CN104428954B - 插入式连接器、控制设备和用于制造控制设备的方法 - Google Patents

Abstract

提出一种用于控制设备(1)的插入式连接器(2)。该插入式连接器(2)具有至少一个接触销(30)，它穿过插入式连接器(20)的支撑体(20)的底板段(21)延伸并且可以与控制设备(1)的印刷电路板(40)以电气和机械方式连接。插入式连接器(2)的支撑体(20)具有一个池(28)，其由所述底板段(21)、一个在横向上包围底板段(21)的槽(22)和一个在横向上包围该槽(22)的侧缘(23)构成并且能够用密封材料如此填充，使得该密封材料在池内整体地从槽(22)直到接触销(30)延伸并且在部分位置上或者完全地覆盖底板段(21)。此外提出一种控制设备(1)和制造控制设备(1)的方法。

Description

插入式连接器、控制设备和用于制造控制设备的方法

本公开涉及一种用于控制设备的插入式连接器。此外本公开涉及一种控制设备，特别涉及用于机动车的控制设备，具有一个带开口的外壳，其内放入插入式连接器，其中该插入式连接器包括至少一个接触销，该接触销穿过插入式连接器的底板段并且与在外壳的内部设置的印刷电路板以电气和机械方式连接。此外本公开涉及一种用于制造控制设备的方法。

本专利申请要求德国专利申请Nr. 102012207601.8的优先权，它的公开内容通过引用接收于此。

在外壳和插入式连接器之间通常放入密封。这里所述密封例如可以涉及用塑料材料制造的密封。部分存在这样的需求，即也密封插入式连接器的由接触销穿过的区域。为此例如在以往在插入式连接器的内侧设置一个密封。该另外的密封的设置在制造插入式连接器时在组装控制设备之前进行。相反外壳和插入式连接器之间的密封的放入仅在组装这些部件时进行。由此产生高成本的制造过程。

本发明的任务在于提出一种插入式连接器，用它能够以特别简单的方式改善密封。

该任务通过具有独立权利要求的特征的插入式连接器和方法解决。插入式连接器、控制设备和方法的有利的设计方案和扩展从从属权利要求产生。

根据一个方面，提出一种控制设备，它特别为在机动车内应用而提供。根据另一个方面，提出一种用于该控制设备的外壳。根据再一个方面，提出用于该控制设备的插入式连接器。

所述控制设备最好具有外壳。该外壳具有一个开口，其内放入插入式连接器。在完成制造的控制设备中，插入式连接器在开口内放置。

插入式连接器具有至少一个底板段和至少一个接触销（接触杆）。底板段特别是插入式连接器的支撑体的分零件，也就是说支撑体具有底板段。接触销穿过插入式连接器的底板段延伸。在控制设备的完成制造的状态下接触销与在外壳的内部设置的印刷电路板以电气和机械方式连接。

适宜的是插入式连接器优选具有一个环绕的槽，它在一个包围插入式连接器的底板段的侧边缘和底板段之间延伸。该槽例如被提供用于容纳外壳的包围外壳开口的套环。特别该槽－和侧边缘一样－在俯视图中沿插入式连接器的插入方向围绕底板段延伸。最好底板段在横向上由该槽完全地包围。该槽优选在横向上完全地由插入式连接器的围绕底板段的侧边缘包围。所述侧边缘例如构成插入式连接器的外壁。

在控制设备的完成制造的状态下在一种实施方式中侧边缘的上缘位于比底板段的朝向外壳的表面高的安装层（安装位置）上。换句话说侧边缘的朝向外壳内部的上缘相对于底板段的朝向外壳内部的表面在朝向外壳内部的方向上错开。

