插头触点组和用于测试插头触点组的锁定的方法与流程

本发明涉及一种插头触点组，所述插头触点组包括插头接触片，所述插头接触片具有多个第一接触元件，所述第一接触元件形成为电路板的部件并被安排在电路板边缘的区域中，且所述插头接触片具有插头连接器，所述插头连接器具有第二接触元件，所述插头连接器形成为电路板直插连接器。本发明还涉及用于检查插头接触片的至少一个锁定元件和插头连接器的至少一个锁定元件的锁定的方法。

背景技术：

这种电路板直插连接器直接安装在形成于电路板边缘上的对应插头接触片上。如此，避免了例如还安排在电路板上并与电路板上的对应接触元件电性接触的插头接触片。反而，电路板本身上的对应接触元件形成电路板直插连接器的对应部件。

这种电路板直插连接器也用于在现代机动车辆中大量使用的组装群。在车辆操作期间，这种插头连接经受相当大的负荷，例如摇动负荷、振动载荷和类似负荷。由于所述负荷，可能导致插头连接器从插头接触片脱离，从而导致失去电性接触。为了防止这种情况，插头连接器和对应的对应部件(例如插头接触片)必须设置锁定元件，以防止插头连接器从插头接触片或电路板边缘无意地脱离。当组装插头连接器时，所述锁定元件被锁定在一起，以便产生插头连接器与对应的对应部件(亦即，例如插头接触片或电路板)之间的连接，所述连接无法被机动车辆中所发生的负荷分离。

由于组装错误，可能导致插头连接器插入插头接触片的所谓半插入。在此，确实产生了插头接触片的插头触点与插头连接器的插头触点之间的电性接触，然而不会发生锁定元件的接合。由于机动车辆中的插头触点组的紧密空间配置，这种半插入通常在视觉上不可识别。半插入也没有办法通过测量插头接触片与插头连接器之间的电流来侦测，因为插头连接器与插头接触片之间存在电性接触，所述电性接触无法与所需的完全插入作区别。插头连接器与插头接触片之间失去的电性接触只能在机动车辆运作期间出现，所述失去的电性接触确实是由机动车辆的车载诊断(on-boarddiagnostics,obd)侦测到，但是只能在厂房中整修。为了能够侦测到这种半插入，现在提出将至少一个插头触点形成为所谓的检查触点，所述检查触点具有比其余插头触点更小的长度。此检查触点只有在当完全插入(亦即，插头连接器与插头接触片之间完全插入)发生时才会与插头连接器中的对应插头触点电性接触。为了确保甚至是长时间的此完全插入，在当发生这种完全插入时提供第一锁定元件和第二锁定元件，所述第一锁定元件和第二锁定元件彼此互相锁定。这种插头触点组出现于，例如ep0314949a1。因此，通过检查在对应部件(亦即插头连接器或插头接触片)的对应触点中是否可以侦测到检查触点或插头接触片中的对应插头触点的通电来判定正确的插入。只有当能够侦测到电流时，才可假设正确的插入。

所述插头触点组具有约0.9mm至1.00mm的纵向间隙。在插入开始时，亦即当利用最大纵向间隙时，插头连接器和插头接触片通过第一和第二锁定元件彼此锁定，并且确实所有的插头触点都导电接触，但检查触点没有导电接触。需要纵向间隙来补偿形成检查触点的叶片接触元件和弹簧接触元件的允差。在组装期间，插头连接器被推到接触片上。在这样做时，插头连接器必须被推到插头接触片的基部。在这种情况下，所有插头触点和检查触点是正确地电性接触。在本案中，术语电性“正确接触”不仅可以理解为两个接触元件(例如叶片接触元件和弹簧接触元件的尖端)的意外触碰，也可理解为完整接触，例如通过叶片接触元件完全移动到弹簧接触元件中。现在，可以在组装过程中发生纵向间隙内的插头连接器再次稍微从插头接触片脱离，因为例如导致插头连接器被拉到的缆线或类似者。此举也可能在插头连接器正确插入后发生。当插头连接器因此已经脱离插头接触片远离到纵向间隙已被完全使用时，则发生插头连接器的检查触点不再与插头接触片的对应插头触点导电性连接。在这种情况下，警示上述缺陷，所述缺陷被标记为生产期间所谓的伪错误。所述缺陷被称为“伪错误”是因为实际上没有错误存在，因为在这种情况下的插头触点(亦即实用触点)都正确地连接，除了检查触点外。在组装过程中，这确实判定为错误。此类错误因此特别地具有破坏性和不利性，因为即使在目视检查插头触点组时，由于锁定元件确实彼此锁定，所以能够侦测到正确的插入。这种错误的接触在组装过程中特别具有破坏性，因为在组装过程中警示延迟组装过程的错误接触。

