CN103477502B - 串联多叉压入式插头 - Google Patents

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Abstract

一种用于电气连接导体(302)与电路板(150)的插头装置(100)，该插头装置(100)直接插入电路板(150)的第一接触孔和第二接触孔。该插头装置(100)具有用于在插头装置(100)上固定导体(302)的固定区域(101)，用于将电流从导体(302)传输到电路板(150)上的传输区域(103)，一起插入第一接触孔(152)的四个第一插入部件(102a至102d)，一起插入第二接触孔(154)的四个第二插入部件(102e至102h)。每个插入部件从共同的基体(105)上延伸出并且与其它插入部件分开地延伸，基体(105)与插入部件(102a至102h)由可塑的、可弯曲的导电板制成，其被弯曲成，用于插入第一接触孔(152)的第一插入部件(102a至102d)的两个(102a、102b)与第一插入部件(102a至102d)的另外两个(102c、102d)至少部分地合适地重叠，用于插入第二接触孔(154)的第二插入部件(102e至102h)的两个(102e、102f)与第二插入部件(102e至102h)的另外两个(102g、102h)至少部分地合适地重叠。

Description

串联多叉压入式插头
技术领域
本发明涉及一种用于电气连接导体与电路板的插头装置。此外，本发明涉及一种具有该插头装置和电路板的连接布置。另外，本发明提供一种插头半成品。此外，本发明涉及一种用于电气连接导体与电路板的方法。另外，本发明涉及一种交通工具和应用。
背景技术
插头部件通过插座与电路板电气和机械连接的布置是已知的，该布置被设计用于较高的电气和机械要求。
从WO 2010/063459中已知同一申请人的用于电路板的连接布置，该连接布置使插头组件直接插入在电路板上，而不用插在固定在电路板上的插座上。
尽管这种连接布置具有很多优点，该连接布置在处理大电流时还需要继续改进。
本发明的目的在于，提供一种电路板与插头装置的适用于大电流情况的插拔连接。
该目的通过根据独立权利要求的内容实现。
发明内容
根据本发明的一实施例，提供一种以下述方式用于电气连接导体与(尤其无插座的)电路板的插头装置，即，插头装置直接插入电路板的第一接触孔和第二接触孔。该插头装置具有：用于将导体固定在插头装置上的固定区域，用于将电流从导体传输到电路板的传输区域，可一起插入第一接触孔的(至少)四个第一插入部件，可一起插入第二接触孔的(至少)四个第二插入部件。每个插入部件从共同的插头装置的基体延伸出，并与其它插入部件分开。具有插入部件的插头装置基体由(整块的或多块的、单材料的或多材料的)可塑的、可弯曲的(例如平的或均匀的)导电板制成，该导电板被弯曲，使得用于插入第一接触孔的第一插入部件的两个与第一插入部件的另外两个至少部分地合适地重叠(即，只有部分地重叠或全部重叠，尤其互相接触地重叠)，并且使得用于插入第二接触孔的第二插入部件的两个与第二插入部件的另外两个至少部分地合适地重叠(即，只有部分地重叠或全部重叠，尤其互相接触地重叠)。
根据另一实施例，提供一种用于生产具有上述特征的插头装置的由可弯曲导电板制成的插头半成品(其中，该导电板可是整块的或多块的、单材料的或多材料的)，其中，插头半成品沿着至少一条折叠线、尤其沿着至少两条折叠线是可弯曲的，使得可借助于弯曲插头半成品而生产具有上述特征的插头装置。
根据本发明的另一实施例，提供一种连接布置，该连接布置具有带有上述特征的插头装置，且具有带有第一接触孔和第二接触孔的电路板，其中，该插头装置借助插拔连接，尤其仅借助插拔连接，与电路板连接。
根据本发明的另一实施例，提供一种用于通过插头装置直接插入电路板的第一接触孔和第二接触孔而将导体与电路板电气连接的方法。该方法中，插头装置的导电板被弯曲，使得用于插入第一接触孔的四个第一插入部件中的两个与第一插入部件的另两个至少部分地合适地重叠，并且使得用于插入第二接触孔的四个第二插入部件中的两个与第二插入部件的另两个至少部分地合适地重叠。此外，将导体固定在插头装置上的固定区域上，并且插头装置的四个第一插入部件一起插入第一接触孔，以及插头装置的四个第二插入部件一起插入第二接触孔，从而形成插头装置与电路板的插拔连接。此外该方法中，电流从导体通过插头装置的传输区域传输到电路板。
根据本发明的另一示范性实施例，提供一种交通工具，其配备具有上述特征的插头装置或连接布置。
根据本发明的一示范性实施例，电流从布置在固定区域的电导体通过弯曲的导电板通过两个尤其有弹性的插入部件对流入电路板的第一接触孔中，并且同时电流通过另一对插入部件对而流入电路板中的第二接触孔中。用很坚实的且仅弯曲的导电板，以合适的成本生产该装置是可行的，通过将电流分配到两个欧姆传导的布置，该布置有两个双接触对，可传输从10A到40A的甚至更大的电流。这利用直接插入技术是可行的，其中插头装置直接地，即无插座地，插入电路板的接触孔中。此外，通过插入部件在各接触孔中至少部分地合适地重叠，插头装置能被制造得更小。
以下描述插头装置的设计方案。这也适用于插头半成品、连接布置、方法、汽车和应用。
根据一实施例，导电板沿其被弯曲的折叠线平行于从基体延伸出的插入部件的延伸方向。插入部件的延伸方向由从基体延伸出的插入部件的最大尺寸限定。该延伸方向在插入电路板中时对应于插头装置的插拔方向。折叠线可以是导电板上的(假的或虚拟的)直线轴，其作为弯曲轴用于使相应的插入部件借助导电板的弯曲而至少部分地合适地重叠。例如，折叠线也能被穿孔或局部变薄，尤其折叠线能提供额定弯折点，插头半成品在该点处可以优选特别可塑地弯曲。
