专利名称：至少可实现单极接触的插接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种至少可实现单极接触的插接装置，所述插接装置具有至 少一个包含有一个接触元件的插接通道，其中，至少一个接触元件被用于与 所述插接装置内部的至少一个触点建立电气连接。此外，本发明还涉及一种 制备所述插接装置的方法。
背景技术：
现在的插接装置具有广泛用途，既可用于日常生活，也可用于工业领域。 插接装置一般用于在位于插座、插头和/或外壳中的触点之间快速、简单而 可靠地建立起接触。这种接触通常为电接触，通过机械插接和/或闭锁过程 而实现。需要由触点传导的通常是供电、传输数据或测量电变量所需的电压 或电流。
一般情况下，插接装置的作用在于建立电气连接，出于安全技术方面的 原因或其他原因，还须同时确保所涉及的触点被遮盖住。 一个典型的例子是 带有一个外壳的复杂电气设备。其中，该外壳的作用之一通常还在于遮盖位 于该外壳内部的电触点。但仍须确保位于该外壳内部的触点都能与布置在该 外壳外部的其他触点保持电接触。这一点一般通过包含有(例如)插头、插 座或类似装置的插接装置而实现。由于大多数电气设备都极为复杂，因而需 要通过电路板以节省空间的方式在一个外壳内部设置复杂电路。这方面可以 列举的例子有很多，如立体声系统、数字摄像机、计算机或随身听。在工业
领域，这样的例子也有很多可编程控制器、监测器或自动化设备等。
由于多数情况下无法在电气设备内部放弃使用电路板，因此，需要解决 的问题只能是如何使电路板的触点与位于所述外壳外部的触点相接触。现有
技术提供了多种解决方案，但这些解决方案在制备过程方面存在不足之处。
就一般情况而言，在制备电路板和布置在所述电路板上的电气组件的同 时，在所述电路板上设置一个插接装置并将该插接装置与其他电气组件一起 预安装在所述电路板上，是有利的。在所述组件安装或更具体而言焊接完毕 后，将所述电路板放入并固定在所述外壳内。该电路板在所述外壳内部的安 装位置并非可随意选择，这是因为该外壳或更具体而言外壳部件之中或其上 通常设置有专门用于所述插接装置的凹槽。通常情况下，这会产生一个高的 精度要求，这种要精度的要求一方面与外壳密封性有关，另一方面还须不妨 碍所述插接装置的固定方式或更具体而言所述插接装置的插接机制。在此以 一种必须通过紧固螺纹才能安装在所述外壳上的带凸缘的多路插头为例。这 种紧固螺紋的有效使用以 一种须同时确保外壳密封性的高精度为前提。事实 证明，这一点在所述紧固螺紋的各组成部分分布在所述外壳的不同部件上的 情况下特别复杂。高精度或精确的装配过程在任何情况下都意味着生产过程 的高度复杂性，这自然会产生高昂的制备成本。
作为预安装电路板的替代方案，理论上也可以在将所述电路板装入所述 外壳后再回来安装所述插接装置。但所述插接装置(例如内嵌式插头)的形 状通常会使这种方案无法得到实现。内嵌式插头通常是以一定角度焊入，无 法在事后沿垂直于所述电路板或底面的方向插入外壳内。此外也不存在能充
分解决密封问题的方案。举例而言，IP 66或IP 67的防护等级就特别不便 于所述插接装置的后续安装。所述外壳上的"缝隙"的后续密封也很难实现。 此外，现有技术还提供了一种将插接装置安装在外壳上、随后再使该插 接装置与电路板进行不受该安装方式影响的电接触的方案。这种电接触通过 人工焊接而实现。采用这种方案时，须忍受人工焊接所带来的相对于自动焊 接而言的不利后果。这种解决方案也无法使工序数量或工序自身得到实质性 的减少或简化。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以简单、可靠及低成本方式进行安装的插接 装置。
这个目的通过一种开篇所述类型的插接装置而达成，其中，所述接触元 件是一个转接器的组成部分，该转接器可插入所述插接通道内，且同时可使 所述接触元件与所述插接装置内部的触点相接触。此外，这个目的还通过一 种相应的制备方法而达成。
本发明的插接装置具有布置在一个转接器中的复数个接触元件，该转接 器是所述插接装置的一个分离式组件。所述转接器可插入一个插接通道内， 且同时可使至少一个接触元件与所述插接装置内部的一个触点相接触。因 此，所述插接通道的功能在于将所述插接装置内部的那些触点与该插接装置 外部的那些触点电气相连，其中，所述插接装置内部的触点布置在(例如) 一个组件或电路板上。该组件或电路板在所述外壳内部的布置方式使得所述 转接器插入时，所述组件或电路板可与所述接触元件相接触。所述电路板或 组件设计为可在工作情况下进行预安装，并可安装在所述外壳或外壳部件 中。所述电路板或组件安装完毕后，可从外部将所述转接器插入所述插接通 道，并使所述转接器与所述触点接触。