技术实现要素：

根据本发明，因此对插头触点组提供了第三锁定元件，所述第三锁定元件根据本发明的第一变型是锁定到第二锁定元件，或者在根据本发明的第二变型是锁定到第一锁定元件。此第三锁定元件在第一变型中是在插入方向中安排成与第一锁定元件间隔开来，并且在第二变型中是与第二锁定元件间隔开来，使得通过第三锁定元件与第一或第二锁定元件的锁定来实现插头壳体在第一和第二插头触点的完全接触状态中以最没有间隙的方式固定在电路板上。

在第一变型中，在此提供第一和第三锁定元件形成在电路板本身上，而第二锁定元件安排在电路板直插连接器的壳体上，在第二变型中反之亦然，只是第一锁定元件安排在电路板上，且第二和第三锁定元件安排在电路板直插连接器的壳体上。然而，根据本发明的两种解决方案是相同价值的，且彼此只有在电路板上的锁定元件的生产中，分别在直插连接器的壳体或在壳体的元件上有实质差异。

在组装过程中，通过此第三锁定元件来确保检查触点与对应的插头触点的稳固接触，所述第三锁定元件也能够锁定到第一或第二锁定元件，并且致使壳体尽可能没有间隙地以第一和第二插头触点接合的完全接触状态固定到电路板，因此可避免因为前述的间隙而导致检查触点的非接触的错误报告。此外，有效地防止了在例如车辆的运作期间将壳体从电路板的对应插头连接器脱离，亦即将电路板直插连接器从电路板的插头接触片脱离。通过此第三锁定元件进一步确保插头连接器完全插入到插头接触片中并保持在此状态。以这种方式“重新调整”插头连接器已不必要了。例如，当在检查触点上侦测到电流中断时，现有技术中已知的插头连接器之前始终必须要做此类重新调整。检查缺陷是否存在的第一个简单方法之前是再次将插头连接器稍微更用力地压到电路板上，此举必须在组装过程中由组装人员执行。这种额外的组装过程可能是非常不利的，特别是对于要组装的许多插头连接器而言。通过根据本发明的解决方案，当将第三锁定元件锁定到第一或第二锁定元件中时，确保插头触点的完全插入是存在的，并且电路板直插连接器和电路板彼此连接的方式使得甚至是摇动负荷和其他机械负荷也不会导致插头触点脱离接触。

第一接触元件有利地安排在电路板上。安排在电路板上的接触元件优选地是金属表面，所述金属表面类似导体轨道地直接安排在导体轨道的表面上，特别是彼此相邻，并且因此形成插头接触片。

此外，优选地，第一和第三锁定元件作为电路板的一部分而形成在电路板之中或之上。

根据一个实施方式，第一和第三锁定元件各自安排在边缘上，所述边缘横向于插入方向围绕插入舌片，所述插入舌片形成为电路板的一部分。

插入舌片可例如安排在电路板的边缘侧边凹部中。纯原则上，也可设想所述插入舌片突出超过电路板。

根据替代实施方式，提供第一和第三锁定元件是电路板中的开口。在这种情况下，可以完全省去插入舌片，且例如第一和第三锁定元件形成为电路板中的孔，特别是与所述电路板的边缘相邻。

在这些情况下，第二锁定元件优选地安排在弹簧臂上，所述弹簧臂安排在壳体上。所述弹簧臂与形成在电路板上的锁定元件重叠，或者所述弹簧臂在插入过程中与所述锁定元件接合，并且在插入之后将电路板直插连接器的壳体固定在电路板上。

根据本发明的第二种变型，提供第一锁定元件形成为电路板的一部分。有了根据本发明的此第二解决方案，提供了第二和第三锁定元件安排在弹簧臂上，所述弹簧臂安排在壳体上。

在所有情况下，锁定元件可优选地形成为锁钩(latchhooks)。所述锁钩特别有利地与弹簧臂互动，所述弹簧臂弹性地向内铰接(hinged)到锁定元件上。

纯原则上，特别是对于具有非常多插头触点的非常长的插头接触片，可以提供一个以上的检查触点。一个有利的实施方式提供刚好一个检查触点。即使只有一个检查触点，也可以检查正确的插入。因此剩余的插头触点可用于其他目的。

