CN104577387B - 用于电连接两个电路板的连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电连接两个电路板的连接装置，该连接装置带有第一和第二同轴插接器和联接部件，其中，两个同轴插接器和联接部件分别具有外导体和内导体，并且同轴插接器的外导体通过联接部件的外导体彼此电连接，并且同轴插接器的内导体通过联接部件的内导体彼此电连接，并且其中，联接部件能倾斜于对准的取向地且能沿轴向方向移动地布置在两个同轴插接器之间。为了以如下方式改进连接装置，即，使其具有改善的电传输特性并且能够减少联接部件的微弱运动的危险，根据本发明建议的是，联接部件保持在能弹性形变的、电介质形成的保持环上，该保持环沿周向方向围绕联接部件并且贴靠在至少一个同轴插接器上。

Description

用于电连接两个电路板的连接装置
技术领域
本发明涉及一种用于电连接两个电路板的带有第一和第二同轴插接器和联接部件的连接装置，其中，两个同轴插接器和联接部件分别具有外导体和内导体，并且同轴插接器的外导体通过联接部件的外导体彼此电连接，并且同轴插接器的内导体通过联接部件的内导体彼此电连接，并且其中，联接部件能从对准的取向进行倾斜地且能沿轴向方向移动地布置在两个同轴插接器之间。
背景技术
在电设备中通常使用多个电路板，这些电路板的印制导线必须彼此电连接。在此，同轴插接件可以布置在电路板上，这些同轴插接件彼此连接，例如通过同轴电缆。通过同轴电缆的连接的优点是，可以补偿两个电路板的位置不准确和相对运动。然而，借助同轴电缆的连接相对昂贵并且此外具有缺点是，必须相对大地选择两个电路板之间的间距。
代替通过同轴电缆使电路板的同轴插接器彼此连接，还建议了通过刚性的联接部件使两个同轴插接器彼此连接。联接部件大致圆柱形地构造并且可以实现，使两个电路板和在固定在其上的同轴插接器彼此间以很小的间距布置。联接部件具有内导体，通过该内导体两个同轴插接器的内导体彼此连接。此外，联接部件具有外导体，通过该外导体两个同轴插接器的外导体彼此连接。联接部件布置在两个同轴插接器之间并且可以从如下的取向进行倾斜地且沿轴向方向移动，在该取向中联接部件与两个同轴插接器对准。这可以实现的是，使两个电路板在维持电连接的情况下彼此间以很小的间距布置并且在一定的范围内相对于彼此地运动。此外，可以通过联接部件的能斜向的且能轴向移动的布置来补偿位置不准确。
由实用新型文献DE 202 08 425 U1公知了上文提到的类型的连接装置。在该文献描述的连接装置中，同轴插接器分别具有接触销形式的内导体，所述内导体可以与联接部件的内导体的端侧的凹部进行嵌接。同轴插接器的外导体分别构成外导体插槽，联接部件的外导体可以插入该外导体插槽中。联接部件的外导体在其端部分别具有环绕的环形凸起，该环形凸起接触外导体插槽的内侧。公知的连接装置允许的是，使联接部件沿轴向方向在一定的范围内移动并从对准的取向进行倾斜。然而，例如由于震动会造成联接部件的微弱运动，尤其是振动。微弱运动会导致磨损，该磨损会损害连接装置的电传输特性。
公开文献WO 00/52788 A1中建议了一种连接装置，在该连接装置中联接部件通过牢固的球形铰链与两个同轴插接器中的一个机械连接。虽然牢固的球铰链可以实现使联接部件相对于同轴插接器倾斜，但却不能实现关于该同轴插接器的轴向运动。
DE 100 57 143 C2中建议了一种连接装置，在该连接装置中联接部件同样与两个同轴插接器中的一个机械连接。为此，布置在联接部件的外导体的外侧上的径向扩展部卡锁到环形槽中，该环形槽于内侧布置在同轴插接器的设计为外导体插槽的外导体上。由此，限制了联接部件的运动自由性。此外表明的是，提供卡锁连接会损害连接装置的电传输特性。
发明内容
本发明的任务在于，如下地改进这种类型的连接装置，即，使其具有改善的电传输特性并且可以减少联接部件微弱运动的危险。
在上文提到的连接装置中，该任务通过如下方式来解决，即，联接部件保持在能弹性形变的、电介质形成的保持环上，该保持环沿周向方向围绕联接部件并且贴靠在至少一个同轴插接器上。
