具有辅助触头的插头连接的制作方法

本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的插头连接。

背景技术：

本发明的目的是，使插头连接上的功率损耗可以通过通用类型的插头连接中的简单装置来容易地检测到。

由de102014006654a1已知一种车辆、尤其是商用车辆或轨道车辆的电源接口，其包括第一电源触头，可与第二电源触头接触以建立电源路径；辅助触头，与第一电源触头电绝缘，并且辅助触头以相对于第一电源触头的这种方式布置使得当第一电源触头和第二电源触头相互接触以形成电源路径时，辅助触头还与第二电源触头接触，其中，所述辅助触头经由测量路径与第一电源触头并联电连接；以及测量装置，用于检测第一电源触头和第二电源触头之间的电接触的状态，其配置为使得电源接口处的电压降和/或与所述电压降相关的变量能经由测量路径来确定。所述辅助触头与插入式触头相连。

本发明要解决的问题是提供一种也可以在电力电子设备外部使用的插头连接，以简单的方式设计，使得可以使用简单的手段容易地确定插头连接上的功率损耗。

从102011013418a1中已知，使用弹簧以接触力将插座触头压靠在插脚触头上。在us2017/0093098a1和us2007/0059973a1中也介绍了技术背景。

技术实现要素：

本发明通过权利要求1的主题解决了上述问题。本文提供了一种电插头连接，其具有两个主触头——一个插入式触头和一个可与其相互配合的插座触头——在相互配合状态下，它们相互接触，从而形成主接触点，其中：辅助触头与两个主触头—插入式触头或插座触头——的其中一个相连，该辅助触头与所述主触头一起形成组件和插头单元，并设计为，在相互配合状态下，在第二接触点的区域与另一个主触头接触；辅助触头设计为弹簧触头，使得在两个插入式触头未相互配合状态下，辅助触头以非导电方式连接到与之关联的主触头——插入式触头或插座触头；并且在两个主触头—插入式触头和插座触头——彼此接触的接触状态下，辅助触头在辅助接触点k2处接触另一个主触头，但不是以形成组件和插头单元的意义上的方式与其相连。这样做的目的是测量插头连接上的功率损耗。

为此，辅助触头优选地集成在用于电压测量的电路中。优选地，所述辅助触头200在辅助接触点k2处在所述插头连接的相互配合状态下接触另一个主触头——插座触头100或插入式触头300，但不是以形成组件和插头单元的意义上的方式与其相连，从而作为测量插头连接上的功率损耗的电路的一部分。

由于弹性设计，当将插座触头和插入式触头插在一起时，辅助触头可以轻松补偿在主插头连接处出现的任何几何公差，从而在即使存在公差的情况下，始终可以通过辅助触头进行精确测量。这种公差尤其出现在并非设计用于功率电子设备的插头连接上，该设备也适合于传输较小的功率。在这方面，所提供的插头连接特别适合该应用领域，并且可以例如在电路板连接器和/或电路板边缘连接器等中使用。电路板边缘可以包括销状接触区域。然后，它形成插入式触头或至少一个或多个插脚触头。

触头被设计和预期用于形成作为电路一部分的接触点，电流流过或者可以流过该接触点。

所述插头连接的若干主触头和可选的辅助触头可以在上位连接器壳体中组合使用。

通过这种方式，第二接触点，即在辅助触头和一个主触头之间的接触点，就可以安全、良好地用于测量插头连接上的功率损耗，因为该接触点形成于最靠近第一接触点的邻近位置，因此可以很好地高精度执行本文开头处描述的所需测量。

在这种情况下，优选的是，将一个主触头设计成插脚触头并将另一主触头设计成具有板簧效应的郁金香形触头，它们与辅助触头一起形成组件和插头单元。这可以很好地实现并且可以以结构简单的方式实现。在一方面，一个优点在于插入式触头(例如一体式插脚触头)不需要改变设计。这意味着可以使用标准的插脚触头(例如圆形、方形或矩形的插脚，特别是焊接插脚)作为插入式触头。术语“插脚触头”还包括各种类型的刀片触头。