优选地，检查触点被安排在接触片的中央。依次地，通过这种安排来判定是否已经实现了插头连接器插入到电路板的接触片中的均匀插入，亦即具体而言不是倾斜或歪斜而是平行的插入。只有在这种情况下才不会发生电流中断。

如上所述，检查触点具有比插头接触片中的其他插头触点更小的长度。相比之下，剩余的插头触点具有几乎相同的长度。

因此，检查触点被形成以短到当至少一个第一锁定元件未锁定到至少一个第二锁定元件时，所述检查触点不与第二插头触点电性接触。这样做可判定插头是否已正确插入。插头触点组有利地具有三个锁定点，第一锁定点、第二锁定点和第三锁定点。至少一个第一锁定元件在所有三个锁定点中与至少一个第二锁定元件锁定，且因此第一锁定点被选择以使得第二插头触点不与检查触点电性接触。在第二锁定点中，至少一个第二插头触点与检查触点电性接触，并且在第三锁定点中，所有第一和第二插头触点彼此接触且两个壳体部件彼此固定在一起。因此，第二锁定点是通常代表正确插入的锁定点。第三锁定点对应于第二锁定点，然而在此绝对确保所有插头触点彼此接触，并且两个壳体部件被固定以几乎没有间隙。

优选地，第一接触元件是电路板上的接触表面，并且第二接触元件有利地形成为弹簧接触元件，所述弹簧接触元件在接触状态中安置在预载下的接触元件上。

根据本发明的插头触点组的所述实施方式可用两个方法来检查至少一个锁定元件对至少一个第二锁定元件和至少一个第三锁定元件的锁定。可以在此区分插头接触片是否以期望的方式锁定到插头连接器上，或者是否存在没有锁定的半插入，所述半插入可能是由于摇动负荷或其他机械负荷而额外造成的。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，通过检查触点通电并检查电流是否在检查触点和第二插头触点之间流动来检查至少一个第一锁定元件对至少一个第二和第三锁定元件的锁定。如果侦测到此类电流，那么判定存在锁定。因此，可对检查触点或第二插头触点通电，所述第二插头触点是为了电性接触检查触点而设置的。

附图说明

绘图中描绘了本发明的示例性实施方式，并且在下方描述中更详细地解释。

图1a示出根据本发明的插头触点组的第一变型的等距图示，所述插头触点组来自尚未插入状态中的电路板直插连接器和电路板；

图1b示出图1a所描绘的插头触点组，所述插头触点组在未完全插入的状态中；和

图1c示出根据图1b的插头连接器，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明检查触点的未插入；

图1d示出根据图1b和图1c的插头连接器组，所述插头连接器组处于在其端部位置中的完全插入状态；

图1e示出根据图1d的插头连接器组，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明所有插头触点的完整插入；

图2a示出根据本发明的插头触点组的第二变型的等距图示，所述插头触点组来自尚未插入状态中的电路板直插连接器和电路板；

图2b示出图2a所描绘的插头触点组，所述插头触点组在未完全插入的状态中；和

图2c示出根据图2b的插头连接器，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明检查触点的未插入；

图2d示出根据图2b和图2c的插头连接器组，所述插头连接器组处于在其端部位置中的完全插入状态；

图2e示出根据图2d的插头连接器组，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明所有插头触点的完整插入；

图3a示出根据本发明的插头连接器组的第三变型的等距图示，所述插头连接器组来自尚未插入状态中的电路板直插连接器(所述电路板直插连接器也被独立示出)和电路板；

图3b示出图3a所描绘的插头触点组，所述插头触点组在未完全插入的状态中；和

图3c示出根据图3b的插头连接器组，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明检查触点的未插入；

图3d示出根据图3b和图3c的插头连接器组，所述插头连接器组处于在其端部位置中的完全插入状态；

图3e示出根据图3d的插头连接器组，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明所有插头触点的完整插入；

图4a示出根据本发明的插头连接器组的第四变型的等距图示，所述插头连接器组来自尚未插入状态中的电路板直插连接器(所述电路板直插连接器也被独立示出)和电路板；

图4b示出图4a所描绘的插头触点组，所述插头触点组在未完全插入的状态中；和

图4c示出根据图4b的插头连接器组，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明检查触点的未插入；