在根据本发明的连接装置中，联接部件通过能弹性形变的、电介质形成的保持环支撑在至少一个同轴插接器上，尤其是支撑在至少一个同轴插接器的外导体上。保持环由电介质材料制造并且能弹性形变。保持环的可形变性可以实现：使联接部件相对于同轴插接器沿轴向方向移动并且从对准的取向进行倾斜，从而可以通过联接部件补偿两个通过连接装置彼此电连接的电路板的位置不准确和相对运动。但是，能弹性形变的保持环抵抗联接部件的微弱运动，该微弱运动可能会导致磨损并因此影响电传输特性。用于补偿两个电路板的位置不准确和相对运动的联接部件的可运动性在实际中不受能弹性形变的保持环限制，但是，保持环尤其抵抗联接部件的振动。
有利的是，保持环与联接部件形状锁合地连接。
例如可以设置的是，联接部件的外导体在其外侧，优选沿联接部件的纵向方向正中地具有环形槽或环形凸起，并且保持环具有与环形槽或与环形凸起互补设计的保持环区段，该保持环区段形状锁合地探入环形槽中或形状锁合地围绕环形凸起。
保持环由电介质材料制造。保持环优选由弹性体制成。
特别有利是，保持环是有轮廓的。除了给予其材料方面的弹性，轮廓还给予保持环形状方面的弹性这改善了止动环的可形变性并且因此改善了联接部件的可运动性用以补偿两个电路板的位置不准确和相对运动。
在本发明的特别优选的设计方案中，保持环喷水密封地贴靠在联接部件上和至少一个同轴插接器上。因此，保持环形成了密封元件，该密封元件阻止喷水和污物例如灰尘侵入到联接部件与至少一个同轴插接器之间的区域中。
有利的是，保持环贴靠在两个同轴插接器的外导体上。在这类设计方案中，联接部件通过保持环支撑在同轴插接器的两个外导体上。保持环可以以结构上简单的方式实现联接部件的定中心。此外，保持环使联接部件在同轴插接器上的定位变得容易并简化了连接装置的装配。
保持环优选定位在两个同轴插接器的外导体之间。
可以设置的是，根据本发明的连接装置具有唯一的、能弹性形变的、电介质形成的保持环，通过该保持环联接部件支撑在一个或也可以是两个同轴插接器上。
在本发明的有利的改进方案中，连接装置具有至少两个能弹性形变的、电介质形成的保持环，其中，联接部件通过第一保持环支撑在第一同轴插接器上并且通过第二保持环支撑在第二同轴插接器上。这类设计方案尤其有利的是，联接部件相对长地构造，以便桥接两个电路板之间相对大的间距。
有利的是，至少一个保持环与同轴插接器的至少一个外导体力锁合和/或形状锁合地连接。保持环例如可以探入外导体的环形槽中和/或可以包围外导体的径向向内或向外指向的扩展部。
有利的是，联接部件具有绝缘部分，该绝缘部分由联接部件的内导体穿过并由联接部件的外导体围绕并且限定了联接部件相对于同轴插接器的倾斜运动和轴向运动。联接部件的绝缘部分一方面用于将联接部件的内导体与外导体分开。另一方面，联接部件的绝缘部分形成止挡元件，借助该止挡元件可以限定联接部件相对于同轴插接器的轴向运动和倾斜运动。
例如可以设置的是，绝缘部分在联接部件到达端部位置时能抵靠在同轴插接器的内导体的端侧上。因此，绝缘部分形成止挡元件，当联接部件相对于同轴插接器已经到达端部位置时，该绝缘部分抵靠在同轴插接器的内导体的端侧上。
有利的是，联接部件的内导体销形地设计并且保持在同轴插接器的内导体的弹性的端侧的凹部中。
有利的是，同轴插接器的内导体相同地构造并且分别具有端侧的凹部，联接部件的内导体利用端部区域探入该凹部中。
在本发明的有利的设计方案中，通过如下实现了特别好的电传输特性，尤其是非常少的互调，即，同轴插接器的内导体分别具有端侧的带旋转对称的内表面的凹部，该凹部的内直径在凹部的整个长度上或至少一部分长度上变化并且具有最小值，并且联接部件的内导体具有带圆柱形的外表面的彼此背离的端部区域，其中，端部区域分别探入同轴插接器的内导体的凹部中并且在具有凹部的最小内直径的区域中线状地接触凹部。圆柱形的外表面和旋转对称的内表面的组合可以实现联接部件的内导体在实际中线状地贴靠在同轴插接器的内导体上，该内表面的内直径在该凹部的长度上或至少一部分长度上优选连续地变化并且具有最小值。联接部件可以斜向且轴向移动，用以补偿电路板相对于同轴插接器的位置不准确和相对运动。在联接部件相对于一个或两个同轴插接器的运动时不会发生接触区域的几何结构的突然变化，在该接触区域中，联接部件的内导体接触同轴插接器的内导体。由此防止了：在联接部件运动时连接装置的电传输特性显著改变。这尤其抵抗互调的产生。
