CN103579854A - 电插塞式连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电插塞式连接器，包括：第一壳体元件(1)，其用于容纳至少一个第一电接触装置(3)；第二壳体元件(2)，其用于容纳至少一个第二电接触装置(4)，其中第一壳体元件(1)与第二壳体元件(2)可沿插入方向(5)被插接到一起，以使得第一接触装置(3)与第二接触装置(4)形成一个电接触；锁紧设备(7)，其具有第一对应的锁紧装置(8)和第二对应的锁紧装置(9)，用于第一壳体元件(1)与第二壳体元件(2)在插接状态下相互锁紧，其中第一壳体元件(1)包括第一对应的锁紧装置(8)中的一个和第二对应的锁紧装置(9)中的一个，第二壳体元件(2)包括第一对应的锁紧装置(8)中的另一个和第二对应的锁紧装置(9)中的另一个，并且锁紧装置(8、9)中的至少一个包含弹簧元件(12)，弹簧元件(12)的形状可在弹力方向(14)上随着弹簧挠度改变，其中可通过在弹力方向(14)上改变弹簧元件(12)的形状来释放锁紧，并且其中在第一壳体元件(1)与第二壳体元件(2)的锁紧状态下，在外力(F_a)作用于第一壳体元件(1)的过程中，在基本上与弹力方向(14)垂直的方向上对弹簧元件(12)加载，其中所述外力(F_a)包括与插入方向(5)垂直并作用于包括弹簧元件(12)的锁紧装置(8、9)的分量。

Description

电插塞式连接器

本发明涉及一种电插塞式连接器。

对电插塞式连接器的需求之一是它们必须确保如下的插入式连接，所述插入式连接一方面尽可能安全，以防止例如由震荡或振动产生的插入式连接的无意断开，并且另一方面，所述插入式连接在需要时还应可容易地脱开。

对插入式连接的无意断开的保护相对于插入式连接的容易可拆性的第二需求之间存在冲突，使得为了同时满足双方需求而频繁提出折衷的解决方案。

现有技术的已知解决方案是，电插塞式连接器具有带锁紧装置的锁紧设备，所述锁紧装置在被插接到一起时锁紧插入式连接，从而防止无意的脱开。例如，在WO 00/30220中示出了一种锁紧设备，所述锁紧设备具有布置在彼此相对的侧边上的两个锁紧装置，其中所述彼此相对的侧边距插塞式连接器的表面具有不相等的距离，所述锁紧设备可通过将诸如一字螺丝刀等工具插入到检修口内，接着将插塞式连接器的壳体的一部分用作支点并撬动而脱开。锁紧装置被设置成相对于在WO 00/30220中描述的并且为由本发明教导的功能性所需的平面具有不相等的距离与插塞式连接器所期望的紧凑性相冲突，其中该平面与插入方向垂直。

为此，本发明的目的特别是提供一种紧凑的电插塞式连接器，其将可靠的电插头连接与简单的可拆性结合。

本发明教导该问题由独立权利要求的特征部分解决。在从属权利要求中可找到本发明的有利实施例。

上述因此由一种电插塞式连接器解决，其包括：第一壳体元件，其用于容纳至少一个第一电接触装置；第二壳体元件，其用于容纳至少一个第二电接触装置，其中第一壳体元件与第二壳体元件可通过沿插入方向被插接到一起，以使得第一接触装置与第二接触装置形成一个电接触；锁紧设备，其具有第一对应的锁紧装置和第二对应的锁紧装置，用于第一壳体元件与第二壳体元件在插接到一起的状态下的相互锁紧，其中第一壳体元件包括第一对应的锁紧装置中的一个和第二对应的锁紧装置中的一个，第二壳体元件包括第一对应的锁紧装置中的另一个和第二对应的锁紧装置中的另一个，并且锁紧装置中的至少一个包含弹簧元件，弹簧元件的形状可在弹力方向上随着弹簧挠度改变，其中可通过在弹力方向上改变弹簧元件的形状来释放锁紧，并且其中在第一壳体元件与第二壳体元件的锁紧状态下，在外力作用于第一壳体元件的过程中，在基本上与弹力方向垂直的方向上对弹簧元件加载，其中所述外力包括与插入方向垂直并作用于包括弹簧元件的锁紧装置的分量。在上下文中，“基本上垂直”应被特定地理解为：由于外力作用于上述锁紧装置以便用于解锁的力的方向与弹力方向形成的角度与直角之间偏差20°、特别优选地是偏差小于15°。