根据一实施例，导电板能沿着两条折叠线被弯曲，该两条折叠线同时互相平行延伸并且分别相对于固定区域的重心(尤其重力点(Massenschwerpunkt))侧向偏移，其中，重心在几何方面被布置在这两条折叠线之间。尤其地，这两条折叠线能关于固定区域的重力点或导电板的重力点互相对称设置。这两条折叠线被选择成，围绕该折叠线弯曲导电板的一部分导致所述的插入部件对至少部分地重叠。对于四个插入部件对来说，就会形成两个所述的折叠线。通过固定区域的卷曲，通过围绕弯曲方向弯曲导电板的相应的部分可形成第三折叠线。
根据一实施例，导电板的第一末端区域可被弯曲成U形，由此第一插入部件的两个位于第一插入部件的另外两个对面。此外，导电板的第二末端区域能被弯曲成U形，由此第二插入部件的两个位于第二插入部件的另外两个对面。U形弯曲基本上对应于导电板区域弯曲180°，由此导电板之前的平面被分配在两个区域中，其同时互相平行延伸并且彼此间隔，如同通过U形弯折段互相被连接。因此，可较低消耗地形成串联接触，而且通过这种方式，插头装置稳定、薄而且坚实。
根据一实施例，导电板的这两个弯曲的末端区域彼此间隔，其端面互相对齐地设置。该上下文中的互相对齐地设置的意思是，这两个弯曲的末端区域形成平面的端部，其直观地或呈现互相对齐，但被相互布置成具有可指定的间隔。间隔区域的例外是，由基体限定基本上环形的结构，其能被例如由塑料制成的所述外壳的容纳开口少占空间地容纳。
根据一实施例，借助在导电板中形成至少形成两个剪切线(尤其冲压线)，形成一个支架用于把插头装置夹在外壳中(尤其分开的)的导电板部分。这种支架用于容纳和固定外壳中的弯曲的基体基本上环形的结构，例如由塑料制成。通过相互平行布置的笔直的或弯曲的剪切线仅向外冲压(或其他去除材料的方法，例如借助钻孔、铣削、激光切割等)，限定可塑的、可弯曲的支架，其通过夹持力或弹簧力使插头装置固定在外壳中。
根据一实施例，在导电板的两个弯曲的末端区域的每个上可分别形成支架，使得这两个支架相对导电板在同一方向上凸出。尤其地，支架可呈现相互平行的平面截面。根据该实施例，这两个支架直观地位于一个共同平面中，并且因此确保插头装置固定在外壳中的两个位置上。通过此方式，这两个支架直观地被布置在基本上环形弯曲的基体的同侧上，背面的，即位于支架对面的环形弯曲基体的长侧面可对下述情况保持自由，即，从基体伸出的固定区域连贯地、导电地往上延伸。
根据一实施例，导电板能这样弯曲，使得第一插入部件的两个与第一插入部件的另外两个接触地，尤其成对接触地相对设置；且使得第二插入部件的两个与第二插入部件的另外两个接触地相对设置。通过相对设置的、至少部分地重叠的插入部件的接触，可以尤其低阻抗地实现导电连接，且同时进一步改进插入部件在各接触孔中的机械固定效果。
根据一实施例，插头装置能具有二的整数倍数个插入部件，尤其四的整数倍数个插入部件，进一步尤其正好八个插入部件。插入部件的偶数性，保证插入部件对可分别形成有弹性的接触部件。以四的多倍提供插入部件，保证两对插入部件分别相互补充形成接触弹簧对，且可被插入共同的接触孔。对于插头装置，提供正好八个插入部件已证明具有足够的高电流能力和抗震动性，其中同时插头装置能被很坚实地布置。
可塑的、可弯曲的导电板能被整块地和/或单材料地形成。可选地，可塑的、可弯曲的导电板能由不同厚度的和/或不同材料的多个子导电板装配成(例如借助冲压和/或铆接连接)。
根据一实施例，固定区域可被形成为有卷曲能力的卷曲部分。在该连接布置中，插入部件可被形成为压接接触。通过压接连接，使得与电线或电缆的稳定的、灵活的及具有可替换消耗部的可实现连接成为可能。卷曲或卷边可理解为接合方法，其中两个构件通过可塑的变形被互相连接。压接接触可具有有卷曲力的卷曲部分(用于固定电线或电缆)和有弹性的可插拔部分(用于直接插在电路板上)。
根据一实施例，有卷曲力的卷曲部分和插入部件可由不同材料形成。有卷曲力的卷曲部分和有弹性的可插拔部分(插入部件)可由不同材料形成。
根据一实施例，有卷曲力的卷曲部分可被制成具有更薄的材料厚度，其小于两个至少部分地重叠相对设置的插入部件的厚度总和。例如，导电板在卷曲部分的区域中的厚度(可选另一厚度)与在插入部件的区域中的厚度相同。由于机械稳定性和电流传输的原因，与电路板内层接触的插头区更厚。
尤其地，导电板在有卷曲力的卷曲部分中可具有在大概0.1mm与0.7mm之间范围内的厚度，尤其具有在大概0.3mm与0.5mm之间范围内的厚度。可选地或补充地，至少部分地重叠相对设置的插入部件具有的厚度总和可在大概0.5mm与1.1mm之间的范围内，尤其具有在大概0.7mm与0.9mm之间范围内的厚度。
该尺寸允许足够轻的结构并且此外使卷曲区域有小的卷曲力臂，也使插入区域有弹性的和仍能固定的性能。在插入部件的区域中，总厚度可在大概0.7mm与0.9mm之间的范围内。也就是说，这适用于重叠成双接触单元的接触点，即，两个导电板厚度的总和。
因而这是可能的，一方面由于提供足够薄的材料(例如用0.4mm厚度，例如由铜制成)以实现好的卷曲连接，且另一方面通过厚的材料(例如通过0.8mm的厚度，例如由K55或K88钢制成)在高电流承载能力情况下实现好的弹性。这是有益的，如果接触点由两种不同区域组成：
-用于卷曲区的由铜构成的区域具有0.4mm的厚度，
-用于插入区的由K55或K88钢构成的区域具有0.8mm的厚度。
根据一实施例，每个插入部件具有插入部分，其中该插入部分是当插入部件被插入各接触孔时插入部件位于各接触孔之内的部分。
插入部件相对于基体可彼此独立地弹性形变，且被布置成，当插入部件被插入各接触孔时，可提供插头装置与电路板的插拔连接。每个插入部件可具有自由端。
每个插入部件具有的末端部分，该末端部分例如可凸出超过插入部件的插入部分，使得在插头装置的插入状态下，在接触孔中，末端部分在相对电路板的基体对侧上以插入部件的自由端从各接触孔中凸出。换句话说，当插头装置被插入接触孔中时，插入部件的末端部分或自由端可在插入方向上从各接触孔中凸出。
