CN103582981A - 带有插头的用于与电路板电接触的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在具有至少一个接触面(42、44)的电路板衬底(30)和至少一个插头侧触点(64)之间建立电接触的装置和方法。在插入区域(62)中布置至少一个接触元件(46、48)，该接触元件包括可偏转的部分(56)和接触臂(80)。其接触点(50)可靠到至少一个接触面(42、44)上。

Description

带有插头的用于与电路板电接触的装置
技术领域
本发明涉及一种带有插头的用于与电路板电接触的装置。
背景技术
从文献US5,531,615中已知一种插接接触部，在其中，应用电子连接元件用于以棱边的方式固定在电子装置处。该连接器包括一对壳体元件，其被设置成限定出一个长形的槽。在该长形的槽中存在一对彼此相对地布置的产生相反的力的弹簧元件，该弹簧元件设置成容纳插接触点并且将压紧力施加到该插接触点上。
在至今应用的根据现有技术的插接接触部中，需要较大的插接力用于建立插接连接，此外，形成插接连接非常麻烦。另外，在插接接触时会导致待相互接触的接合副的可能的损坏，其中，不仅可能导致在插接触点处的损坏而且可导致在相应待接触的电路板上的触点的损坏。
发明内容
根据本发明提出一种插接接触，在其中，通过插接元件的插入运动使与触点处于电连接中的接触元件如此偏转，即，该接触元件利用调制力施加在接触面(“Lands”)上，该接触面例如位于沿轴向方向被推入插头中的插接触点的上侧和下侧。通过根据本发明提出的解决方案，电路板或设置在该电路板上的接触部能够设计成其仅仅提供引导功能。沿着插接触点插入方向的插入仅仅在实现最终的电接触之前才需要一定的力，然而该力线性地增加且不是阶梯式地增加。通过该力，避免了位于插接触点的至少一侧的接触面(“Lands”)的可能的损坏，并且避免了在电路板上的相应配对触点的损坏。
在本发明基于的想法的有利设计方案中，分别具有接触点的接触元件设计成弹性的元件、即例如设计成弹簧膜片。该接触元件一方面能够引起设置在接触元件处的接触点的偏转，并且另一方面可补偿公差，因为使用于与至少一个接触面(“Lands”)接触的接触元件靠在插接触点上的接触行程的大小设定成可补偿间隙或加工公差。
在本发明基于的想法的尤其有利的设计方案中，彼此间隔开的触点设置成其限定用于插接触点的插入开口。彼此相对的限定用于插接触点的插入开口的触点分别具有弹性地构造的接触元件，其通过推入插接触点偏转，具体而言使得构造在弹性地构造的接触元件处的接触点靠在接触面(“Lands”)上，靠在位于在轴向延伸上的插接触点处的至少一个接触面上。通过插接触点到限定插接触点的插入开口的弹性地构造的接触元件中的插入运动，通过接触元件的存在或偏转保证接触点靠到沿轴向在插接触点的至少一侧上延伸的接触面上。由此，通过根据本发明的解决方案一方面通过形成电接触保证维持接触力，另一方面，构造在插接触点的至少一侧的接触面或(“Lands”)在轴向方向上的大小使得给出用于通过在插接触点处的接触元件的接触点的接触的足够大区域。
以有利的方式，插接触点具有倒圆地构造的、例如由模制材料制成的偏转元件，该偏转元件在实施插入过程时使接触元件变形，使得通过例如弹性地构造的膜片在一个方向上的偏转运动，实现接触点到在插接触点的至少一侧、在轴向方向上长形地构造的接触面上的靠放运动。
只要在接触元件之间的保留插接接触，由于弹性地构造的弹簧膜片的偏转就保证了，接触点利用明确限定的弹簧力靠到沿轴向方向在插接触点的至少一侧延伸的接触面上。
以尤其有利的方式，在电路板的面对插接开口的端侧布置有凸耳形的偏转元件，其在其面对插接开口的一侧构造成倒圆的。在电路板端部的一个或两个平面侧上沿插入方向、优选水平地延伸的接触面构造成长形的，从而保证，在产生作用到构造在端部处弹性地构造的接触臂上的靠放力和接触面时，可通过维持靠放力建立电连接。只要构造在弹性地构造的接触元件处的待偏转的部分通过偏转元件保持偏转，弹性地构造的接触元件、尤其地弹性地构造的接触臂和构造在该处的接触元件就由以明确限定的靠放力靠到至少设置在电路板的一侧的接触面上。
只要偏转元件保持插入至少一个接触元件的待偏转的部分之间，在与在待偏转部分的区域中弹性接触元件的偏转运动相反的反向运动中，弹性地构造的接触臂以构造在其上的接触点靠到电路板端部的至少一侧的接触面上。