换言之换言之在一种实施方式中插入式连接器的支撑体具有一个用于容纳密封的池。该池由槽、底板段和侧边缘构成。底板段的表面－更确切说底板段的朝向外壳的表面－特别是该池的一个底面的一个部分区域，所述槽可以表示所述池的底面的另一个部分区域。池的一个与底面相对的开口适宜地由侧边缘的上缘限定。在一种适宜的设计方案中接触销从池的底面在朝向开口的方向上最好通过开口伸出。所述池可以用密封材料填充－并且在控制设备的制造完成的状态下用密封材料填充。在这种情况下密封材料在一种有利的实施方式中－特别在池的内部－如此整体地从槽直到接触销延伸，使得底板段在部分位置上或者优选完全地被覆盖，并且特别在横向上包围接触销。在一种适宜的实施方式中以这种方式底板段的朝向外壳的表面完全地由密封材料覆盖。

因此在为制造密封而引入密封材料的情况下密封材料不能从插入式连接器中逸出，尽管它具有粘滞的或者可流动的特性。此外该设计方案使得能够仅必须在插入式连接器的底板段的一个唯一的位置施加密封材料。由此也能够简单地和高效地进行制造。

以这种方式在开口的区域内在外壳和插入式连接器之间构成第一密封接口，特别在外壳的包围该开口的套环和插入式连接器的包围底板段的侧边缘之间。在底板段上在至少一个接触销的区域内构成第二密封接口，更确切说特别在支撑体的底板段和接触销之间。第一和第二密封接口通过一个关联地或者整体地构造的密封件密封，该密封件特别由用以填充所述池的密封材料构成。

该结构提供这样的优点：能够借助一个公共的密封件密封两个密封接口，所述密封件在一个加工步骤－特别用密封材料填充池－中产生。这减小控制设备制造的复杂性。由此能够低成本地制造控制设备。

适宜的是该密封在第一和第二密封接口的区域内用相同的材料特别用密封材料构造。由此也减小了控制设备制造的复杂性，因为为制造密封可以仅使用一种唯一的材料。然而也可以使用两种或者多种成分材料。

所述密封例如可以是一种硬化的液体密封。该液体密封特别是在控制设备的制造完成的状态下硬化。该液体密封最好在硬化的状态下也具有一定的弹性。用于制造硬化的液体密封的适宜的密封材料对于专业人员原理上是公知的，因此这里不详细说明。

在另一种设计方案中外壳的围绕开口的套环在最终装配的、亦即在制造完成的状态下设置在槽中，在制造完成的状态下插入式连接器放入外壳的开口中。

适宜的是插入式连接器的侧边缘的上缘在最终装配状态下至少分段地与外壳间隔开，使得特别在侧边缘和外壳之间构成一个空气可通过的间隙或者区域。有利的是可以通过该空气可通过的间隙在施加密封材料时使被挤出的空气逸出。由此保证密封材料在施加后能够自由地在插入式连接器的其内放入外壳的套环的槽内分布，由此这两个外壳部件互相密封。

适宜地，印刷电路板在外壳内如此设置或者构造，使得在外壳的开口上面的装配位置形成一条到固定在外壳上的插入式连接器的通路，用于把密封材料引到插入式连接器的底板段上。例如底板段在印刷电路板的主面上的俯视图中在部分位置上不由印刷电路板覆盖。例如印刷电路板具有空隙，通过该空隙能够把密封材料施加到底板段上。由此当插入式连接器和外壳已经以机械方式互相连接时能够建立密封。通过密封材料的流动性在这种情况下保证，无论第一密封接口还是第二密封接口都能够可靠地密封。印刷电路板如此设置或者构造，使得在开口的上面形成一条到插入式连接器的通路，使得在那时能够施加密封材料。

在本发明的用于制造上述类型的控制设备的方法中在第一步骤中准备半成品，它包括放入外壳的开口内的插入式连接器。在下一步骤中如此定向该半成品，使得插入式连接器在重力方向上设置在外壳下面，使得在插入式连接器内设置的接触销指向下方，所述接触销由控制设备外部的互补的插头接触。然后把能够流动的密封材料从外壳内部起通过开口施加在插入式连接器的底板段上，使得密封材料流动到一个中间空隙内直到最后达到底板段的水平，所述中间空隙在槽内在外壳的套环和槽的壁之间构成。能够流动的密封材料的施加在本方法的一种适宜的实施方式中继续，直到该密封材料从槽经由底板段朝向接触销延伸，使得密封材料在部分位置上或者完全地覆盖底板段并且在横向上包围接触销。