这将有助于通过弹簧元件来实现锁紧设备的强的阻挡作用，所述弹簧元件有利地防止插入式连接通过诸如震荡或振动而无意脱开。

此外，可提供一种电插塞式连接器，其在需要时有助于容易地脱开插入式连接以及紧凑设计。

根据本发明的优选改进，在锁紧状态下，第一对应的锁紧装置与第二对应的锁紧装置基本上具有到基准面的相等的距离，所述基准面布置成与插入方向垂直并界定第二壳体元件的背离第一壳体元件的端部。在上下文，“基本上相等的距离”特别指第一锁紧装置与第二锁紧装置相对于基准面的距离的差异小于这些距离的总和的15％、特别优选地小于10％。这样，通过保持先前描述的优点，可实现电插塞式连接器的紧凑的设计。

根据本发明的优选改进，在锁紧状态下，第一壳体元件的第二对应的锁紧装置布置在沿插入方向面对第二壳体元件的三分之一延伸部内。这可有助于电插塞式连接器的特别紧凑的设计，其中如果需要，可保持插入式连接的防无意脱开以及容易的可拆性的优点。

在另一实施例中，第一对应的锁紧装置与第二对应的锁紧装置布置在壳体元件的相对于插入方向相反的侧边上，其结果是尤其有效地抵消由此而产生的外力和扭矩的通过其可产生插入式连接的无意的脱开的影响，并且可实现可靠的锁紧。

在有利的实施例中，弹簧元件被设计成带有一个自由端和一个固定端的片簧。这样，可实现弹簧元件，其形状在与片簧的纵向延伸横向的弹力方向上可容易地改变。片簧优选地包括与弹力方向垂直的良好的机械强度。

根据本发明的另一优选的改进，弹簧元件被一体地模制到第二壳体元件上。在上下文，“一体地”尤其地是指诸如借助于焊接过程和/或粘结过程或者为技术人员所熟知的另一过程一体地连接，并且被理解为诸如通过由铸造制成和/或通过具有注射成型过程的生产特别有利地模制。这样，可实现锁紧装置的良好的尺寸稳定性以及因此锁紧装置的高可靠性。

在有利实施例中，第一壳体元件与第二壳体元件此外可在锁紧状态下形成空腔，所述空腔延伸至外部，并且所述空腔用于容纳工具，以便为了解锁而使弹簧元件变形。该工具可优选地由一字螺丝刀形成，其中空腔设置用于容纳一字螺丝刀的顶端的至少一部分。这在提供锁紧设备的足够的锁紧可靠性以及容易的操作的同时有助于容易通向锁紧设备。

如果第一壳体元件的第二对应的锁紧装置中的一个具有L形截面形状，并且L形的杆基本上布置成在锁紧状态下与插入方向垂直，则还能够有利地获得将用于操作锁紧设备的工具插入的限制，由此在释放程序期间能实现防止部件的无意损坏的可靠性。

在本发明的有利改进中，电插塞式连接器包括释放装置，借助于所述释放装置，在壳体元件的锁紧状态下，可在无工具的情况下改变弹簧元件的形状，用于释放在弹力方向上的锁紧。在上下文中，通过“在无工具的情况下”尤其地理解为可手动地执行控制元件的通过插塞式连接器的操作者的操作。这实现锁紧的在壳体元件的随后的分开之前的特别容易的释放、以及对于操作者的特别高的操作便利。

在本发明的优选改进中，第二壳体元件被设计成印刷电路板插塞式连接器。在上下文中，“印刷电路插塞式连接器”尤其地被理解为可稳固地连接到用于生产电子电路的印刷电路板和第二电接触装置上的插塞式连接器，其中尤其地通过焊接形成一体的连接来电连接印刷电路板的至少一个电接触。这样，如由本发明所教导的电插塞式连接器及其以上提及的优点可用于印刷电路板插塞式连接器的部分。

如由本发明所教导的电插塞式连接器的另外的实施例和优点结果对于本领域的技术人员与本发明的先前提及的实施例类似。

在下文中，借助于优选实施例参考所附的附图详细讨论本发明。

图1a、1b示出了未插接状态下的电插塞式连接器；

图2a、2b示出了根据图1a、1b所示的插接到一起并处于锁紧状态下的电插塞式连接器；

图3是透视剖面图，示出了根据图1a、1b所示的插接到一起并处于锁紧状态下的电插塞式连接器；

图4示出了施加在根据图1a、1b所示的电插塞式连接器的锁紧装置中的一个上的力的比率；

图5示出了施加在根据现有技术的电插塞式连接器的锁紧装置中的一个上的力的比率；以及

图6是透视剖面图，示出了由本发明教导的插接到一起并处于锁紧状态下的电插塞式连接器的另一实施例。

图1a、1b示出了由本发明教导的处于未插接状态下的电插塞式连接器。插塞式连接器的第一壳体元件1由塑料材料制成，并在其内部容纳多个第一电接触装置3。插塞式连接器的同样由塑料材料制成的第二壳体元件2通过注射成型工艺生产，并被设计成印刷电路插塞式连接器，而且在其内部容纳多个第二电接触装置4。