附图说明
以下根据附图详细描述本发明。
其中：
图1和2示出了根据现有技术中的实施方案的插头壳体和插接触点，
图3示出了根据本发明提出的用于建立电接触的装置的第一实施变型方案，
图4示出了电路板端部的插入阶段，
图5示出了接触时刻，在该接触时刻倒圆地构造的偏转元件接触弹性地构造的电接触元件，
图6示出了电路板端部和容纳在该处的偏转件继续插入弹性地构造的接触元件之间的过程、该偏转件的偏转运动以及带有接触点的接触臂的靠放运动，
图7示出了最终建立的电接触，
图8示出了被插入的电路板，以及
图9示出了根据本发明提出的用于建立电接触的装置的另一实施变型方案。
具体实施方式
从根据图1和2的图示中可得到根据现有技术的插头壳体和触点的实施变型方案。
图1示出了具有插头壳体12的插头10，其被一排接触卡箍14容纳。该接触卡箍14实施在被插头壳体12包围的触点载体16上。图2示出了可被插入根据图1的插头壳体中的插接元件18，其具有接触凸面20，其中，插接元件18通过卡子连接部22与缆线相连接。在与接触凸面20相反的一侧，插接元件18设有卡锁钩24。
实施变型方案
从根据图3的图示中可更详细地得到根据本发明提出的用于建立电接触的装置的第一实施变型方案。
从根据图3的图示中得到，在电路板衬底30的一个端部处布置有凸耳形的偏转元件，例如构造成由模制材料注塑的凸耳。该电路板衬底30具有第一侧32以及与该第一侧相反的第二侧34，其基本上在水平的方向上彼此平行地延伸。在电路板衬底30的第一侧32上存在第一接触面42(“Land”)，而在电路板衬底30的第二侧34上存在第二接触面44(“Land”)。两个接触面42、44同样基本上彼此平行地在水平方向上延伸并且基本上平行于插入方向延伸，见图3中的附图标记66。
此外，从根据图3的图示中得到，在限定插入区域62的插头侧触点64处分别布置第一接触元件46和与该第一接触元件46相对的第二接触元件48。这两个彼此相对的接触元件46和48基本上弹性地构造并且由金属材料制成。在图3示出的弹性地构造的接触元件46和48的实施变型方案中，其包括被接触的部分54。该被接触的部分54(同样具有弹性特性)从限定插入区域62的彼此相对的插头侧触点64起延伸到分支部52。在分支部52处，接触元件46、48的被接触的部分54过渡到以附图标记80表示的弹性的接触臂中，在该接触臂的端部设有以加厚方式构造的、构造成材料聚集部的接触点50。
在第一接触元件46或第二接触元件48上，分别终结在敞开的端部58中的接触元件46、48的各待偏转的部分56以从分支部52起沿与弹性地构造的接触臂80相反的方向伸延的方式延伸。
如可从根据图3的图示中得到的那样，第一接触元件46和第二接触元件48的待偏转的部分56在敞开的端部48处以相互汇聚的方式延伸、也就是说敞开的端部58朝向彼此延伸。
在图3中示出的电路板衬底30与第一接触元件46以及第二接触元件48未接触的位置中，在弹性的接触臂80的端部处的两个未偏转地示出的接触点50具有打开间距60。相对于两个在水平的方向上伸延的、彼此相反地布置的接触面42、44的平面侧，该打开间距60大于电路板衬底30的厚度。在电路板衬底30的端侧36处布置有为凸耳形式的优选由模制材料制成的且设有倒圆部40的偏转元件38，该偏转元件38已经部分地沿着插入方向66被插入到插入区域62中(也被称为轴向推进)。
从根据图4的图示中得到，在电路板衬底30的该位置中，电路板衬底30相对于插入区域62部分地被推入该插入区域62中，而设有倒圆部40的偏转元件38不接触第一接触元件46以及与其相对的第二接触元件44的可朝向彼此偏转的部分56。根据图4的图示基本上以缩小的比例相应于如以上描述的根据图3的图示。
图5示出了优选构造成凸耳形的偏转元件38刚好接触第一和第二接触元件46和48的待朝向彼此偏转的部分56的时刻。如共同观察图4和5得到的那样，电路板衬底30沿着插入方向66(轴向推入)被推入通过彼此相对的接触点50限定的插入区域62中。图3示出，在彼此相对的接触点50的内侧之间的间距60大于电路板衬底30在第一接触面42和第二接触面44的区域中的厚度，从而电路板衬底30以间隙被插入两个接触元件46、48之间，由此可以有利的方式补偿制造公差并且能够更简单地装配。