从设计的角度来看，将辅助触头与插座触头而不是插入式触头相连也更容易。例如，对于补偿几何公差，结构简单且有利的是，设计为弹簧触头的辅助触头包括一个或多个板簧。根据一种变型，该辅助触头也可以与插脚触头相连。

设计为弹簧触头的辅助触头的弹力可以以与另一个主触头不同的方向作用于第二主触头，以将辅助触头作为一个主触头容纳在郁金香形触头上，而不损害另一个主触头的功能。根据一种变型，有利的是，所述弹簧触头以垂直于形成主触头的郁金香形触头作用在插脚触头上的力方向的方向作用在插脚触头上。

以这种方式，可以实现各种紧凑的变型，例如其中弹簧触头横向作用在插脚触头上，或者其中弹簧触头作用在第二主触头的尖端上，该第二主触头被设计成对着插入方向的插脚触头，在插入方向插脚触头可以插入郁金香形触头形成主触头。

根据另一变型，形成一个主触头的弹簧触头和郁金香形触头在绝缘体中彼此间隔布置和/或保持。因此，以简单的方式实现了可插入和操作的主触头和辅助触头的接头组件单元。

根据该构思的进一步开发，在作为绝缘体的外壳体中将形成一个主触头的弹簧触头和郁金香形触头彼此间隔设置，这是经济且节省空间的。不同于将绝缘体和外壳体作为单独的组件提供，而是使这两个功能由外壳体单独实现。

这也使得根据前述权利要求中的一项或多项的具有两个连接器的有利的插头连接的实现成为可能，所述两个连接器中的一个包括多个第一主触头和分别与它们相连的弹性辅助触头，两个连接器中的另一个包括多个第二主触头，在外壳体中的每个可以插在一起。

本发明的有利实施例在从属权利要求中进行描述。

附图说明

下面使用示例性实施例并参考附图描述本发明。其中：

图1在a)中示出了第一插座触头，其具有与其相连的辅助触头的第一变型，在b)中示出了插头连接的局部剖视图，由a)中的插座触头和作为插入式触头的插脚触头组成，在c)中示出了b)中的插头连接的透视图，其中，插脚触头插入壳体的一部分中，在d)中示出了a)中的插座触头的分解图；

图2在a)中示出了插座触头，其具有与其相连的辅助触头的第二变型，且在b)中示出了插头连接的局部剖视图，由a)中的插座触头和作为插入式触头的插脚触头组成；

图3在a)中示出了插座触头，其具有与其相连的辅助触头的第三变型，且在b)中示出了插头连接的局部剖视图，由a)中的插座触头和作为插入式触头的插脚触头组成，且在c)中示出了b)中的插头连接的透视图；

图4在a)和b)中示出了另一种插头连接的透视图，包括插座触头和作为插入式触头的插脚触头；在b)中示出了a)在部分示出的壳体中的视图，在c)中示出了b)中的布置的局部剖视图，在d)中示出了a)中的插头连接的侧视图，在e)中示出了图a)和d)中的插头连接的透视图；在f)中示出了a)中的插头连接的插座触头和插脚触头，分别处于壳体中和处于未相互配合的状态；

图5在a)至c)中示出了各种测量电路；

图6在a)和b)中分别示出了另一种插头连接的透视图，包括插座触头和作为插入式触头的插脚触头，而a)示出了非相互配合状态，b)示出了相互配合状态，在c)中示出了插座触头的局部分解图，在d)中示出了b)中的布置的局部剖视图；以及

图7在a)中示出了另一种插头连接的透视图，包括插座触头和作为插入式触头的插脚触头，处于非相互配合状态，以及在b)中示出了a)中的处于相互配合状态的插头连接，在c)中示出了a)中还处于未相互配合状态的插头连接的侧视图，且在d)中示出了从a)到c)处于相互配合状态的插头连接的截面。