本发明的方法的优点在于，为密封两个密封接口可以使用一个公共的密封，这仅在控制设备的最终装配的情况下实现。

根据至少一个方面，提出一种特别用于机动车的控制设备，它具有一个带开口的外壳，其内放入插入式连接器。该插入式连接器具有至少一个接触销，其穿过插入式连接器的一个底板段延伸并且与一个在外壳的内部设置的印刷电路板以电气和机械方式连接。在开口的区域内在外壳和插入式连接器之间构造第一密封接口，并且在底板段上在至少一个接触销的区域内构造第二密封接口。第一和第二密封接口通过一个关联地或者整体地构造的密封件密封。

根据该方面的至少一种设计方案，所述插入式连接器具有一个环绕的槽，其在插入式连接器的侧边缘和底板段之间延伸，其中该侧边缘特别构成插入式连接器的外壁。侧边缘的朝向外壳的上缘相对于底板段的一个朝向外壳的表面在朝向外壳的方向上错开。

下面根据附图中的一个实施例详细说明本发明。附图中：

图1表示通过常规的控制设备的一个部分的横截面，

图2表示从现有技术知晓的控制设备的外壳和插入式连接器的连接区的放大的视图，

图3表示本发明的控制设备的外壳和插入式连接器的连接区的剖视图。

图1表示一个从现有技术知晓的控制设备1，例如用于机动车的发动机控制设备或传动装置控制设备。也可以想到用于发动机和传动装置的组合的控制设备或者机动车的其他的控制和调节功能。控制设备1具有一个外壳10，其中在图1中仅可看见外壳下部的一个片段。外壳10具有一个底板侧的开口11，其内可放入一个插入式连接器2，它在底板段21上具有穿透该底板段21的接触销30。

图2放大表示在外壳10和插入式连接器2之间构成的连接。在外壳10和插入式连接器2之间在插入式连接器2的槽22内表示一个密封51。该密封51可以涉及用塑料材料预制的密封或者涉及硬化的液体密封。密封材料在插入式连接器2和外壳10的结合过程之前放入槽22内。

为建立机械的连接，围绕开口11的套环12被导入槽22内，使得密封51的尚未硬化的材料被挤出。结果在套环12和槽22的壁27之间延伸的空腔用密封51的材料填充并且被密封。在套环12和开口11之间构造外壳下部部件的凸肩13。在制造的范围内凸肩13形成用于在外壳10的开口11的方向上压入的插入式连接器2的止挡。通过插入式连接器2的底板段21挡在凸肩13上在该实施方式中保证，密封51的在槽22中通过套环12挤出的材料不能到达外壳10的内部。

在外壳10和插入式连接器2之间的开口11的区域内构成第一密封接口。第二密封接口在接触销的穿过底板段21的接触销30的区域内构成，所述接触销30用于电接触在外壳内侧内设置的具有电气的和/或电子的结构元件（在图1中未图示）的印刷电路板40。为此在底板段21的朝向外壳内部的表面上设置另一个密封52。该另一个密封52的设置通常通过插入式连接器2的制造商进行。由此提高插入式连接器2的成本。

与此相反图3中以剖面方式表示的本发明的控制设备1具有这样的优点：第一和第二密封接口通过一个关联地或者整体地构造的密封件密封，由此产生简化的制造过程。作为用于用附图标记50表示的密封的材料使用硬化的液体密封。

第一和第二密封接口的通过一个关联地或者整体地构造的密封件的密封需要插入式连接器2以及外壳10在用于建立机械连接的结合区域中的一种修改的结构。

插入式连接器2具有带底板段21和侧边缘23的支撑体20，在它们之间构建一个槽22。该槽22在俯视图中沿插入式连接器2的插入方向围绕底板段21构造，使得它整体地完全地包围插入式连接器2的底板段21。在俯视图中沿插入方向侧边缘23围绕槽22延伸，使得它在横向上整体地完全地围住槽22。以这种方式由侧边缘23的朝向底板段21的侧面构成槽的壁27。