有利的是，同轴插接器的内导体是轴向开槽的并且构成径向向内地倾斜的弹性舌部。在联接部件的内导体的端部区域插入同轴插接器的内导体的凹部中时，弹性舌部可以沿径向方向向外地形变，其中，这些弹性舌部弹性地贴靠在联接部件的内导体的端部区域上。
在弹性舌部的第一纵向区域中，例如从凹部的底部出发，凹部的内直径可以连续减小，并且弹性舌部的第二纵向区域与第一纵向区域中连结，在该第二纵向区域中凹部的内直径连续增大。联接部件的销形的内导体可以利用圆柱形的端部区域探入凹部中，其中，该端部区段可以在具有最小内直径的区域中线状地接触凹部。
在本发明的有利的实施方式中，同轴插接器的外导体分别具有端侧的带圆柱形内表面的凹部，并且联接部件的外导体具有带旋转对称的外表面的彼此背离的端部区段，该端部区段的外直径在端部区段的长度上或一部分长度上变化并且具有最大值，其中，各端部区段探入同轴插接器的外导体的凹部中并且在具有端部区段的最大外直径的区域中线状地接触凹部。旋转对称的外表面(其外直径在外表面的长度上或在至少一部分长度上优选连续地变化并且具有最大值)和圆柱形的内表面(其在外表面的最大外直径的区域中接触外表面)的组合可以实现外表面线状地贴靠在内表面上并因此实现联接部件的外导体线状地贴靠在同轴插接器的外导体上。联接部件可以斜向且轴向地移动，用以补偿电路板相对于同轴插接器的位置不准确和相对运动。在联接部件相对于一个或两个同轴插接器运动时不会发生接触区域的几何结构的突然变化，在该接触区域中，联接部件的外导体接触同轴插接器的外导体。由此防止了，在联接部件运动时连接装置的电传输特性显著改变。这尤其抵抗互调的产生。
有利的是，联接部件的外导体的端部区段是轴向开槽的并且构成径向向外地倾斜的弹性舌部。径向向外倾斜的弹性舌部可以在联接部件的外导体插入到同轴插接器的外导体的凹部中时沿径向方向向内形变，其中，这些弹性舌部弹性地贴靠在凹部的内侧上。
附图说明
结合附图对本发明的有利的实施方式进行详细的描述。其中：
图1示出根据本发明的连接装置的有利的第一实施方式的截面图，其中，联接部件关于两个同轴插接器具有对准的取向并且沿轴向方向正中地布置在两个同轴插接器之间；
图2示出图1的连接装置的截面图，其中，联接部件是倾斜的且轴向移动的；
图3示出图1的连接装置的保持环的替选的设计方案的截面图；
图4示出根据本发明的连接装置的有利的第二实施方式的截面图，其中，联接部件与两个同轴插接器对准地且正中地布置在两个同轴插接器之间。
具体实施方式
图1和图2中示意性示出根据本发明的连接装置的有利的第一实施方式，该连接装置整体以附图标记10标示。连接装置10可以实现将第一电路板12与第二电路板14导电连接。为了该目的，连接装置10具有第一同轴插接器16和第二同轴插接器18以及能运动地布置在两个同轴插接器16、18之间的联接部件20。
第一同轴插接器16保持在第一电路板12上并且具有第一外导体22，该第一外导体根据插槽的类型地构造并且具有带圆柱形的中间区段26和圆锥形扩展的端部区段28的第一凹部24，该端部区段向着第二电路板14的方向连结到第一凹部24的圆柱形的中间区段26上。
第一同轴插接器16的第一内导体30布置在第一凹部24中，其中，第一环形腔32在第一内导体30与第一凹部24的圆柱形的中间区段26的壁之间延伸。
第一内导体30具有端侧的凹部34并且从其面向第二电路板14的自由的端侧36起沿轴向方向开槽，从而该第一内导体构造多个相同结构的弹性舌部38，这些弹性舌部从凹部34的底部40出发地径向向内倾斜。凹部34的内表面42关于纵轴线44旋转对称地构造，其中，凹部的内直径随着与底部40的间距的增加首先连续减小并且在与自由端侧36相邻的端部区域中连续增大。凹部34在与自由端侧36间距很小处具有最小的内直径。