此外，每个插入部件可在插入部分和基体之间能具有中间部分。在本发明的一实施例中，借助中间部分，基体可不直接压在电路板的表面上，使得在插入方向上，插入部件首先具有中间部分。紧接着中间部分，插入部件的插入部分在插入方向上延伸，该插入部分例如通过插入部件的末端部分结束。
根据另一示范性实施例，插入部分至少部分地具有传输区域。这表示，通过插入部分与(内层接触的)接触孔的内表面接触，导体间的电流传输通过插头装置被提供到电路板上。插入部件的插入部分例如可涂覆导电层。此外，插入部件或整个插头装置也可由导电材料构成。不应传输电流的区域可涂覆绝缘层。因为插入部分由于产生插拔连接或挤压连接已经与接触孔的内表面接触，可在没有更多的结构设计的情况下提供传输区。
根据另一示范实施例，每个插入部件的插入部分具有至少一个凸表面。凸表面尤其被形成在插入部件的侧面上，其在插入部件的插入状态下与孔的内表面对齐接触。通过插入部分表面的凸面设计，可减小插入部件与所述接触孔的内表面间的接触面。由此，力(挤压力，弹力)可被集中到小的区域上，即，在通过凸曲与接触孔的内表面接触的区域上。表面压力通过集中接触区域而提高，使得可提供稳定的挤压连接。
根据另一示范实施例，每个接触孔的四个插入部件的至少两个至少部分地互相紧靠。通过使两个插入部件紧靠，其能互相支撑和稳定，使得可提供更高的机械负荷能力。尽管两个插入部件紧靠，其仍可在另外的方向上自由移动，并且可在接触孔中的不同位置上叉开。
根据另一示范实施例，至少两个插入部件被间隙隔开。被间隙分开的插入部件可在间隙的方向上弹性形变。由此，插入部件在插入各接触孔期间可在间隙的方向上弹性形变，使得插入装置借助插入部件可插入接触孔中。
可以这样说，插入部件形成释放中间空间的支脚。其相互改变的外侧可任选地形成为例如凸面弯曲的。通过这种弯曲，与平的表面接触时可避免支脚不被期望的叉开。应用叉接触时可实现弹性的可插拔。
根据另一示范实施例，基体具有挡块区域。挡块区域被布置成，使得可通过挡块区域约束插入部件插入各接触孔中。例如，挡块区域防止插头装置在插入方向上继续插入。例如，可通过基体上的突起或凸出产生挡块区域，使得具有挡块区域的基体具有例如比接触孔更大的直径。由此，具有挡块区域的截面不能被接触孔贯穿，使得可自动提供制动。挡块区域可形成在至少一个插入部件上，尤其在插入部件的中间区域或中间部分中。因此，基体不必要紧靠电路板的表面，而是插入部件中的一个的挡块区域紧靠电路板的表面。这种挡块区域作为定位辅助，可使用户直观地简化，插入部件与电路板间的插入以正确方式进行，且因而避免电气故障。因而，挡块区域用于限制插头装置插进电路板。挡块区域或间隔垫片能限定电路板和插头装置间的最小距离，因此例如防止形成不必要的电气接触或电气信号跳过细间隙。
可以下述方式实现插入部件的弹性形变，即，通过三个插入部件的至少两个相互间具有间隙，其中插入部件在间隙的方向上弹性形变。通过与间隙方向相反的反馈力，插入部件能被压到各接触孔的内表面上，因此可提供挤压连接。
根据另一实施例，至少两个插入部件沿着其延伸方向间的距离是不定的。
根据另一示范性实施例，每个插入部件的末端具有圆形的表面。因此，每个插入部件插入接触孔时可防止楔住，因为圆形的表面例如能自我导向找到进入接触孔的路径。
根据另一示范实施例，至少一个插入部件在末端部分上扩张。在此，末端部分具有插入部件的自由端，并且当插入部件被插入接触孔时，在插入方向上凸出接触孔。该扩张在末端部分上被形成为，使得当插入部件被插入各接触孔时，该扩张与电路板表面楔住或塞住。该扩张可被构建成凸出且形成凹部，其基本上垂直于插入方向延伸。换句话说，扩张(凹部)可平行于电路板的表面平面延伸，且因此基本上垂直于接触孔的内表面。因而可实现，该扩张以下述方式防止插头装置相反于延伸方向运动，即，该扩张紧靠在电路板的表面，因此防止插入部件相反于延伸方向进一步运动。插入部件在插入接触孔期间可例如被挤压在一起，使得包括扩张的所有插入部件的截面的直径小于各接触孔的直径。当插入部件被插入接触孔时，插入部件由于其可弹性形变而运动返回其原始状态，使得可形成在插入部件和接触孔间的挤压连接。在插头装置插入各接触孔的状态下，通常基体或尤其是凸肩(Absatz)压在电路板的侧表面上。在电路板的对面的表面上，插入部件可通过其末端部分从各接触孔中凸出。扩张形成在末端部分中，该扩张与电路板表面楔住或塞住，因此防止了插头装置相反于延伸方向而脱开。
根据一实施例，插头装置能由整块冲压的且弯曲的导电板制成。在该设计中，可以很低的生产成本形成插头装置，因为除了金属板等不需要另外的组件。可由一块金属片整块地通过冲压和弯曲生产半成品或成品插头装置。这种由金属块制成的插入部件的一体设计方案导致特别低的成本。可选地，插入部件也可由多个组件构成，例如从而集成另外的功能。
根据一实施例，第一插入部件的至少一个和/或第二插入部件的至少一个分别具有锁紧机构，尤其是倒钩锁紧机构，其被设置成，插头装置贯穿各接触孔时，插头装置闩在电路板上。换句话说，插头装置穿过电路板的接触孔，由此在插入部件的一个或多个上的锁紧机构自动地，即，在没有用户作用下，被闩在电路板上。这使得高用户舒适度和抗震动的插拔连接成为可能。
根据一实施例，锁紧机构可被设置成，在挤压插入部件时且在从接触孔中拔出插头装置时，插头装置又从电路板中解锁。所以，通过与上锁相反的运动过程，即，挤压插入部件且紧接着从电路板中拔出插头装置，可简单地实现解锁。这种锁紧机构能具有可逆的特性，也就是说实质上能任意地经常地被解锁或上锁。这能通过上锁和解锁特性实现，其不涉及运用插入部件的可塑形变，而是在上锁和解锁时插入部件弹性地形变。