具体实施方式

所要求保护的类型的插头连接包括插入式触头300，例如参见图1a、1b、1c和1d，以及与其相互配合的插座触头100。在相互配合状态下，两者在至少一个主接触点k1的区域内直接相互接触。触头300和100因此在下文中也称为主触头。在所要求保护的类型的插头连接中，主触头300或100之一，即其中一个主触头，与辅助触头200相关联，并与其一起形成组件和插头单元。该辅助触头200被设计为弹簧触头201。弹簧触头201优选地由一个或多个板簧形成。辅助触头200与两个主触头300或100中的一个相连，并且连接方式为：在两个主触头300和100未相互配合连接的位置以非导电方式连接到主触头300或100。在两个主触头彼此接触的接触状态下，辅助触头在辅助接触点k2处与与其不是以形成组件和插头单元的意义上的方式相连的另一个主触头100或300接触。它也不与与其以形成组件和插头单元的意义上的方式相连的主触头100或300直接以导电的方式接触，而仅通过另一个主触头间接接触。

图5a)至c)以示意图的形式示出了各种接触电阻测量的各种方法。接触电阻测量通过插头连接的主接触点k1进行。目的是检测接触点k1上的功率损耗。一方面，这是通过测量流过接触点k1的电流来完成的。同时，对接触点k1上下降的电压进行检测。这两个测量值的乘积就是插入式触头的功率损耗。

根据图5b)和c)，一方面对流过接触点k1的电流进行测量。辅助触头2通过测量路径与主接触点k1并联连接。

在测量路径中对辅助接触点k2处进行测量，特别是电压测量，所述测量路径延伸至在两个主触头100和300之间的第一或主接触点k1或与其并联连接。电压测量装置可以在一侧连接到与辅助触头200相连的一个主触头100，优选地是插座触头100，且电压测量装置可以在另一侧导电地连接到与另一个主触头300接触的辅助触头200，辅助触头200与所述另一个主触头300不是以形成结构单元的意义上的方式相连接。

该测量取决于插入式触头300和插座触头100之间的主接触点k1处的电接触的质量。根据图5c，辅助触头200和插头连接的插座触头100之间的接触点用作该第二接触点k2，其形成在第一接触点的最靠近的附近位置，从而所需的测量可以非常好地得到执行并具有很高的精度。

该电路优选地用在图1至4和图6至7的插头连接中。

因此，在插头连接的相互配合的状态下，辅助触头200在辅助接触点k2处与与其不是以形成组件和插头单元的意义上的方式相连的另一个主触头——插座触头100或插入式触头300——接触，作为用于测量插头连接上的功率损耗的电路的一部分。

图1示出了作为插头连接的第一主触头的插座触头100的透视图。辅助触头200与该插座触头100相连，并形成一结构单元，该单元可以与其一起被共同插入以及进行操作。该辅助触头200设计为弹簧触头。

可以将插入式触头300插入该插座触头200中——见图1b。该插入式触头300优选地设计为插脚触头301。插入式触头300可以沿插入方向(x方向)插入到插座触头100中，并且可以从其中拔出。这在插入式触头300和插座触头100之间形成第一接触点k1。

插脚触头301可以在插入x方向上插入到插座触头101中。在图1b中，插入式触头300被形成为插脚触头301。该插脚触头301具有逐渐变细的触头尖端302。插脚触头301还具有优选为正方形的横截面。但是它也可以具有除正方形以外的圆形或矩形横截面，或多边形横截面。如本文所使用的，术语“插脚触头”包括扁平的接触元件，以本领域技术人员(电气工程师)的专业语言被称为“接触片”。

在相互配合状态下，插脚触头301弹性接触插座触头100的两个相对侧。

插座触头100具有郁金香形触头101(图1a)。该郁金香形触头101优选地设计为板簧类型，其中，所述板簧基本上弯曲成u形并且具有两个弹簧端。郁金香形触头101具有两个相反的板簧分支102、103，通过弯曲区域104互连。插脚触头301设计为插入到郁金香形触头101中并且在板簧分支102、103之间的瓶颈106的区域中与之接触。这在图1b中清晰可见。

板簧分支102、103在其端部以插入辅助的方式变宽。在郁金香形触头101处还布置有汇流排元件或至少一个连接元件105，其导电地连接至郁金香形触头101，并用于连接至上位组件(在此未示出)。