从图2a、2b可以看到，第一壳体元件1与第二壳体元件2可通过将它们沿插入方向5(图1a、1b)插接而连接到一起，以使得第一接触装置3与第二接触装置4形成多个电接触。第二电接触装置4连续地通过第二壳体元件2，并在背离第一壳体元件1的侧边上形成焊接销6，借助于所述焊接销6可在印刷电路板的焊接点上实现接触。

图2a、2b示出了处于插接到一起以及锁紧状态下的电插塞式连接器。为了实现插接到一起的第一壳体元件1与第二壳体元件2的相互锁紧，电插塞式连接器包括具有第一对应的锁紧装置8和第二对应的锁紧装置9的锁紧设备7(图1a、1b)。

两个第一对应的锁紧装置8中的一个通过在第一壳体元件1的第一侧面10上形成阶梯凹部而形成。第一对应的锁紧装置8中的另一个作为角撑架被模制到第二壳体元件2上，并且其包括与插入方向相反地突出的腿部。

两个第二对应的锁紧装置9中的一个由止销形成，其在与投影面重合的切割面中具有L形的截面形状，并且在第一壳体元件1上被模制到与第一侧面10相对的第二侧面11上。在上下文中，L形的杆在图2a、2b所示的锁紧状态下布置成与插入方向5垂直。第二对应的锁紧装置9中的另一个被设计成弹簧元件12(图3)的自由端13，所述弹簧元件12由与插入方向5平行地延伸的片簧形成。该片簧的背离止销的一端被一体地模制到第二壳体元件2的与插入方向5(图1a、1b)相反地向上突出的侧部15上。

因此，第一对应的锁紧装置8与第二对应的锁紧装置9布置在壳体元件1、2的与插入方向5相反的侧边上。在锁紧状态下，第一对应的锁紧装置8与第二对应的锁紧装置9具有离基准面16大体上相等的距离17(图2a、2b)，所述基准面16由印刷电路板的面对第二壳体元件2的面形成，并布置成与插入方向5垂直，还限定了第二壳体元件2的背离第一壳体元件1的端部。

由片簧形成的弹簧元件12的形状可在弹力方向14(图1a、1b)上随着弹簧挠度改变，所述弹力方向14布置成与插入方向5垂直，并位于图2a、2b的投影面中。在壳体元件1、2的锁紧状态下，片簧处于未被加载力的位置，并且当沿插入方向5看去时，该片簧布置在L形止销(图2a、2b和3)的杆的后面。当试图从锁紧状态拔开插入式连接时，L形止销将与被设计成片簧的弹簧元件12的自由端13碰撞。由于该止销，所以弹簧元件12在力的方向上不会屈服，其结果是形成了对止销的任何进一步移动的强有力的阻挡作用。然而，从图2a、2b可以看到，能以简单的方式，例如在弹力方向14上改变弹簧元件12的形状来释放锁紧。

图4示出了在锁紧设备7的锁紧装置8、9上占优势的力的状况，在第一壳体元件1与第二壳体元件2的锁紧状态下，外力F_a在图2a、2b的正视图中从右边作用于第一壳体元件1，所述外力F_a包括与插入方向5垂直并作用于包括弹簧元件12的锁紧装置9的分量。例如在震荡或振动作用于电插塞式连接器的情况下，能够预期与外力F_a对应的力。

第一对应的锁紧装置8在该布置中必须被认为是第一壳体元件1的旋转运动的支点和轴承。外力F_a试图使第一壳体元件1的第二对应的锁紧装置9绕上述支点旋转。由外力F_a产生的绕第一对应的锁紧装置8的扭矩可被与作用在第二对应的锁紧装置9上的力F_D产生的等效扭矩替代。与该扭矩等效的相应有效扭力F_D与第一对应的锁紧装置8和第二对应的锁紧装置9之间的连线18形成直角。