根据一实施例，第一插入部件的第一个和第二插入部件的第一个可由插入部分构成，其位于各接触孔内，当各插入部件被插入各接触孔时。第一插入部件的第二个和第二插入部件的第二个可具有插入部分，其位于各接触孔内，当各插入部件被插入各接触孔时，并且具有弯曲部分，其从插入部分延伸出来穿过各接触孔返回至各插入部件的第一个的插入部分，并且通过间隙与该插入部分分开。在插头装置插入电路板的操作期间，该间隙的大小首先可被缩小，并且弯曲部分从电路板中出来之后再次扩大。第一和第二插入部件可形成合作对。由于弯曲部分，可避免插头装置在插入电路板时楔住。此外，这两个插入部件的组合既可靠地提供可逆的上锁，又提供稳定地使插头装置固定在电路板的接触孔中。
根据一实施例，弯曲部分的末端区域在插入电路板时可弹性地穿过接触孔，并且贯穿接触孔之后能弹回，由此插头装置借助末端区域可闩在电路板上。在弯曲部分贯穿接触孔期间，其由接触孔的侧面限制而向内压缩。从电路板中出来之后，该压缩力消失，使得弯曲部分可向外弹回，其因此确保锁紧机构。
根据一实施例，弯曲部分的凹陷区域邻接插入部件的第一插入部分的凸出区域，尤其与其隔开。第一插入部件可被设置成凸出弯曲。与凸出的第一插入部分相应的弯曲部分的凹陷区域被布置成，使得避免相互钩住，且使得相互彼此滑动成为可能。
术语“凸出”或“凹陷”是相对于插头装置的向外作用的表面区域而言，尤其在插头装置的表面上，其在插头装置插入电路板的接触孔时面向接触孔壁。
根据一实施例，弯曲部分可具有两个彼此相对的延伸区域，其通过弯曲的拱形相互连接，该拱形位于插入部件的第一和第二插入部件的插入部分对面。这两个延伸区域和连接其的拱形基本上形成U形。因此，一方面使第二插入部件的弹性效果并且另一方面使机械稳定性效果成为可能。此外，该拱形形状在插头装置插入各接触孔时避免钩住。
根据一实施例，对于插头装置，可形成插入部件的另一个，使得其一部分被配置于第一插入部件且另一部分被配置于第二插入部件。在此，第一和第二插入部件的上述设计方案以同样的方式适用于这些插入部件。
通过上述设计方案，实现了具有叉挤压(耙挤压)和自锁功能的接触部件。相应的插头装置能被用于很多技术领域，例如汽车领域、工业领域、计算机领域、以及作为远程通信插头。通过根据一示范实施例的插头装置，保险丝、连接器、继电器、电容器、电阻器、变阻器等可被直接插入电路板，并且借助自锁机构被闩在各接触部件上。可借助简单的辅助设备或甚至手动实现解除连接。
对于连接布置，电路板可在第一接触孔中设有第一导电接触层，且在第二接触孔中设有第二导电接触层。所述接触层可以是例如塑料(例如FR4材料等级，用环氧树脂浸渍的玻璃纤维薄毡)构成的且设有接触孔的电路板上的金属结构层。
第一导电接触层和第二导电接触层能被互相电气联接。然后，共同的电气供应信号或有效信号可被从导体传输到两个(或也多于两个的)接触孔上。
借助导电接触层，插头装置可在接触孔中无焊接地连接电路板。由此仅通过插入部分弹性地积聚在接触孔中的包覆金属上，实现了可靠的并且连贯的电气耦合，不需要高成本的焊接连接。
根据另一示范实施例，提供由具有上述特征的插头装置和由制式工具构成的插头布置，其中制式工具被设置成，将闩在电路板上的插头装置按压在一起，由此，闩在电路板上的插头装置被解除。具有倒钩的锁紧机构一方面提供可靠的固定支撑，另一方面也是可再次解除的。该可解除性可通过相应的制式工具实现，其被放置并且在此只要弯曲该倒钩，锁紧机构就被解除了。
借助插入部件的弹性形变使下述情况是可能的，即，插拔连接(例如挤压连接)被这样提供，从接触孔中拔出插头装置需要比插入时更大的力。此外，由此插入装置能提供“手动”插入或拔出。尤其地，在本文的框架下，插头部件被“手动”地插入或拔出被理解为，在设置更多插入部件时插入和拔出力自身是足够小的，其可被普通的成年人用户的肌力完成。插头装置可由用户手动地直接插入电路板的相应接触孔中，在插头装置和电路板间不像普通的高电流连接布置那样必需单独的插座。
根据本发明的一实施例，例如汽车、乘用车、重型货车、公共汽车、农用车、打包机、联合收割机、自走式喷雾机、道路施工机械、拖拉机、航空器、飞机、直升飞机、宇宙飞船、齐伯林飞船、船舶、舰、轨道车辆或铁路的交通工具，其中该交通工具具有上述特征的插头装置或连接布置。
附图说明
下文中，将参照附图中所示的示例性实施方式，更加详细且更利于理解地说明本发明，其中：
图1为根据本发明的一示范性实施例的插头装置，其被插入电路板并且与该电路板形成连接布置；
图2为根据图1的插头装置的侧视图；
图3为根据图1的插头装置的俯视图；
图4为根据图1的插头装置的空间视图；
图5为根据本发明的一个实施例的插头半成品，其可用于借助于围绕图5所示的折叠线弯曲而制成根据图1的插头装置；
图6为根据本发明的另一示范实施例的插头半成品，其可用于借助围绕图6所示的折叠线弯曲而制成根据本发明的另一示范性实施例的插头装置；
图7为根据本发明的另一示范性实施例的插头装置，其基于6所示的插头半成品被插入电路板并且与其形成连接布置；
图8为根据图7的插头装置的详细视图；
图9为根据本发明的另一示范性实施例的插头半成品；
图10为另一插头半成品，用于制造根据本发明的一示范性实施例的另一插头装置；
图11为根据本发明的另一示范性实施例的插头装置，其可相应于图1被插入电路板，并且与其形成连接布置；
图12为根据图11的插头装置的侧视图；
图13为根据图11的插头装置的俯视图；
图14为根据图11的插头装置的空间视图；
图15为根据本发明的一实施例的插头半成品，其借助围绕图15所示的折叠线弯曲可制成根据图11的插头装置。
具体实施方式
不同图中的相同或相似的组件具有相同的附图标记。
根据本发明的一实施例的串联接触是多叉直接插入式接触，其连接导体与具有多个接触孔的电路板，以提高电流传输能力。通过在两个(或多个)插脚上双倍增加(或一般来说多倍)接触区，可传输高电流(尤其40A至45A及更大)，接触部件仍是可成本合适地生产的整块冲压接触。其能连接例如0.4mm厚的卷曲区与0.8mm接触区，并且在贯穿接触内部具有带有电路板壳的大接触表面。具有4mm2至6mm2截面的线缆能被卷住。该多叉直接插入接触能被根据需要设计为可锁住的。根据结构设计，锁紧机构可在固定闭锁(只可通过工具解除的)连接和手动可解除的插拔连接之间被选择。