在示出在偏转元件38和待偏转的部分56之间的接触时刻70的图5中，在接触臂80的端部处的接触点50位于被接触面42、44(“Lands”)保持的位置中。
从图6中得到，在使该端部越过电路板衬底30的棱边继续插入接触元件46、48之间时，其待偏转的部分56通过偏转元件38以引起敞开的端部58的偏转运动72的方式变形。从根据图6的图示得到，使第一接触元件46以及第二接触元件48的待偏转的部分56向外张开。伴随待偏转的部分56的该偏转运动42，同时进行接触点50靠到接触面42、44上的通过附图标记74表示的靠放运动。通过根据本发明提出的用于建立电接触的装置的构造方案，与弹性地构造的接触元件46、48的敞开端部78的偏转运动72同时进行带有布置在该处的接触点50的接触臂80在靠放方向74上的靠放运动。由于例如构造成凸耳形的且由模制材料制成的偏转元件38持续地靠在弹性地构造的接触元件46、48的待偏转的部分56之间的情况，接触点50同时在与偏转方向72相反的方向上、也就是说沿靠放方向74靠到接触面42、44上。
从图7中可得到，在偏转元件38保持插入弹性地构造的接触元件46、48的待偏转的部分56之间时，接触元件46、48彼此张开，从而在利用接触臂80的弹性作用的情况下，接触点50通过靠放力78在两侧靠到彼此相反的基本上平行地且在水平方向上延伸的接触面42、44。这意味着，在电路板衬底30以其偏转元件38伸入待偏转的部分46之间时，同时在弹性地构造的接触臂80的端部上的接触点50通过靠放力78被靠放到接触面42、44上。为了建立电接触并且固定该电接触，相对于每个接触点，需要大小在2N至3N之间的力。如果包括更多的接触点，该力可相对高。然而，结构元件、例如电路板或控制器在最终状态中借助于卡锁元件固定，从而不必仅仅通过电接触部承担接触力，而是通过卡锁元件施加该接触力，从而电接触自身不会例如通过在运行中出现的震动而松开。
如从图4、5、6、7的图示顺序中得到的那样，通过例如凸耳形地构造有倒圆部40的偏转元件38的插入形成电接触。两个基本上彼此相对的接触元件46、48优选地由导电能力良好的材料或具有良好的导电性能的合金制成。由于在未接触的状态中两个彼此相对的接触点50的间距、例如根据在图3中的图示间距60，一方面实现简单的装配并且另一方面保证公差的补偿。
此外，从根据图示顺序4、5、6和7的附图中可得到，在即将达到最终位置之前、也就是说在经过插入行程66之后才需要一个力，即，当接触元件46、48的待偏转的部件56被彼此挤开时才需要一个力，这通过具有倒圆部40的偏转件38实现。通过根据本发明提出的方案实现没有力的插接，直至即将达到插接连接的最终位置之前。直到此时才需要力加载。由于用于使在弹性地构造的接触臂80的端部处的接触点50靠到接触面42、44处的靠放力74在电路板端部30推入插入区域62中的推入运动结束时才产生，接触面42、44也在插入运动66结束时才通过靠放力74被加载，由此以有利的方式可避免接触面42、44或电路板30的损坏。通过根据本发明提出的解决方案，仅仅需要对其上布置有偏转元件38的电路板端部或电路板棱边30进行引导；不再需要打开力。在电路板棱边或电路板端部30即将达到在彼此相对的接触元件46、44之间的最终位置之前才产生靠放力74。
图8示出了插入的电路板，其中靠在以倒圆的形式构造的偏转元件38的侧面上的待偏转的部件57以缩短的方式构造。与根据图7的图示不同地，在根据图8的图示中偏转元件57以缩短的方式构造，从而在其最终位置中、也就是说在完全压入之后不再逆着推入方向使该偏转元件57靠放，而是精确地在横向上靠到偏转元件38上。由此避免了，与电路板衬底30的推入方向相反地作用的力分量，合成的力垂直于偏转元件38。
从根据图9的图示中可得到根据本发明提出的用于建立电接触的装置的另一实施变型方案。
图9示出，同样在根据本发明提出的解决方案的该实施变型方案中，与根据图3的实施变型方案相似地，电路板30在一侧、优选地在两侧32、34分别具有一个基本上在水平方向上延伸的接触面42或44。这两个彼此相反的、基本上平面地伸延的且彼此平行地延伸的接触面42、44具有在插入方向66上延伸的长度。凸耳形地构造的偏转元件38布置在电路板棱边或电路板端部30处，该偏转元件38具有倒圆部40。