图4d示出根据图4b和图4c的插头连接器组，所述插头连接器组处于在其端部位置中的完全插入状态；

图4e示出根据图4d的插头连接器组，所述插头连接器组处于局部断开状态，以便说明所有插头触点的完整插入。

具体实施方式

在图1a至图1e中，描绘了由电路板直插连接器20和电路板10制成的插头触点组的第一变型。电路板10具有在电路板边缘19上的凹槽70、以插入舌片40形状安排在凹槽70中的突部，其中插头接触片17依次地安排在插入舌片40上，所述插头接触片包括检查接触元件14和插头接触元件12。检查接触元件14和插头接触元件12例如为电路板10的表面上的导电表面。电路板直插连接器20具有壳体21，其中弹簧臂30在所述壳体上朝向插入舌片40弹性地铰接。在其下端，弹簧臂30具有两个锁钩形状的锁定元件32。第一锁定元件31安排在插入舌片40的周围边缘41上，在每种情况中垂直于插入方向s。第三锁定元件33被安排以在插入方向s中与第一锁定元件31间隔开来。第一锁定元件31和第三锁定元件33两者均形成为锁钩，所述锁钩接合形成为第二锁定元件32的锁钩。在这样做时，弹簧臂30的弹簧铰接被证明是特别有利的。电路板直插连接器20在插入方向s中推到插入舌片40上，直到第一锁定元件31和第二锁定元件32锁定为止。在此状态下，插头触点12电性连接到形成为弹簧接触元件的电路板直插连接器20的对应接触元件22。对应的插头接触元件22和检查触点14未被连接以导电。

以下将说明检查触点14的功能。然而，首先，将参考图2a至图2e描述对电路板直插连接器20和电路板10的替代插头触点组。在此，以相同的参考符号提供相同的元件，使得可参考其上方的描述。然而相较于图1a至图1e所描绘的解决方案，第三锁定元件33'在此不被安排在插入舌片40的边缘41上，而是安排为弹簧臂30的一部分。在这种情况下，第三锁定元件33'相对于插入方向s而与第二锁定元件32间隔开来，而根据本发明的第一解决方案，所述第三锁定元件在插入方向s中与锁定元件31间隔开来。

图2b和图2c依次地示出了插入，其中接触元件12电性连接到电路板直插连接器20的对应接触元件22，然而检查触点14并未电性连接到对应接触元件22。

在图1d和图1e中，在每种情况下皆描绘了终端位置，其中电路板直插连接器20完全插入到电路板10的对应接触片17上。在这种情况下，安排在弹簧臂30上的锁定元件32锁定至电路板10上的锁定元件33。在此状态下，所有接触元件12和检查触点14电性连接到电路板直插连接器20的对应接触元件22。

在图2d和图2e中，描绘了根据本发明的第二解决方案的完全插入。在这种情况下，形成在弹簧臂30上的第三锁定元件33'锁定至形成在电路板10上的第一锁定元件31。

在图3a至图3e和图4a至图4e中，描绘了根据本发明的插头触点的第三或第四示例性实施方式。

提供相同的元件以具有与图1a至图1e或图2a至图2e中相同的元件符号，使得可以参考上述所述元件的描述。

从图3a至图3e和图4a至图4e可看出，在此接触元件12和检查触点14不安排在插入舌片上，而是直接安排在电路板本身的边缘上。此外，锁定元件不安排为围绕插入舌片的边缘上的锁钩，而是安排为电路板中的开口51、53。因此，锁定元件31对应于图1a至图1e中的开口51且第三锁定元件33对应于图1a至图1e中的开口53。在图4a至图4e中描述的其他实施方式中，接触元件12和检查触点14也彼此相邻地形成在板子边缘上并形成插头接触片17。在此，第一接触元件61形成为延长孔洞，且第二和第三锁定元件32、33在电路板直插连接器20上形成于安排在其上的弹簧臂30上。在图3a至图3e所描绘的示例性实施方式中，插入过程对应于图1a至图1e所描绘的示例性实施方式的所述插入过程，且图4a至图4e所描绘的示例性实施方式的插入过程几乎对应于图2a至图2e所描绘的示例性实施方式的所述插入过程，使得以下将在此范围内进行参考。

根据图1a至图1e和图2a至图2e的电路板直插连接器20的壳体21稍微不同于根据图3a至图3e和图4a至图4e的电路板直插连接器。然而，这些只是建设性的实施方式。功能的原理是相同的。