图1示出根据本发明的一示范性实施例的插头装置100，其用于借助于插头装置100直接插入电路板150的第一接触孔152和第二接触孔154而电气连接导体302(参看图3)与电路板150。穿过第一接触孔152与第二接触孔154间的导电接触层156被平面地形成在电路板150的主表面上，也被环形地形成在接触孔152、154的内部。
插头装置100具有固定区域101，用于将导体302固定在插头装置100上。此外，插头装置100具有传输区域103，用于将电流从导体302传输到电路板150上，或反之亦然。
四个第一插入部件102a至102d，图1仅可看到其中两个，图4可看到全部，被一起插入第一接触孔152。四个第二插入部件102e至102h，图1仅可看到其中两个，图4可看到全部，被一起插入第二接触孔154。插入部件102a至102h的每个从插头装置100的共同基体105延伸出，并且与其它插入部件102a至102h互相分开地延伸至自由端。
如同根据图5示出的用于形成插头装置100的插头半成品500可看出的，基体105和插入部件102a至102h由可塑的、可弯曲的导电金属板制成。该金属板被弯曲成，使得用于插入第一接触孔152的插入部件102a和102b与插入部件102c和102d完全合适地且接触地(参看图2)重叠。用于插入第二接触孔154的插入部件102e和102f与插入部件102g和102h以相应的方式完全合适地且接触地重叠。
图5示出第一折叠线502，第二折叠线504和第三折叠线506，围绕其弯曲形成作为冲压金属板的插头半成品500，从而制造插头装置100。图5示出，折叠线502、504，其被弯曲用于形成第一串联接触点102a至102d或第二串联接触点102e至102h，所述折叠线平行于接触部件102a至102h(根据图5，垂直方向)从基体105出来的延伸方向。这两条折叠线502和504互相平行延伸，并且相对于位于第三折叠线506上的固定区域101的重心侧向偏移，使得该重心和第三折叠线506被布置在第一折叠线502与第二折叠线504之间。此外图5示出，该布置具有高度对称性，其也有利地导致沿着插头装置100相对于电流高度对称。
图4最佳地示出，根据图5的在折叠线502左边被布置的区域为向内弯曲的U形导电板的末端区域，由此插入部件102a、102b与插入部件102c、102d相对设置。根据图5的在第二折叠线504右侧被布置的导电板区域以相应的方式同样U形地向内弯曲，由此插入部件102e、102f与插入部件102g、102h相对设置。在图4中，该U形弯曲区域被标记为402或404。此外，沿着第三折叠线506实现弯曲，由此在固定区域101中形成压接器，用于容纳在该实施例中为圆柱形的导体302。
图4和图2最佳地示出尖细区120，沿着该尖细区基体105和插入部件102a至102h间借助弯曲或挤压以下述方式实现过渡，即，互相归入的插入部件102a、102c或102b和102d或102e和102g或102f和102h被互相接触地彼此挤压。
此外，图1和图4示出，基体105的这两个弯曲的末端区域以间隔d彼此对齐地重叠。其正面被标记为122、124。
此外，在金属片中形成四个冲压线126，由此在导电板上形成两个支架128。在导电板的这两个被弯曲的末端区域的每个上分别形成支架128，使得这两个支架128相对导电板在同一方向上凸出。根据图1，支架128被从纸平面中向前折出。
图1和图4最佳地示出，插入部件102a至102h的每个具有插入部分，其是位于各接触孔152、154内部的部分。插入部件102a至102h相对于基体105是独立地彼此可弹性形变的，且被设置成使得当插入部件102a至102h被插入接触孔152或154时，建立插头装置100与电路板150的插拔连接。插入部件102a至102h的插入部分具有凸出的表面。用于互相形成弹簧对的轴对称设置的插入部件(例如插入部件102a和插入部件102b)由间隙130彼此分开，并且具有自由端132。
图4也示出，导电板在卷曲区域的厚度b小于插入部件102g、102h(或另外两个互相接触的插入部件)的单个厚度的总和(总厚度B)。在恒定的导电板厚的情况下时，适用于B＝2b。
图6示出的插头半成品600作为制造根据本发明另一实施例的插头装置的基础，其与根据图5的插头半成品500的不同基本上仅在于插头部件的设计。对于插头半成品600，提供两个不同类型的插头部件，在下文中详细说明。
图7示出结果，插头半成品600沿着折叠线502、504和506(相应于图1至图5的说明)被折叠或被弯曲之后，其根据一示范实施例被弯曲成插头装置700，其中在图7中示出插头装置700被插入电路板150的状态。如同图1，在图7中也设置贯穿的触点接通156，使得借助触点接通156，电路板150共同的导电区域和插头装置700建立欧姆接触。
插头装置700被布置成用于电气连接导体与截面示出的电路板150，该导体可借助于卷曲的压板601连接(相应地如同图3所示)。
下文中详细地说明插头装置700的插入部件602、604。插头装置700具有四对插入部件602、604(参看图6)。总共八个插入部件602、604在插头半成品600相应弯曲之后被一起插入电路板150的两个接触孔152、154，并且在此在各中线620上弹性压缩。当插入部件602、604的插入部分606在电路板150中碰到接触孔152、154时，插入部分606运用弹力向外挤压并且因此建立插入部分606和导电触点156间的导电连接。如果插入部件604的末端从各接触孔152、154中出来，并且因此从电路板150中出来，插入部件604不再被压缩并且通过向外运动而松弛。因此产生锁定效果。