第二同轴插接器18如第一同轴插接器16那样相同地构造。该第二同轴插接器具有第二外导体46，该第二外导体根据插槽的类型地构造并且具有带圆柱形的中间区段50的第二凹部48，圆锥形扩展的端部区段52向着第一电路板的方向连结到该中间区段上。
第二外导体46围绕第二同轴插接器18的第二内导体54，其中，第二环形腔56在第二内导体54与第二外导体46的圆柱形的中间区段50之间延伸。第二内导体54具有端侧的凹部58并且从其面向第一电路板12的自由端侧60起沿轴向方向开槽。第二内导体构造相同结构的弹性舌部62，这些弹性舌部从凹部58的底部64出发地径向向内倾斜。凹部58的内表面66旋转对称地构造，其中，其内直径随着与底部64的间距的增加首先连续减小并且在与自由端侧60相邻的端部区域连续增大。凹部58在与自由的端侧60间距很小处具有最小的内直径。
布置在两个同轴插接器16、18之间的联接部件20具有销形的内导体68，该内导体沿纵向方向穿过绝缘部分70并且利用第一端部区域72探入第一内导体30的端侧的凹部34中并利用背离第一端部区域72的第二端部区域74探入第二内导体54的端侧的凹部58中。两个端部区域72、74分别具有圆柱形的外表面76或78，这些圆柱形的外表面在带有凹部34、58的最小内直径的区域中线状地接触凹部34或58的旋转对称的内表面42或66。
联接部件20的绝缘部分70在其外侧上承载外导体80，该外导体利用第一端部区段82探入第一外导体22的第一凹部24中并且利用第二端部区段84探入第二外导体46的第二凹部48中。第一端部区段82同样如第二端部区段84那样沿轴向方向开槽并且具有多个弹性舌部86或88，这些弹性舌部从外导体80的沿周向方向围绕绝缘部分70的中间区段90出发地径向向外倾斜。
外导体80在第一凹部24的圆柱形的中间区段26的高度上具有旋转对称的外表面，该外表面的外直径在第一端部区段82的长度上连续地变化。从端部区段82的自由端部出发，外直径首先增大，以便紧接着连续减小。端部区段82在与自由端部间距很小处具有最大的外直径。在具有最大外直径的区域中，端部区段82线状地接触圆柱形的中间区段26。
以相应的方式，第二端部区段84在第二外导体46的圆柱形的中间区段50的高度上具有旋转对称的外表面，该外表面的外直径在第二端部区段84的长度上连续变化。从端部区段84的自由端部出发，外直径首先增大，以便紧接着连续减小。在与自由端部间距很小处端部区段84的外直径为最大。在具有最大外直径的区域中，端部区段84线状地接触圆柱形的中间区段50。
沿纵向方向，外导体80在正中在其外侧处具有环形凸起92，该环形凸起由能弹性形变的、电介质形成的保持环94形状锁合地围绕。保持环94喷水密封地贴靠在第一外导体22的端部区段28上和第二外导体46的端部区段52上，并且由此形成了密封元件，该密封元件密封第一环形腔32和第二环形腔56以防喷水、灰尘和其它污物。
保持环94由弹性体制成并且将联接部件20弹性地支撑在第一外导体22上和第二外导体46上。保持环94将联接部件20在两个同轴插接器16与18之间定中心并且抵抗联接部件20的微弱运动，尤其是抵抗联接部件20的振动。
两个电路板12、14可以相对彼此地沿轴向方向关于纵轴线44且横向于纵轴线44地运动。这造成的结果是：联接部件20相对于同轴插接器16、18轴向运动和斜向运动。在图2中示意性示出了在两个电路板12、14的轴向和径向的相对运动之后的连接装置10。明显的是，联接部件20占据倾斜位置，其中，保持环94弹性形变。在到达端部位置之后，联接部件20的绝缘部分70可以接触第一内导体30的自由端侧36或也可以接触第二内导体54的自由端侧60，并且由此防止了联接部件相对于同轴插接器16、18的进一步相对运动。因此，绝缘部分70形成了止挡元件，该止挡元件限定联接部件20的轴向运动和倾向运动。