同样在图9中示出的根据本发明提出的用于建立电接触的装置的另一实施变型方案中，在插入区域62之内在两个彼此相对的插头侧触点64之间分别布置有弹性地构造的接触元件46或48。该接触元件46或48分别包括待朝向彼此偏转的部分56。该部分56从敞开的端部58起沿朝向铰接部82的方向延伸。在分别通过铰接支架84与朝向彼此的插头侧触点64电连接的铰接点82处，通过具有倒圆部40的偏转元件38接触的待偏转的部分46过渡到接触臂80中，彼此相对的接触点50位于其端部。通过附图标记60表示了这样的间距，即接触元件50的面对彼此的内侧在该接触臂80的端部处以该间距彼此相对。
一旦在电路板棱边或电路板端部30作前进的插入运动66(轴向推进)时优选地构造成凸耳形的偏转元件38与彼此相对的待偏转的部分56的敞开端部58接触，则进行具有接触点50的接触臂80在旋转方向86上靠到接触面42、44处的同时的摆动运动。与在图3中示出的根据本发明提出的用于建立电接触的装置的第一实施例相似地，伴随接触元件46或48的待偏转的部分56的偏转，进行其绕铰接点82的旋转86，并且同时随着待偏转的部分86的偏转，使弹性地构造的接触臂80的接触点50在电路板棱边或电路板端部30在插入区域42中的插入运动66结束时靠到接触面42、44处，由此可实现以上已经提及的结合第一实施变型方案说描述的有利的作用。

Claims (10)

1.一种用于在具有至少一个接触面(42、44)的电路板衬底(30)和至少一个插头侧的触点(64)之间建立电接触的装置，其特征在于，在插入区域(62)中布置至少一个接触元件(46、48)，该接触元件包括可偏转的部分(56)和接触臂(80)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述电路板衬底(30)的端侧(36)构造有具有倒圆部(40)的偏转元件(38)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个接触元件(46、48)具有可偏转的部分(56)，该可偏转的部分的敞开端部(58)与所述偏转元件(38)相对。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述至少一个接触元件(46、48)处在形成接触点(50)的情况下模制有接触臂(80)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触臂(80)能够绕布置在插头侧触点(64)处的铰接部(82)在靠放方向(74)上摆动。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触臂(80)在所述至少一个接触元件(46、48)处从分支部(52)中延伸出来，被接触的部分(54)和所述可偏转的部分(56)在所述分支部(52)处汇聚。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述接触臂(80)处实施有接触部位(50)，该接触部位与相对的接触部位(50)一起限定插入区域(62)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述电路板衬底(30)处，沿着插入方向(66)观察构造有至少一个接触面(42、44)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触臂(80)通过所述铰接部(82、84)与所述插头侧触点(64)电连接，或者通过被接触的部分(54)从所述分支部(52)开始与端侧触点(64)电连接。
10.一种利用根据权利要求1至9中任一项所述的装置建立电接触的方法，其具有以下方法步骤：
a)将设置在电路板(30)上的偏转装置(38)插入插入区域(62)中，
b)在所述电路板(30)沿插入方向(66)运动时使接触元件(46、48)偏转，以及
c)与方法步骤b)同时使接触臂(80)靠到所述电路板(30)的至少一个接触面(42、44)上，
d)在所述电路板(30)被插入的情况下通过保持所述至少一个接触元件(46、48)的偏转运动(72)维持在所述至少一个接触面(42、44)上的靠放力(78)。
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