更准确地说，插入部件604的一个自身具有基本的锁紧机构。这基于，插头装置700的一部分贯穿接触孔152、154时，为在电路板150上固定插头装置700，插头装置700借助于有弹性的倒钩被闩在电路板150上。再次将插入部件604挤压在一起，并且随后从电路板的接触孔152、154中拔出插头装置700，该锁紧机构被解除。所以，实现了可逆的并且因此任意次数可用的锁定逻辑。
插入部件的第一部件602由凸出的插入部分606构成，其位于各接触孔152、154的内部，并且当插入部件602、604被插入各接触孔152、154时直接与导电触点156接触。插入部件的第二部件604具有插入部分606，其同样从基体105中延伸出，如同第一插入部件602的插入部分606。当插入部件602、604被插入各接触孔152、154时，第二插入部件604的插入部分606也位于各接触孔152、154内部。此外，第二插入部件604具有弯曲部分608，其从插入部分606延伸出短块穿过各接触孔152、154返回至各插入部件602的插入部分606，并且由可变大小的狭长间隙分开。如果插入部件604通过插入各接触孔152、154而被挤压在一起，间隙的大小变小。在插头装置700插入电路板150之后，如果插入部件604弹回，间隙的大小再次变大，直到弹性系统又位于无力状态。所以，在插头装置700插入电路板150操作期间，间隙的大小首先变小并且在弯曲部分608从电路板150中离开后又变大。这实现了可逆的锁紧机构。直观地，锁紧机构被倒钩形成，其在基本上梨形的位置上由插入部件602、604形成，在该位置上由插入部件602、604构成的连续的结构通过空隙800(参看图8)中断。
插头装置700相对于电路板150的位置可例如通过挡块区域720限定。挡块区域720例如可以是凸起，该凸起从各插入部件602、604平行于电路板150的表面延伸。因此，插头装置700的该区域的直径变大，挡块区域720在该区域上被限定，使得具有挡块区域720的该区域不再适合通过各接触孔152、154并且被阻止继续运动。
图8示出插头装置700的部分放大图示以及所述制式工具804的放大图示。弯曲部分608的自由活动的且圆的末端区域604d在插头装置700插入电路板150时可弹性压缩，并且可贯穿各接触孔152、154且在贯穿各接触孔152、154之后向外弹回，由此插头装置700借助于末端区域604d被自动闩在电路板150上。弯曲部分608的圆的末端区域604d形成凹形区域，其邻接在第一插入部件602的凸起的插入部分606上。
此外，弯曲部分608包含两个彼此相对放置且平行延伸的延伸区域604a、604c，其通过弯曲604b相互连接，该弯曲通过延伸区域604a、604c隔开，与第一和第二插入部件602、604的插入部分606相对设置。
如图6和图7所示，总共提供了四个插入部件对602、604。该插入部件对是插头半成品600的折叠状态，该状态在图7示出，这样相对地互相被布置，插头装置700插入电路板150之后，锁紧机构在接触孔152的两个彼此相对的区域上或在接触孔154的两个彼此相对的区域上形成两个倒钩，其阻止插头装置700从电路板150以对称的方式拔出。每个接触孔152、154中的另外的插入部件602结构上符合所述插入部件602(图7未示出，因为布置在前景所示插入部件604的后面)。每个接触孔152、154中的另外的插入部件604结构上符合所述插入部件604(图7仅部分示出，因为部分地布置在前景所示插入部件602、604的后面)。
针对每个接触孔152、154提供的插入部件604、604轴对称地彼此相对设置。相应的对称轴对应于图7所示的中轴620。针对每个接触孔152、154提供的插入部件602、602以相应的方式轴对称地彼此相对设置，其中相应的对称轴对应于图7所示的中轴620。
插入部件602、604互相接触、互相紧靠，并且被布置成部分地合适地相互重叠。
如图7所示，通过折叠插头半成品600，可获得活动的支脚，在插头装置700插入电路板150的接触孔152、154时，该支脚可向外移动(对照位置1)。弯曲部分608的固定钩604c、604d有弹性并且在正确装入电路板150后锁上(对照位置2)。电路板150的孔边缘如位置3所示。
图9示出符合图6的根据本发明另一示范实施例的插头半成品900，不同点在于，提供八个代替四个插头部件对902a至902h。每个双插入部件902a至902h的功能对应于插入部件602和插入部件604的联合，参考如上面图6至图8所述。该实施例中提供三条折叠线502、504和506，即，两条叠加插入部件折叠线502、504和一条固定导体折叠线506。与图6不同在于，根据图9通过围绕折叠线502弯曲，第一双插入部件902a与第四双插入部件902d被部分地重叠，并且同时第二双插入部件902b与第三双插入部件902c被部分地重叠。以同样方式通过围绕折叠线504弯曲，导致第五双插入部件902e与第八双插入部件902h间的部分地重叠，以及第六双插入部件902f与第七双插入部件902g间的部分地重叠。因此，根据图9形成用于插入四个接触孔的插头装置，其中四个插入部件或两个双插入部件再次没入每个接触孔中。
图10示出对应于图5所示的插头半成品500的根据本发明另一实施例的插头半成品1000，不同于根据图5的四个双插入部件102b+102a、102c+102d、102g+102h、102f+102e，提供六个双插入部件1002a至1002f。对于图10所示的实施例，围绕唯一折叠线506弯曲是足够的，由此第一双插入部件1002a与第六双插入部件1002f、第二双插入部件1002b与第五双插入部件1002e以及第三双插入部件1002c与第四双插入部件1002d完全重叠。
图9和图10示出，如图5所示预定总共八个插入部件仅是例子，尤其四的各倍数个插入部件(图9中十六或图10中十二)是可行的。