从绘图中可以看出，形成为检查触点的接触元件14(以下简单标记为检查触点14)在插入方向s中形成得比接触元件12短。所述检查触点被形成以短到在只有第一和第二锁定元件31、32彼此锁定的插入期间，不会产生检查触点14和对应接触元件22之间的电性接触。只有当完全插入存在时，亦即当第三锁定元件33或33'被锁定时，检查触点14才会一起接触。

现在为了判定是否存在正确的接触，检查触点14或替代地，对应于检查触点14的接触元件22被通电，并且判定是否存在检查触点14和对应接触元件22之间的电流，或者反之从接触元件22到检查触点14的电流。如果在这种情况，那么假设正确的插入。如果不是这种情况，那么在检查触点14和对应接触元件22之间存在接触中断。在这种情况下，必须假设半插入或不正确的插入。这种不正确的插入或甚至半插入可被标记为第一锁定点。在第二锁定点中，达成了完全插入。在这种情况下，第一和第二锁定元件31、32或51、32或61、32分别地彼此锁定。现在提供了间隙，所述间隙在插入方向s中具有一定的长度，所述长度致使第二锁定元件32相对于第一锁定元件31、51或61分别地在插入方向s中抵抗插入方向s移动。所述间隙例如为0.9mm至1.0mm。这是由于连同检查触点14的插入过程期间的功能顺序。首先发生第一和第二锁定元件31、32或51、32或61、32分别的锁定。此锁定是通过所述的量进行，亦即在端部位置(完全插入状态)之前的0.9mm和1.0mm之间，以便确保所有的功能触点，亦即所有插头接触元件12，确实电性连接到对应的接触元件22，但较短的检查触点14没有电性连接，所述检查触点在此插入位置中永远不该已经触碰到插头连接器20的对应接触元件22。此状态分别在图1c和图2c和分别在图3c和图4c中描述。接着，在组装期间，将插头连接器20完全推到电路板10上。在将电路板直插连接器20完全按压到电路板10的基座上时，亦即按压直到停止为止，所有插头接触元件12以和检查触点14电性连接(亦即接触)到对应的接触元件22。接着，在组装期间，可能发生不期望的情况，亦即在插头连接器和/或连到所述插头连接器的缆线被拉动，使得插头连接器20可能从插头接触片17稍微脱离，亦即稍微脱离电路板10。因此，所述脱离发生在初始正确的插入之后。也可能发生插头连接器20在电路板10上的组装期间，确实可能导致锁定元件32和锁定元件31、51或61分别的锁定，然而插头连接器20未被插得够深，使得检查触点14和对应接触元件22彼此电性连接。在组装过程中，这种插入被判定并被指示为中断。在此，这确实是一种也如此标记的伪错误，因为电路板10的接触元件22和插头连接器20是正确地接触-除了检查触点14外。在组装期间，检查触点14的非接触被认为是错误。在这种情况下，组装者须通过在插入方向s中施加对应的压力以将插头连接器20再次完全按压到电路板10上。显然，特别是对于非常多这类插头触点组的情况，例如安装在车辆中的插头触点组，这种“重新调整”是浪费时间的，并且对生产线上的组装车辆是不理想的。

为了避免这种情况，本发明提供了第三锁定元件33、33'，所述第三锁定元件为进一步的锁定鼻部的形式。在完全插入状态下，亦即当插头连接器20已经完全插入电路板10，并且所有接触元件12、14、22彼此电性连接时，第三锁定元件33、33'分别锁定到锁定元件31、51、61、32，并将电路板直插连接器20尽可能无间隙地固定到电路板10上。

因此，第三锁定元件33、33'分别致使完全插入状态中的固定，亦即第三锁定点与第二锁定点(分别描绘于图1c、图2c和图3c、图4c)不同在于组装期间确保了插头触点组是完全插入的，此举可通过侦测插入的检查触点14来识别。所述状态如图1d所示，1d分别为3d和2e分别为4e。因此，电路板直插连接器被固定在电路板10上，所述固定的方式确实是即使摇动负荷或其他机械负荷，例如振动载荷或类似负荷，也无法让插头连接器20从电路板10脱离。

可通过对检查触点14或其在插头连接器20中的对应接触元件22通电来判定正确的插入。在此检查电流是否在检查触点14和对应接触元件22之间流动。如果非如此，那么便不存在正确的插入。

根据本发明，此举致使插头触点组自动检查是否存在例如半插入或不正确的插入。如果侦测到这种情况，那么在组装过程中仍然可改正所述半插入或不正确的插入。