有效扭力F_D可被认为是向上力F_A与侧向力F_S的反力(-F_S)的叠加，所述向上力F_A指向插入方向5并且在与弹力方向14垂直的方向上加载弹簧元件12，所述侧向力F_S的反力(-F_S)在静态下与第二壳体元件2的侧部15的相应反作用力F_S抵消。

从图4的几何状况可推演出的是，由外力F_a产生的向上力F_A与侧向力F_S的比大于10∶1，这样，能在基本上与弹力方向14垂直的方向上加载包括弹簧元件12的锁紧装置9。

与根据已知的现有技术的插塞式连接器的力的比率(绘制成图5所示的草图)相比，可清楚地归纳出与由本发明所教导的插塞式连接器的差异：这里，由于第二壳体元件2′的其中一个侧部15′的形状必须整体变形以释放锁紧设备，外力F_a′的相当大部分产生与插入方向5′垂直的侧向力F_S′，这需要比由本发明所教导的插塞式连接器所需的力明显大的力。

为此，如图2a、2b所示，在锁紧状态下，第一壳体元件1的第二对应的锁紧装置9可布置在第一壳体元件1的三分之一延伸部19内，该延伸部沿插入方向5面向第二壳体元件2，以便在插入方向5上实现紧凑的电插塞式连接器。

此外，能从图2a、2b看出，第一壳体元件1与第二壳体元件2在锁紧状态下形成了延伸至外部的空腔20。该空腔20设置用来容纳被设计成一字螺丝刀的工具。一字螺丝刀可由操作者插入到空腔20中，以便为了解锁而使弹簧元件12变形。从图2a、2b可清楚地看出，一字螺丝刀的顶端21在被引入到空腔20之后与片簧的自由端13接触，并且操作者能以简单的方式使片簧在弹力方向14上变形，从而可取消弹簧元件12的阻挡作用。在解锁状态下，第一壳体元件1与第二壳体元件2可被分开。L形止销能限制一字螺丝刀的顶端21的插入，这能保证安全以防止各部件的无意损坏。

为了使可互相插接的第一壳体元件1与第二壳体元件2重新连接，操作者可使第一壳体元件1沿插入方向5从图1a、1b的设置朝第二壳体元件2移动，直到第一壳体元件1的第二对应的锁紧装置9中的一个与弹簧元件12接触并使所述弹簧元件12在弹力方向14上变形为止。在角撑架的腿部上引导第一壳体元件1的相对的第一侧面10。当完成插接到一起的工艺后，L形止销不再与弹簧元件12的自由端13接触，所述弹簧元件12由于弹性效应返回到未加载力的状态，从而形成防止止销在与插入方向5相反的方向上移动的阻挡效应。弹簧元件12返回到未加载力的状态时会伴随容易被操作者察觉的噪声，从而能够容易地判定第一壳体元件1与第二壳体元件2的预期的正确锁紧。

图6表示由本发明所教导的电插塞式连接器的另一实施例，其基本上在很大程度上与先前描述的实施例对应。为此，在下文中仅说明该另一实施例的不同特征。

相对于先前实施例的差异基本上包括：电插塞式连接器包括释放装置22，借助于所述释放装置22，可在无工具的情况下改变壳体元件1、2在锁紧状态时弹簧元件12的形状，以释放弹力方向14的锁紧。释放装置22具有T形形状，并且被布置在第一壳体元件1的第二侧面11上。为此，与插入方向5平行的方向对准释放装置22的被设计成T形上横杆(upper crossbar)形式的主体23。释放装置22的呈T形竖杆(vertical bar)形式并与主体23一体地形成的保持部件24垂直于插入方向5并沿第一壳体元件1的方向取向。为了容纳释放装置22的保持部件24，在第一壳体元件1上的该位置处设置有形成压配合的凹部，以使得具有保持部件24的释放装置22稳固地支撑在第一壳体元件1上。

保持部件24弹性地支撑在释放装置22的主体23上。在图示的实施例中，弹性支撑通过由塑料材料制成的释放装置22的弹力实现。借助于主体23的背离第二壳体元件2的上端部25在锁紧状态下沿垂直于插入方向5的移动，主体23的面向第二壳体元件2的下端部26能在相反的方向上以上下运动的方式调整。

为了释放两个壳体元件1、2的锁紧，通过朝向第一壳体元件1的方向在释放装置22的主体23的上端部25上施力，操作者可朝弹簧元件12的方向调整主体23的下端部26，其结果是能在弹力方向14上改变弹簧元件12的形状，以便能够解除弹簧元件12对第一壳体元件1的第二对应的锁紧装置9的止销在与插入方向5相反的方向上的移动的阻挡效应，并且可分开壳体元件1、2。