郁金香形触头101在x方向上打开，从而插脚触头301可以在插入的x方向上插入到其中，以在瓶颈106的区域中与其接触。板簧分支102、103在笛卡尔坐标系中沿x-y方向延伸，其中x方向与插入方向一致。

根据图1，辅助触头200也被设计为弹簧触头201，其可以优选地设计为板簧。弹簧触头201相对于与其相连的主触头(此处为插座触头100)以绝缘的方式布置。板簧201优选地与板簧分支102、103成直角地对准。接片端子在弹簧触头201之后作为端子端202，优选地成一体。弹簧触头201在笛卡尔坐标系中垂直于x-y方向沿x-z方向延伸。这意味着辅助触头200以垂直于郁金香形触头101的弹力的力方向的力方向(这里是y方向)弹性地接触插入式触头300——尤其是插脚触头301，这里作用在+/–y方向。这使得易于实现对辅助触头200处的几何公差的补偿，该公差出现在插脚触头301和郁金香形触头101之间的实际主插头连接处。另外可以将辅助触头200与插头连接相连，而弹簧力不会在任何可见的范围内对插头连接处的插拔力产生不利影响。

根据第一类型的一些变型，有利的是，在主触头处，即优选地在插座触头处，形成由绝缘材料制成的绝缘体400，该主触头与辅助触头形成结构单元。该绝缘体400例如可以设计为使得其完全或部分地包围郁金香形触头101，并且优选地还包围连接元件105的导电地布置在弯曲区域处的区域，例如部分环(图1b)或全环(未显示)的类型。然后有利的是，辅助触头200也以与导电元件、插座触头101和插座触头300的连接元件105隔开的一距离穿过绝缘体400。

根据一种变型，郁金香形触头101、连接元件105和辅助触头200可以完全地或部分地在外围涂覆有绝缘体400的材料，特别是塑料材料。绝缘体400和辅助触头200还可以形成可以夹在与它们相连的主触头上的单元，以便以简单的方式将这些主触头，特别是郁金香形触头与辅助触头200组合成结构上和共同的可插拔的单元。该组件单元可插入至第一外壳体410中。同样，插脚触头可以插入至第二外壳体500中。这些外壳体410、500也优选地为可相互配合的并且可选地为可互锁的。

因此，辅助触头200设置或形成在插座触头100处，而不接触该触头的导电元件。然而，由于其配置为弹簧触头，因此其可以以简单的方式弹性地接触处于相互配合状态的插脚触头300。

根据图1，设计为弹簧触头301的插脚触头在位于触头尖端302下方的一侧的区域中与其接触。因此，其弹力以一角度，特别是垂直于插入方向x的角度作用。它作为板簧横向地接触插脚触头301的一侧。

根据图2中所示的示例性实施例，这是不同的。辅助触头200还设计为根据图2的弹簧触头201。板簧分支的自由端作用在插入方向x并与插入式触头的自由端(此处为插脚触头301)接触，在相互配合状态下作用于插入方向x。辅助触头200再次固定在绝缘体400中，其中，弹性端子端202从绝缘体400突出以能够与辅助触头300和测量单元接触。

根据图1，设计为弹簧触头201的辅助触头在其一侧上接触插脚触头301。但是也可以考虑，辅助触头在两侧弹性地接触插脚触头301。为此目的，有利的是，辅助触头300本身设计为或类似于郁金香形触头，并且接触辅助触头300，以这样的方式在两侧，特别是在垂直于与主触头的实际的郁金香形触头101接触的侧面定向的两侧。这种配置显示在图3中。