图3表示处于其安装或者装配位置的控制设备。这里侧边缘23的上缘24位于比底板段21的朝向外壳10的表面25高的安装位置上。换言之借助侧边缘23、槽22和底板段21在支撑体20内构成一个池28，它的底面由底板段21的朝向外壳10的表面25和由槽22构成。池28的一个与底面相对的开口29由侧边缘的上缘24圈定。接触销30从池28的底面25在开口29的方向上伸出并且最好伸出到开口29之上。池28可以用密封材料50填充。在控制设备1完成制造的状态下池28用要硬化成密封50的密封材料填充。在这种情况下密封材料50如此整体地从槽22直到接触销30延伸，使得它完全地覆盖底板段21的朝向外壳10的表面25并且在横向上包围接触销30。在这种情况下密封材料50最好完全地在池28内设置并且特别不伸出到池28的开口29之上。

在这种情况下外壳10和插入式连接器2的复合结构（半成品）如此定向，使得插入式连接器2在重力方向上设置在外壳10的下面。这意味着，在插入式连接器2内设置的接触销30在重力方向上指向下方，所述接触销30由一个未图示的在控制设备外面的互补的插头接触。

如在常规的控制设备1的情况一样，围绕外壳10的开口11的套环12浸入槽22内。在这种情况下在套环12和壁27之间构成一个中间空隙26。同样在开口11的凸肩13的区域内形成到底板段21或者槽22的壁27之间的一个间距，使得该中间空隙26与外壳开口从而与外壳内部“连通”。同样侧边缘23的上缘24至少部分地不靠在外壳10上。相反侧边缘23如此设计和设置，使得至少一条可通过空气的间隙或者区域在外部环境和空隙26之间在槽22内的内部形成。

为制造密封50，首先在插入式连接器2和外壳10之间进行机械的连接。为此把插入式连接器2放入开口11内并且例如通过定位凸起或者其他保持零件在外壳10上机械地固定。

插入式连接器2和外壳10的机械的连接最好仅当一个在图3中未表示的带有位于其上的电气的和/或电子的结构元件的印刷电路板在外壳内固定时才进行。同时通过插入式连接器2和外壳10的机械的连接的建立可以进行接触销30向与之对应的印刷电路板的插孔内的压入，以建立对在印刷电路板上构造的印制导线或者电气部件的电连接。这称为压配合连接。该电连接在另外的设计方案中也可以以另外的方式例如通过焊接进行。

在这种情况下印刷电路板如此在外壳10内设置或者构造，使得在图3中表示的位置在开口11的上方形成一条到固定在外壳10上的插入式连接器2的通路，以便把密封材料50引到插入式连接器2的支撑体20的底板段21上。该通路例如可以是印刷电路板内的一个开口，通过该开口可以引导施加工具，以便把密封材料50最好中心地在插入式连接器20的底板段21上施加。

由于密封材料50的流动性它首先流到底板段21的表面25上，以便最终沿凸肩13流到中间空隙26内。在这种情况下密封材料首先在中间空隙26内在壁27的内侧上向下流入槽22内，以便根据压力情况然后沿外壁再次向上挤压中间空隙26。如果达到静止状态，则在中间空隙26内和在底板段21上对于侧边缘23的上缘24产生相同水平的密封材料。因为侧边缘23的上缘24的位置被如此选取尺寸，使得它在底板段21的区域内位于密封50的上缘53之上，这样密封材料50不能越过插入式连接器20的边缘23流出。换句话说底板段的朝向外壳的表面25、密封50的裸露的、背离底板段21的表面53和支撑体20的侧边缘23的上缘24以该顺序相继地－尤其在接触销30的主延伸方向上，其最好是插入方向。在这种情况下密封50完全地设置在池28内，而不通过池28的开口29伸入外壳内部。