图11至图14示出根据本发明另一示范实施例的插头装置1100的视图，其很大程度地对应于图1至图4。图15示出相应的半成品1500。当然，插头装置1100具有与插头装置100和插头装置600不同设计的插入部件1102、1104。
插入部件1102由插入部分组成，当各插入部件1102、1104被插入各插入孔152、154时，插入部分位于各插入孔152、154内部。插入部件1104具有插入部分，当各插入部件1102、1104被插入各插入孔152、154时，插入部分位于各插入孔152、154内部；且具有弯曲部分，其从插入部分延伸出穿过各插入孔152、154返回至第一插入部件1302的各插入部分，并且与该部分只由垂直间隙1502分开，其也保持插入部件1102、1104隔开，当插入部件1102、1104的一个或两个都插入各插入孔152、154时被侧向压缩。插入部件1104的自由末端部分1504未被弯曲。其能如同倒钩起作用。插入部件1102的平的正面1506与插入部件1104的平的正面1508由垂直间隙1502分开地相对设置。
对此补充的是，“包括”不排除其他部件或步骤，“一个”不排除多个。此外指出，参照上述实施例的一个说明的特征或步骤，也可与其他上述实施例的其他特征或步骤联合应用。权利要求中的数词不被认为限制。

Claims (27)

1.一种用于电气连接导体(302)与电路板(150)的插头装置(100)，该插头装置(100)直接插入电路板(150)的第一接触孔(152)和第二接触孔(154)，其中该插头装置(100)具有：
用于将导体(302)固定在插头装置(100)上的固定区域(101)；
用于将电流从导体(302)传输到电路板(150)上的传输区域(103)；
四个第一插入部件(102a至102d)，其一起插入第一接触孔(152)；
四个第二插入部件(102e至102h)，其一起插入第二接触孔(154)；
其中，每个插入部件从共同的基体(105)上延伸出并且与其它插入部件分开地延伸，
其中，具有插入部件(102a至102h)的基体(105)由可塑的、可弯曲的导电板制成，其被弯曲成，使得插入第一接触孔(152)的第一插入部件(102a至102d)的两个(102a、102b)与第一插入部件(102a至102d)的另外两个(102c、102d)至少部分地合适地重叠，并且使得插入第二接触孔(154)的第二插入部件(102e至102h)的两个(102e、102f)与第二插入部件(102e至102h)的另外两个(102g、102h)至少部分地合适地重叠，
所述导电板沿着至少一条第一折叠线(502、504)被弯曲，由此所述插入部件(102a至102h)被布置为彼此相对，至少部分重叠，
所述导电板沿着第二折叠线(506)弯曲，由此在固定区域(101)中形成用于固定地夹住导体(302)的容纳空间，
至少一条第一折叠线(502、504)相对第二折叠线(506)侧向偏移。
2.如权利要求1所述的插头装置(100)，其中，所述导电板沿 着第一折叠线(502、504)弯曲，该折叠线(502、504)平行于从基体(105)出来的插入部件(102a至102h)的延伸方向。
3.如权利要求1或2所述的插头装置(100)，其中，所述导电板沿着两条折叠线(502、504)弯曲，所述两条折叠线相互平行且分别相对于固定区域(101)的重心被侧向偏移，其中所述重心被布置在所述两条折叠线(502、504)之间。
4.如权利要求1所述的插头装置(100)，其中，所述导电板的第一末端区域被弯曲成U形，由此第一插入部件(102a至102d)的两个(102a、102b)与第一插入部件(102a至102d)的另外两个(102c、102d)相对设置，且其中，所述导电板的第二末端区域被弯曲成U形，由此第二插入部件(102e至102h)的两个(102e、102f)与第二插入部件(102e至102h)的另外两个(102g、102h)相对设置。
5.如权利要求4所述的插头装置(100)，其中，所述导电板的这两个被弯曲的末端区域的正面(122、124)彼此隔开，并且互相对准地相对设置。
6.如权利要求1所述的插头装置(100)，其中，用于在外壳上卡住插头装置(100)的至少一个支架(128)借助于在所述导电板中形成至少两条剪线(126)被构建成所述导电板的部分。
7.如权利要求5或6所述的插头装置(100)，其中，在所述导电板的这两个被弯曲的末端区域的每个上分别形成支架(128)，使得这两个支架(128)从所述导电板沿着同一方向凸出。
8.如权利要求1所述的插头装置(100)，其中，所述导电板被弯曲成，使得所述第一插入部件(102a至102d)的两个(102a、102b)以接触的方式与第一插入部件(102a至102d)的另外两个(102c、102d)相对设置；且使得第二插入部件(102e至102h)的两个(102e、102f)与第二插入部件(102e至102h)的另外两个(102g、102h)以接触的方式相对设置。
9.如权利要求1所述的插头装置(100)，具有二的整数倍数个插入部件(102a至102h)。
10.如权利要求1所述的插头装置(100)，其中，所述固定区域(101)设计为有卷曲力的卷曲部分。
11.如权利要求10所述的插头装置(100)，其中，所述有卷曲力的卷曲部分(101)和插入部件(102a至102h)由不同材料制成。
12.如权利要求10所述的插头装置(100)，其中，所述有卷曲力的卷曲部分(101)的材料厚度小于至少部分地合适地重叠的插入部件(102a至102h)的厚度总和。
13.如权利要求12所述的插头装置(100)，其中，所述导电板在有卷曲力的卷曲部分(101)的厚度在0.1mm和0.7mm之间。
14.如权利要求12或13所述的插头装置(100)，其中，至少部分地合适地重叠的插入部件(102a至102h)具有0.5mm和1.1mm之间的总厚度。