所述插接装置形成于单一的一个外壳部件或形成于一个外壳上，是有利 的。借此可避免所述插接装置的密封问题。通过以精确配合的方式将一个对 应件(例如一个插头)安装在所述插接装置上，可实现外壳上无接缝或插接 通道中或插接通道上无缝隙的密封效果。所述外壳仍可设计为由多个部分构 成，这样例如就可设置用作一个外壳部件的盖子，其中，该盖子的组成部分 无需同时又是所述插接装置的组成部分。
此外，如果所述插接通道可与一个螺紋结合^f吏用，也是有利的。举例而 言，可在所述插接通道周围设置一个螺紋，这样就可通过一个螺旋机构对用 于接触的一个对应件(例如一个插头)进行固定或闭锁。所述插接通道上并 不存在因两个外壳部件相接而产生的接缝，这一点在此也能体现其优势。
此外，为所述插接通道配备一个可对所述转接器进行导引的螺紋，也是 有利的。借助于这种螺紋， 一方面可确保所述插接装置自身具有一定密封性， 另一方面可长久保持所述接触元件对所述组件或电路板的触点的附加力作 用。使用类似导引件，例如形成于所述插接通道内部的导轨，是有利的。
所述转接器可有利地锁定在所述插接通道中。这一点(例如)可以通过 插装第一外壳部件而实现，该第一外壳部件通过一个凸缘或突出部阻止所述 转接器的移动。如果一个插接装置具有多个在需要时可进行更换的转接器， 这一优点就特别有利。就这方面举例而言，具有根据本发明的插接装置的设 备可与具有其他类型插头(接触元件线路布置不同的插头)的其他设备相连。 通过接触元件在所述转接器中的相应布置方式，可在所述插头的接触元件与 所述电路板或组件的触点之间实现预期分配。可以为用于与所述插接装置建 立电气连接的任何一种其他类型的插头提供这样一个转接器，根据本发明， 这个转接器可插入所述插接通道内，且同时可使所述接触元件与所述插接装 置内部的触点有效接触。这样就可通过使用相应的转接器来对所述插头的接 触元件的不同线路布置加以考虑。
所述转接器有利地具有一个支承件，所述支承件用于在布置在接触件第 一侧的第 一接触元件与布置在该支承件第二侧的第二接触元件之间建立电 气连接。这一点之所以有利的原因在于，这些接触元件可采取某种定向方式， 这种定向方式可以使所述接触元件简单地通过一种直线移动来实现接触。此 外，为所述第一和第二接触元件设计不同尺寸也是合理做法，借此可在一定 程度上实现与其他插头的兼容性。
如果所述转接器可锁定或固定在所述插接通道内部，也是有利的。当该 转接器处于接触位置时，借助(例如) 一种啮合机构或卡扣机构将其固定， 可使该转接器停留在所述插接通道内的相应位置上，在此情况下，即便出现 不利于接触的环境因素(例如振动)，也能实现接触。这种机构可以简化和 加快所述插接装置的安装，这是因为即使在外壳为一体式外壳的情况下，也
能进行安装或闭锁。
本发明的其他有利建构方案和优选改进方案可从附图描述和/或从属权 利要求中获得。
下面借助图1所示的实施例对本发明进行详细说明，其中 图1为插接装置的剖面图。
具体实施例方式
采用所述实施例的插接装置具有至少三个彼此不同的部件，这些部件可 以插接方式彼此相连。这些部件包括转接器3、第一外壳部件l和第二外壳 部件2。第二外壳部件2在其内部具有预安装电路板7，预安装电路板7具 有与之导电相连的组件4。组件4具有触点20和24,这些触点用于接触转 接器3的接触元件11。在较为简单的设备中可以放弃使用电路板7，因为组 件4已承担了全部功能。组件4还具有钻孔13,沿移动轴10将转接器3插 入时，这些钻孔在第二外壳部件2中的定位方式使得那些相应的接触元件11 会被插入这些钻孔13内，并在这些钻孔的末端处与触点20、 24相接触。因 此，安装组件4或电路板7时就须注意组件4或电路板7相对于插接通道14 的位置。但也可以通过对组件4采取适当的成形方式来使电路板7处于一个 特定位置。
转接器3具有支承件21,支承件21用于承载位于第一侧31的接触元件 11和位于第二侧32的第二接触元件12。第一接触元件11用于直接接触触 点20、 24,第二接触元件12用于接触一个对应件，例如一个插头。在支承 件21的内部，第一接触元件11通过一种面向应用的分配方式与第二接触元 件12电接触。此处可根据具体需要进行多重分配，或使某些第一接触元件 11绝缘。如果相关应用极为注重坚固性或简易性，就可将第一接触元件11 与对应的第二接触元件12连成一体。
结合第一外壳部件1,可使采用这种实施例的插接装置具有可闭锁性。
将转接器3插入插接通道14后，通过下述方式对转接器3进行闭锁，即 将第一外壳部件1插在第二外壳部件2上，使突出部6插入此时正处于接触 位置的转接器3上的槽5内。因此，对于转接器3而言，突出部6起到的是 止动器的作用。
可在凸起8上例如设置一个用于紧固插头的螺紋。作为替代方案，也可 采用一个卡口连接。
