40，該加高部是導電的並且也與接地線34相連接。如果觸點支架40是由塑料製成的，則該加高部40也可以被注入該觸點支架中。
[0041]圖1B示出了在被插接在一起的狀態中的插塞式連接結構10，這通過下述方式實現:插頭14被完全插入到插座12中。如根據圖1B看出，夾子30在此從後面接合插座12上的邊緣28並且因此避免了插頭14從插座12中脫落。此外，彈簧元件24b從下方壓靠到插頭14上，並且彈簧元件24a從上方壓靠到觸點支架26上、具體地壓靠到加高部40上。因此一方面實現了在導線34與接地電位22之間通過加高部40、彈簧元件24a的電連接，並且另一方面直接從導線34通過觸點支架36實現電連接，該觸點支架被彈簧元件24a壓到印刷導線20上。
[0042]在印刷電路板16上的接地電位22和導線34之間的電連接在圖1B中示意性地通過箭頭42表明。
[0043]彈簧元件24a在此被這樣布置在插座12中，使得在插頭14和插座12被插接在一起時，在觸點支架36接觸印刷導線20之前，彈簧元件24a與加高部40相接觸。
[0044]總體上可以理解為，插塞式連接結構10或者說插座12和插頭14具有多個電觸點，因此如它們在圖1A和IB中的橫截面所示地那樣。在圖1A和IB中僅示出了用於接地觸點的電接觸元件。關於在其之前或在此之後的附圖平面，還可以在插座12和插頭14中設置其它數量的相似或相同或類似構造的接觸元件，其中彈簧元件24a或彈簧元件24b不與相應的電導線22相連接。恰好對於這些另外的電接觸元件而言，相應於觸點支架36的觸點支架不具有導電的或與相應於導線34的導線相連接的加高部40。
[0045]插頭14的其它的電接觸元件36a和插座12的其它的接觸元件20a在圖1A中通過線條表示。
[0046]通過這種布置結構實現了，在插頭14和插座12被插到一起時，在進行其它電接觸、例如在印刷導線20和觸點支架36和電氣插塞式連接結構的相應的其它電觸點36a、20a之間進行接觸之前，首先在彈簧元件24a和加高部40之間進行接地接觸。
[0047]在圖1B中示出的插塞式連接結構10的最終位置中通過彈簧或者說彈簧元件24a進行接地。附加地，然而可以通過觸點36、20的所屬的接線片20或者通過另一個觸點36a、20a進行接地。
[0048]圖2A、2B和2C示出了插塞式連接結構10』的另一種實施方式，其插座12和插頭14基本上與在圖1A和IB中示出的實施方式相同地構造。然而，在圖2A至2C中示出的實施方式中，加高部40和彈簧元件24a如此布置，使得通過它們的接觸產生臨時的提前的接地接觸。
[0049]圖2A示出了在其中插接即將進行的位置中的插塞式連接結構10』或由插塞式連接器12、14組成的插接系統10』。彈簧元件24a和印刷導線20或者說接線片20在這個第一步驟中都不與觸點支架36相連接。
[0050]圖2B示出了在中間位置中的插塞式連接結構10』，該中間位置處於圖2A中示出的位置和圖2C中示出的位置之間，其中插頭14還未完全插入到插座12中。在該第二步驟中，彈簧24a已經接觸了加高部40並且進而接觸了觸點支架36，從而已經存在通過彈簧元件24的接地接觸，但是印刷導線20與觸點支架36的接觸還未進行。通過彈簧元件24a或者說壓緊彈簧24a進行的接地接觸在圖2B中示意性地通過箭頭44示出。
[0051]在插塞式連接結構10』的位置中進行的第三步驟中一該位置處於圖2B和2C之間，在壓緊彈簧24a和加高部40之間存在接地接觸，並且在印刷導線20和觸點支架36之間進行接觸，從而同時存在兩個接地接觸。[0052]在第四步驟中一其中插頭14完全插入到插座12中，在壓緊彈簧或者說彈簧元件24a和加高部40之間的電連接被鬆開，並且在觸點支架36和印刷導線20之間的接地接觸被保持。在圖2C中示出的位置中，達到了插頭14在插座12中的最終位置。在此，彈簧元件24a不再壓靠到導電的加高部40上，而是壓靠到插頭14的絕緣元件46上。通過在觸點支架36和印刷導線20之間的接觸，僅還存在印刷電路板16上的接地電位22和導線34之間的接地接觸。這在圖2C中示意性地通過箭頭48示出。