15.如权利要求1所述的插头装置(100)，其中，每个所述插入部件(102a至102h)具有插入部分，其中插入部分是当插入部件(102a至102h)被插入各接触孔(152、154)时插入部件(102a至102h)位于各接触孔(152、154)内部的部分，
其中，插入部件(102a至102h)相对所述基体(105)是彼此独立可弹性形变的，并且被布置成，当插入部件(102a至102h)被插入各接触孔(152、154)时，可实现所述插头装置(100)与所述电路板(150)的插拔连接。
16.如权利要求15所述的插头装置(100)，其中，所述插入部分具有至少一个凸出表面。
17.如权利要求1所述的插头装置(100)，其中，插入各接触孔(152、154)的四个插入部件(102a至102d、102e至102h)被形成两个相同的对。
18.如权利要求1所述的插头装置，其中，至少一个第一和/或至少一个第二插入部件(604)分别具有锁紧机构，所述锁紧机构被布置成，在插头装置(700)贯穿各接触孔(152、154)时，所述插头装置(700)闩在所述电路板(150)上。
19.如权利要求18所述的插头装置，其中，所述锁紧机构被布置成，在插入部件(602、604)挤压在一起并且从接触孔(152、154)拔出所述插头装置(700)时，所述插头装置(700)再次从所述电路板(150)解除。
20.如权利要求1所述的插头装置，
其中，第一插入部件的第一部件和第二插入部件的第一部件(602)包括插入部分(606)，其当所述插入部件(602、604)插入各接触孔(152、154)时位于各接触孔(152、154)内部；
其中，所述第一插入部件的第二部件和第二插入部件的第二部件(604)包括插入部分(606)，其当插入部件(602、604)插入各接触孔(152、154)时位于各接触孔(152、154)内部，并且具有弯曲部分(608)，其从插入部分(606)延伸出来穿过各接触孔(152、154)返回至各插入部件(602)的第一部件的插入部分(606)，并且通过间隙(800)与该插入部分分开。
21.如权利要求1所述的插头装置，
其中，所述第一插入部件的第一部件和第二插入部件的第一部件(1102)包括插入部分，其当插入部件(1102、1104)插入各接触孔(152、154)时位于各接触孔(152、154)内部，
其中，所述第一插入部件的第二部件和第二插入部件的第二部件(1104)包括插入部分，其当插入部件(1102、1104)插入各接触孔(152、154)时位于各接触孔(152、154)内部，并且具有弯曲部分，其从插入部分延伸出来穿过各接触孔(152、154)返回至各插入部件(1102)的第一部件的插入部分，并且通过间隙(1502)与该插入部 分分开，其也与插入部件(1102、1104)保持隔开，当插入部件(1102、1104)之一或两个都插入各接触孔(152、154)时被侧向压缩。
22.用于制造如权利要求1至21中任一项所述的插头装置的由可弯曲的导电板制成的插头半成品(500)，其中，所述插头半成品(500)沿着至少一条折叠线(502、504)是可弯曲的，因此借助弯曲所述插头半成品(500)，可制造如权利要求1至21中任一项所述的插头装置。
23.一种用于电气连接的连接布置，具有：
如权利要求1至21中任一项所述的插头装置，
带有第一接触孔(152)和第二接触孔(154)的电路板(150)，
其中，所述插头装置借助插拔连接与所述电路板(150)连接。
24.如权利要求23所述的连接布置，其中，所述电路板(150)在第一接触孔(152)中设有第一导电接触层(156)，在第二接触孔(154)中设有第二导电接触层(156)，其中第一导电接触层(156)和第二导电接触层(156)形成为连续的导电结构。
25.一种借助插头装置(100)同时直接插入电路板(150)的第一接触孔(152)和第二接触孔(154)的用于电气连接导体(302)与电路板(150)的方法，其中该方法包括：
弯曲插头装置(100)的导电板，即，插头装置(100)的四个用于插入第一接触孔(152)的第一插入部件(102a至102d)的两个(102a、102b)与第一插入部件(102a至102d)的另外两个(102c、102d)至少部分地合适地重叠；四个用于插入第二接触孔(154)的第二插入部件(102e至102h)的两个(102e、102f)与第二插入部件(102e至102h)的另外两个(102g、102h)至少部分地合适地重叠，
在插头装置(100)的固定区域(101)上固定导体(302)，
插头装置(100)的四个第一插入部件(102a至102d)一起插入第一接触孔(152)；且插头装置(100)的四个第二插入部件(102e 至102h)一起插入第二接触孔(154)，以形成插头装置(100)与电路板(150)的插拔连接，
电流通过插头装置(100)的传输区域(103)从导体(302)传输到电路板(150)上，
所述导电板沿着至少一条第一折叠线(502、504)被弯曲，由此所述插入部件(102a至102h)被布置为彼此相对，至少部分重叠，
所述导电板沿着第二折叠线(506)弯曲，由此在固定区域(101)中形成用于固定地夹住导体(302)的容纳空间，
至少一条第一折叠线(502、504)相对第二折叠线(506)侧向偏移。
26.具有如权利要求1至21中任一项所述的插头装置或具有如权利要求23或24中任一项所述的连接布置的交通工具。
27.一种如权利要求1至21中任一项所述的插头装置的应用，用于在插头装置的插入部件(102a至102h)和固定其上的电路板(150)之间传输至少5安培的电流。
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