也可采用其他类型的闭锁机构。为此可使用其组件部分地形成于转接器 3上和/或插接通道14内部的啮合机构或卡扣机构。此处可使用能将转接器 3 —次性安装入插接通道14的机构，或者也可使用允许对转接器3进行后续 拆除或更换的机构。举例而言，这在所需使用的转接器3的接触元件11、 12 的分配方式或点阵布置方式不同的情况下十分有利。
插接通道14可设计为其内部可插入多个转接器，而不只是插入转接器 3，并且所插入的多个转接器可将触点20、 24分别与外部触点电气相连。就 这方面而言，可沿垂直于移动轴10的方向将转接器3—分为二，从而产生 两个转接器，这两个转接器可彼此不受影响地进行插入、接触及闭锁，且分 别用于接触触点20和触点24。这使连接方式更为灵活。借助于两个转接器， 所述插接装置可将两个插座的功能集于一身。就这方面举例而言，当一个设 备的插座在使用过程中遭到彻底损坏后，可用相应的转接器来承担这个插座 的功能。这种两用插接装置使得上述设备仍具有可用性，或者说，避免了一 个Y形接头的不必要的使用。
通过将所述插接装置分成转接器3和一个插座式装置这两部分，就可对 电路板7进行机械焊接，并于设备总装时再进行转接器3的安装。无需采取 附加密封措施，例如一个M12插头与插座或设备外壳之间的密封。此外还省 去了所述接触元件或电线的人工焊接这道工序。在零件数量较大的情况下， 上述解决方案在成本方面比已知的旋接式M12插头-插座有利得多。
实施为一个插座部件的组件4可有利地作为一个SMT (表面贴装技术)
组件并通过优选的焊接工艺(波峰焊、通孔插装焊接)沿垂直于电路板7的 方向直接焊接在电路板7上。在此过程中根本不会产生在一般情况下突出在
电路板7上的插接部分，借此可实现所述外壳和转接器3的简单安装。此外， 只要组件4保持相对于插接通道14的准确定位，就可将装配完毕的电路板7 安装在外壳内部的任何一个可行位置上。通过这种方式可对设备内部的有限 空间进行合理利用。
综上所述，本发明涉及一种至少可实现单极接触的插接装置，所述插接 装置具有至少一个包含有一个接触元件的插接通道。所述插接装置易于安 装。先将一个电路板预安装在一个外壳或一个外壳部件内。总装时将转接器 插入，同时使所述接触元件与设备内部的触点接触。后续安装所述转接器能 带来制备方面的优点，还能将不同插头与所述插接装置灵活相连。
权利要求
1. 一种至少实现单极接触的插接装置，其中，设置有至少一个用于与所述插接装置内部的至少一个触点(20)建立电气连接的接触元件(11，12)，所述插接装置具有一个用于容置所述接触元件(11，12)的插接通道(14)，所述接触元件(11，12)是一个转接器(3)的组成部分，其特征在于，所述转接器(3)用于插入所述插接通道(14)内，且同时使所述接触元件(11，12)与所述触点(20)相接触，所述插接通道(14)形成于所述插接装置的单一一个外壳部件上。
2. 根据权利要求1所述的插接装置，其中，所述触点(20)布置在所 述插接装置内部的一个电路板(7)或一个电气组件(4)上。
3. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 插接通道(14 )形成于第一外壳部件(1 )或第二外壳部件(2 )上，或者形 成于一个外壳上。
4. 根据权利要求1或2中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所 述电路板(7 )和/或所述电气组件(4 )预安装在所述第二外壳部件(2 )中。
5. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 插接通道(14)至少部分地布置在至少一个紧固机构的内部和/或具有至少 一个紧固机构，所述紧固机构特定而言为一个螺紋。
6. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 转接器(3 )特定而言可由所述第一外壳部件(1)锁定在所述插接通道(14 ) 中。
7. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 转接器(3 )插入所述插接通道(14 )时可从所述插接通道和/或所述插接通 道的组成部分中导入。
8. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述转接器(3 )具有一个支承件(21 ),所述支承件用于在第一接触元件(11 ) 与第二接触元件(12)之间建立电气连接，其中，所述第一接触元件布置在 所述支承件(21)的第一侧(31 )，所述第二接触元件布置在所述支承件(21 ) 的第二侧(32)。
9. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 转接器(3 )的所述第一侧(31 )与所述转接器(3 )的所述第二侧(32 )相 对布置。
10. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 转接器(3 )和/或所述插接通道(14 )具有一个用于将所述转接器(3 )固 定在所述插接通道(14)中的机构，所述机构特定而言为一个喷合机构或卡 扣机构G
11. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 第一和第二接触元件(11， 12)可布置在不同的点阵中。
12. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 接触元件(11， 12)实施为销式元件，所述第一接触元件(11)和所述第二 接触元件(12)具有不同尺寸，特定而言具有不同厚度。
13. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插接装置，其中，所述 插接装置具有一个M12插头、M8插头、M23插头或一个D-Sub插头。
14. 一种转接器(3)，所述转接器具有至少一个用于与一个插接装置内 部的至少一个触点(20)建立电气连接的接触元件(11, 12)，其特征在于，所述转接器(3 )用于插入一个插接通道(14 )内，且同时使所述接触 元件(11， 12)与所述触点(20)相接触，其中，所述插接通道(14)形成 于单一的一个外壳部件上。
15. 根据权利要求14所述的转接器(3 ),其中，所述转接器(3 )特定 而言可由第一外壳部件(1)锁定在所述插接通道(14)中。
16. 根据权利要求14或15中任一项权利要求所述的转接器(3 )，其中， 所述转接器(3 )插入所述插接通道(14 )时可从所述插接通道和/或所述插 接通道的组成部分中导入。
17. 根据权利要求14至16中任一项权利要求所述的转接器(3 )，其中， 所述转接器(3 )具有一个支承件(21 )，所述支承件用于在第一接触元件(11 ) 与第二接触元件(12)之间建立电气连接，其中，所述第一接触元件布置在 所述支承件(21)的第一侧(31 )，所述第二接触元件布置在所述支承件(21 ) 的第二侧(32)。
18. 根据权利要求14至17中任一项权利要求所述的转接器(3 )，其中， 所述转接器(3 )的所述第一侧(31)与所述转接器(3 )的所述第二侧(32 ) 相对布置。
19. 根据权利要求14至18中任一项权利要求所述的转接器(3 )，其中， 所述转接器(3 )至少具有一个用于将所述转接器(3 )固定在所述插接通道 (14)中的机构的一部分，特定而言是一个啮合机构或卡扣机构的一部分。
20. 根据权利要求14至19中任一项权利要求所述的转接器(3 )，其中， 所述第一和第二接触元件(11, l2)可布置在不同的点阵中。
21. 根据权利要求14至20中任一项权利要求所述的转接器(3 ),其中， 所述接触元件(11, 12)实施为销式元件，所述第一接触元件(11)和所述 第二接触元件(12)具有不同尺寸，特定而言具有不同厚度。
22. 根据权利要求14至21中任一项权利要求所述的转接器(3 )，其中， 所述转接器(3 )可与一个M12插头、M8插头、M23插头或一个D-Sub插头 结合使用。
23. —种用于制备根据权利要求1至13中任一项权利要求所述的至少 可实现单极接触的插接装置的方法，其特征在于，第一步是将一个带有触点的电路板(7)或一个带有所述触点(20)的组件(4)安装在一个包含有所述插接通道(14)的外壳部件中或该外壳部 件上，第二步是将所述转接器(3)插入所述插接通道(14),使所述接触元 件(11， 12)与所述触点(20)相接触。
24.根据权利要求32所述的制备方法，其中，第三步是将所述转4妄器 (3)嵌入和/或锁定在所述插接通道(14)中的一个接触位置上。
全文摘要
本发明涉及一种至少可实现单极接触的插接装置，所述插接装置具有至少一个包含有一个接触元件的插接通道。所述插接装置易于安装。先将一个印刷电路板预安装在一个外壳或一个外壳部件内。总装时将转接器插入，同时使接触元件与设备内部的触点接触。后续安装所述转接器能带来装配方面的优点，还能将不同插头与所述插接装置灵活相连。
文档编号H05K5/00GK101379665SQ200780004476
公开日2009年3月4日 申请日期2007年1月4日 优先权日2006年2月3日
发明者卡尔·埃克斯坦, 沃纳·奥尔布里克 申请人:西门子公司