以这种方式进一步优化了辅助触头200和插入式触头300之间的接触。

根据另一变型，外壳体410用作与辅助触头200相连的主触头的绝缘体400。通常，将一个或多个主触头插入单个或多个外壳体410中。外壳体410可以例如是具有一个或多个主触头的连接器的壳体。辅助触头200中的一个分别与多个第一主触头中的一个或每个相连。然后将一个或多个主触头，特别是插座触头100，和一个或多个辅助触头200插入至外壳体410中。这样的变型在图4中示出。根据图4，插座触头100之一被插入至外壳体410中，外壳体410除了端子之外基本上包围了其导电元件并且将其保持住。辅助触头200也插入至外壳体410中并由其保持住，其中辅助触头以非导电的方式连接至插座触头100。辅助触头200的端子端和插座触头100的连接元件105从外壳体410彼此间隔开地突出。尽管与没有辅助触头200的解决方案相比，附加的辅助触头200的尺寸没有增大或没有显著增大，但仍可以实现。插脚触头101在此还具有外壳体(元件500)。

图6a示出了作为插头连接的第一主触头的另一插座触头100的透视图。这是来自图1的布置的修改，在图6b至6d中进一步示出。

插脚触头301在此为刀片触头。插座触头的结构类似于图1中的触头，但稍宽一些。

此外，还进行了以下修改：辅助触头200同样与插座触头100相连，并形成结构单元，该单元可以与其一起共同插入和进行操作。该辅助触头200也同样设计为弹簧触头201。导电互连的两个(或多个)弹簧触头201(如此处所示)可以形成辅助触头200。相应的弹簧触头201分别弹性平行于主触头或插座触头100的板簧分支102、103。因此，弹簧触头201和主触头100的运动和回弹方向彼此相同或平行。对于相应的安装空间条件，这可能是一个优势。

这可以以多种方式实现。根据图6a-d，例如，弹簧触头201相对于接触区域延伸到一个板簧分支102、103的外部，并且各个弹簧触点201的自由端横向接合在相应的板簧分支或触头102或103的自由端的相应凹部107中。

两个板簧触头102、103导电地互连，特别是形成为一体式，优选地通过侧腹板108互连。此外，它们再次共同插入至壳体410中，该壳体为此具有适当设计的容纳轮廓411。它们相互之间保持一定距离，并且彼此不接触。

根据图6a-d，辅助触头200在位于触头尖端302下方的一侧的区域中接触设计为弹簧触头301的插脚触头。因此，其弹力同样以一角度，特别是垂直于插入方向x的角度作用。它同样作为板簧横向地接触插脚触头301的一侧。

图7a示出了作为插头连接的第一主触头的另一插座触头100的透视图。插座触头100设计为由导电材料制成的圆柱形套筒109(接触套筒)。另一方面，插脚触头300设计为弹簧插脚触头，其在插销部分310上的外部具有触头和弹簧片311。这两个元件之间的导电连接通过这些触头和弹簧片311在插入或相互配合状态下建立。

辅助触头200同样与插座触头100相连。插座触头100为此在其圆柱形部分中包括侧向横向孔110。套筒210插入到该横向孔中，例如由非导电材料构成的圆柱形套筒210。弹簧触头211插入该套筒210中。它包括头部212和弹簧，在这种情况下为螺旋弹簧213，支撑在头部212与套筒210的端侧底部之间。套筒210包括连接端子214，其导电连接到螺旋弹簧213和/或头部212。弹簧触头211的头部212以直角压在接触状态下的插脚触头200上。该布置也可以安全且容易地集成在图5c所示类型的电路中。

以上参考示例性实施例说明了设计为弹簧触头的辅助触头与插头连接的郁金香形触头相关联。替代地，如果上述实施例已经或可以转移到这里未示出的具有配置为弹簧触头的辅助触头的实施例，则还可以想到，将辅助触头与插脚触头相关联，辅助触头与插脚触头、特别是与绝缘体相关联。然而，所示的布置是优选的。

附图标记

插座触头100

郁金香形触头101

板簧分支102、103

弯曲区域104

连接元件105

瓶颈106

凹部107

腹板108

套筒109

横向孔110

辅助触头200

弹簧触头201

端子端202

套筒210

弹簧触头211

头部212

螺旋弹簧213

插入式触头300

插脚触头301

触头尖端302

插脚触头310

触头和弹簧片311

绝缘体400

外壳体410

容纳轮廓411

外壳体500

容纳轮廓501

插入方向x

接触点k1、k2