附图标记列表：

第一壳体元件        1

第二壳体元件        2

第一电接触装置      3

第二电接触装置      4

插入方向            5

焊接销              6

锁紧设备            7

第一对应的锁紧装置  8

第二对应的锁紧装置  9

第一侧面            10

第二侧面            11

弹簧元件            12

自由端              13

弹力方向            14

侧部                15

基准面              16

距离                    17

连线                    18

三分之一延伸部          19

空腔                    20

顶端                    21

释放装置                22

主体                    23

保持部件                24

上端部                  25

下端部                  26

外力                    F_a

有效扭力                F_D

向上力                  F_A

侧向力                  F_S

Claims (10)

1.一种电插塞式连接器，包括：

第一壳体元件(1)，其用于容纳至少一个第一电接触装置(3)；

第二壳体元件(2)，其用于容纳至少一个第二电接触装置(4)；

其中所述第一壳体元件(1)与所述第二壳体元件(2)可沿插入方向(5)插接到一起，以使得所述第一接触装置(3)与所述第二接触装置(4)形成一个电接触；

锁紧设备(7)，其具有第一对应的锁紧装置(8)和第二对应的锁紧装置(9)，用于所述第一壳体元件(1)与所述第二壳体元件(2)在插接状态下的相互锁紧，其中所述第一壳体元件(1)包括所述第一对应的锁紧装置(8)中的一个和所述第二对应的锁紧装置(9)中的一个，所述第二壳体元件(2)包括所述第一对应的锁紧装置(8)中的另一个和所述第二对应的锁紧装置(9)中的另一个，并且所述锁紧装置(8、9)中的至少一个包含弹簧元件(12)，所述弹簧元件(12)的形状可在弹力方向(14)上随着弹簧挠度改变，其中，

能够通过在所述弹力方向(14)上改变所述弹簧元件(12)的形状来释放所述锁紧，并且在所述第一壳体元件(1)与所述第二壳体元件(2)的锁紧状态下，在外力(F_a)作用于所述第一壳体元件(1)的过程中，在基本上垂直于所述弹力方向(14)的方向上对所述弹簧元件(12)加载，其中所述外力(F_a)包括与所述插入方向(5)垂直并作用于包括所述弹簧元件(12)的所述锁紧装置(8、9)的分量。

2.根据权利要求1所述的电插塞式连接器，其中在所述锁紧状态下，所述第一对应的锁紧装置(8)与所述第二对应的锁紧装置(9)距基准面(16)具有基本上相等的距离(17)，所述基准面(16)布置成与所述插入方向(5)垂直并界定所述第二壳体元件(2)的背离所述第一壳体元件(1)的端部。

3.根据权利要求1或2所述的电插塞式连接器，其中在所述锁紧状态下，所述第一壳体元件(1)的所述第二对应的锁紧装置(9)布置在所述第一壳体元件(1)的三分之一延伸部(19)内，所述三分之一延伸部(19)沿所述插入方向(5)面对所述第二壳体元件(2)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的电插塞式连接器，其中所述第一对应的锁紧装置(8)与所述第二对应的锁紧装置(9)布置在所述壳体元件(1、2)的相对于所述插入方向(5)彼此相反的侧边上。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的电插塞式连接器，其中所述弹簧元件(12)形成为带有一个自由端(13)和一个固定端的片簧。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的电插塞式连接器，其中所述弹簧元件(12)被一体地模制到所述第二壳体元件(2)上。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的电插塞式连接器，其中所述第一壳体元件(1)与所述第二壳体元件(2)可在所述锁紧状态下形成空腔(20)，所述空腔(20)延伸至外部并被设置用于容纳手工工具，以便为了解锁目的而使所述弹簧元件(12)变形。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的电插塞式连接器，其中所述第一壳体元件(1)的所述第二对应的锁紧装置(9)中的一个具有L形截面，并且所述L形的一根杆在锁紧状态下布置成基本上与所述插入方向(5)垂直。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的电插塞式连接器，还包括释放装置(22)，借助于所述释放装置(22)，在所述壳体元件(1、2)的锁紧状态下，能够在无工具的情况下改变所述弹簧元件(12)的形状，以释放在所述弹力方向(14)上的锁紧。

10.根据权利要求1所述的电插塞式连接器，其中所述第二壳体元件(2)被设计成印刷电路板插塞式连接器。

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