由此引起在外壳10和插入式连接器20之间的开口的区域内的第一接口以及在穿过底板段21的接触销30的区域内的第二接口的区域内同时的密封。

在本发明的控制设备中可以通过一个公共的、关联地和/或整体地构造的密封在外壳和插入式连接器之间以及在穿过插入式连接器的接触销的区域内进行密封。由此能够以小的花费从而低的成本制造控制设备。

本发明不通过根据实施例的说明限制于这些实施例。相反本发明包括每一种新的特征以及这些特征的每一种组合，这特别包括在实施例和权利要求中的特征的每一种组合。

Claims (10)

1.用于控制设备（1）的插入式连接器（2），它具有至少一个接触销（30），该接触销（30）穿过插入式连接器（20）的支撑体（20）的底板段（21）延伸并且可以与控制设备（1）的印刷电路板（40）以电气和机械方式连接，其中，

插入式连接器（2）的支撑体（20）具有池（28），其由所述底板段（21）、在横向上包围底板段（21）的槽（22）和在横向上包围该槽的侧边缘（23）构成并且能够用密封材料如此填充，使得该密封材料在池内整体地从侧边缘（23），经过槽（22）直到接触销（30）延伸并且在部分位置上或者完全地覆盖底板段（21），且所述底板段（21）的表面表示池（28）的底面的一部分且池（28）的与该底面相对的开口由侧边缘（23）的上缘限定。

2.根据权利要求1所述的插入式连接器（2），其特征在于，密封材料（50）是硬化的液体密封。

3.用于机动车的控制设备（1），该控制设备（1）具有带开口（11）的外壳（10），在该开口（11）内放入根据上述权利要求之一所述的插入式连接器（2），其中接触销（30）与在外壳（10）的内部设置的印刷电路板以电气的和机械的方式连接，其中，

- 在开口的区域内在外壳（10）和插入式连接器（2）之间形成第一密封接口和在底板段（21）上在至少一个接触销（30）的区域内形成第二密封接口；和

- 通过整体地构造的密封（50）密封第一和第二密封接口，其中密封（50）在池（28）内整体地从槽（22）直到接触销（30）延伸并且在部分位置上地或者完全地覆盖底板段（21）。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，密封（50）在第一和第二密封接口的区域内用相同的材料构成。

5.根据权利要求3或4之一所述的控制设备，其特征在于，侧边缘（23）的上缘（24）相对于底板段（21）的朝向外壳（10）的内部的表面（25）在朝向外壳（10）的内部的方向上错开。

6.根据权利要求5所述的控制设备，其特征在于，插入式连接器（2）的侧边缘（23）的上缘（24）至少分段地与外壳（10）相间隔。

7.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，外壳（10）的包围开口（11）的套环（12）设置在槽（22）内。

8.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，印刷电路板（40）在外壳（10）内如此设置或者构造，使得在开口（11）上面的装配位置上形成一条到固定在外壳（30）上的插入式连接器（20）的通路，用于把密封（50）的材料引到插入式连接器（20）的底板段（21）上。

9.用于制造根据权利要求3到8之一所述的控制设备的方法，其中，

- 准备半成品，它包括放入外壳（10）的开口（11）内的插入式连接器（2）；

- 如此定向该半成品，使得插入式连接器（2）在重力方向上设置在外壳下面，使得在插入式连接器（2）内设置的接触销（30）指向下方，所述接触销（30）从控制设备（1）外部由一个互补的插头接触；

- 把能够流动的密封材料从外壳内部和通过开口（11）施加在插入式连接器（2）的底板段（21）上，使得密封材料流动到空隙（26）内直到达到底板段（21）的水平，所述空隙（26）在槽（22）内在外壳（10）的套环（12）和槽（22）的壁（27）之间构成。

10.根据权利要求9所述的方法，其中能够流动的密封材料的施加在达到底板段（21）的水平后继续，直到该密封材料从槽（22）经底板段（21）朝向接触销（30）延伸，使得密封材料在部分位置上或者完全地覆盖底板段（21）并且在横向上包围接触销（30）。