[0053]替代於所述流程，如果在此之前插塞式連接結構10的其它接觸元件已經被接觸並且其中已經進行接地接觸，則接觸元件可以根據通過壓緊彈簧或者說彈簧元件24a的接觸損耗也完全地放棄接地接觸。因此也可能不需要用於印刷電路板16上的暫時接觸的接線片20。接觸元件僅設計用於，建立在彈簧元件24a和觸點支架36之間的接地接觸。在這種情況下可能會完全地臨時看到該接觸元件的提前的接地接觸。提前的接地接觸僅暫時地在插接期間實現。在插接之後不存在電接觸。
[0054]與圖1A和IB中示出的實施方式不同，插塞式連接結構10』在圖2C中示出的最終位置中的接地僅通過在觸點支架36和印刷導線20之間的標準接觸實現。其優點在於，提前的接地接觸不是永久的，而因此不必經受動態的磨損。以這種方式，彈簧元件24a上的接觸位置不必關於永久的接地接觸而進行優化。因此可以避免將彈簧元件24a設計作為接觸元件，這可能是費用高的並且必要時可能會在其動態的負載性能方面限制插塞式連接結構10，。
【權利要求】
1.用於與互補的插塞式連接器(14)相連接的插塞式連接器(12)，所述插塞式連接器(12)包括: 至少一個電接觸元件(20、20a)，用於與所述互補的插塞式連接器的電接觸元件(36、36a)相連接， 其特徵在於， 所述插塞式連接器(12)具有彈簧元件(24a)，所述彈簧元件與所述插塞式連接器(12)的接地線(22)電連接，並且所述插塞式連接器(12)以下述方式設計:在所述插塞式連接器(12)與所述互補的插塞式連接器(14)進行連接時，所述彈簧元件(24a)與所述互補的插塞式連接器(14)的接地接觸元件(40)電接觸，此後，所述插塞式連接器的電接觸元件(20、20a)與所述互補的插塞式連接器的電接觸元件(36、36a)接觸。
2.根據權利要求1所述的插塞式連接器(12)，其中，所述插塞式連接器包括印刷電路板(16)，在所述印刷電路板上安裝至少一個電接觸元件(20)作為印製導線。
3.根據權利要求1或2所述的插塞式連接器(12)，其中，所述插塞式連接器包括插口(18)，所述插口包圍至少一個電接觸元件(20)。
4.根據權利要求3所述的插塞式連接器(12)，其中，所述彈簧元件(24a)安設在所述插口(18)的內壁上。
5.根據權利要求1或2所述的插塞式連接器，其中，所述插塞式連接器包括插頭，其中，所述彈簧元件設計用於，與所述互補的插塞式連接器的接地接觸元件電接觸，所述接地接觸元件與所述互補的插塞式連接器的接地線相連接，其中，所述接地接觸元件安設在所述互補的插塞式連接器的插口的內壁上。
6.根據前述權利要求中任一項所述的插塞式連接器(12)，還包括: 接地接觸元件(20)，用於與所述互補的插塞式連接器(14)的接地接觸元件(36)相連接，其中，所述彈簧元件(24a)包括用於將所述插塞式連接器(12)的接地接觸元件(36)壓到所述互補的插塞式連接器(14)的接地接觸元件(36)上的壓緊彈簧。
7.根據前述權利要求中任一項所述的插塞式連接器(12)，其中，所述插塞式連接器以下述方式設計:所述彈簧元件(24a)僅在所述插塞式連接器與所述互補的插塞式連接器進行插接期間與所述互補的插塞式連接器的接地接觸元件(36)電接觸。
8.根據前述權利要求中任一項所述的插塞式連接器(12)，還包括: 接地接觸元件(20)，用於與所述互補的插塞式連接器(14)的互補的接地接觸元件(36)相連接，其中，所述插塞式連接器(12)以下述方式設計:所述接地接觸元件(20)在所述彈簧元件(24a )接觸所述接地接觸元件(36 )之後才與所述互補的接觸元件(36 )相接觸。
9.插塞式連接結構(10、10』)，包括: 根據權利要求1至8中任一項所述的插塞式連接器(12)和互補的插塞式連接器(14)。
10.用於將插塞式連接器(12)與互補的插塞式連接器(14)相連接的方法，包括以下步驟: 使與所述插塞式連接器的接地線(22)相連接的彈簧元件(24a)與所述互補的插塞式連接器的接地接觸元件(36)電接觸； 然後使所述插塞式連接器的至少一個電接觸元件(20、20a)與所述互補的插塞式連接器的互補的電接觸元件(36、36a)電接觸。
【文檔編號】H01R13/24GK103444014SQ201280016669
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月29日 優先權日:2011年4月6日
【發明者】M.克雷克爾 申請人:羅伯特·博世有限公司