此外，由图2清楚地示出，同轴插接器16、18的内导体30和54在联接部件20的斜向位置上也仅线状地接触联接部件20的内导体68的端部区域72或74，并且两个同轴插接器16、18的外导体22或46的圆柱形的中间区段26或50也仅线状地接触联接部件20的外导体80的端部区段82、84。由此确保的是，在联接部件20的斜向的和/或轴向错开的位置上，互调的产生也可以保持得很低。
图3中示意性示出保持环104的替选的设计方案，其代替保持环94地可以在连接装置10中使用。保持环104在其外侧上具有环形槽106，该环形槽给予保持环104形状方面的弹性。因此，与在图1和图2中示出的保持环94相比可以利用较小的力使保持环104形变。
图4中示出根据本发明的连接装置的有利的第二实施方式，其整体以附图标记110标示。连接装置110在很大程度上如之前参考图1和图2所描述的连接装置10那样相同地构造。因此，在图4中对于相同的构件使用如在图1和图2中那样同样的附图标记并且关于这些构件为了避免重复而参考之前的阐述。
连接装置110与连接装置10的区别在于，代替保持环94而使用保持环114，保持环114不仅与联接部件20的外导体80的环形凸起92而且也与第一同轴插接器16的外导体22形状锁合地连接。为此，外导体22具有沿周向方向围绕外导体22的U形的环形槽116，并且保持环114不仅与环形槽116而且也与第一外导体22的连结到环形槽116上的端部区域118构成形状锁合。
保持环114也喷水密封地贴靠在同轴插接器16、18的两个外导体22和46的端部区段28和52上并且将联接部件20在两个同轴插接器16与18之间定中心。此外，能弹性形变的、电介质形成的保持环114抵抗联接部件20的微弱运动，尤其是振动。
连接装置110的联接部件20可以以同样的方式如连接装置10的联接部件20那样沿轴向方向相对于同轴插接器16、18移动并从在图4中示出的对准的取向进行倾斜。连接装置10的联接部件20的以上的实施方案也适合连接装置110的联接部件20并且因此不应重复赘述。
连接装置10和110由于高的电传输质量而出众，其中，实际上不会发生如下危险，即，联接部件20实施微弱运动尤其是振动，所述运动可能会导致磨损并因此影响电传输特性。

Claims (13)

1.一种用于电连接两个电路板(12、14)的连接装置，所述连接装置带有第一和第二同轴插接器(16、18)和联接部件(20)，其中，这两个同轴插接器(16、18)和所述联接部件(20)分别具有外导体(22、46、80)和内导体(30、54、68)，并且所述同轴插接器(16、18)的外导体(22、46)通过所述联接部件(20)的外导体(80)彼此电连接，并且所述同轴插接器(16、18)的内导体(30、54)通过所述联接部件(20)的内导体(68)彼此电连接，并且其中，所述联接部件(20)能从对准的取向进行倾斜地且能沿轴向方向移动地布置在两个所述同轴插接器(16、18)之间，其特征在于，所述联接部件(20)保持在能弹性形变的保持环(94；104；114)上，所述保持环沿周向方向围绕所述联接部件(20)并且贴靠在至少一个同轴插接器(16、18)上，其中，所述保持环(94；104；114)贴靠在两个同轴插接器(16、18)的外导体(22、46)上。
2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述保持环(94；104；114)与所述联接部件(20)形状锁合地连接。
3.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述保持环(94；104；114)由弹性体制成。
4.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述保持环(94；104；114)是有轮廓的。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述保持环(94；104；114)喷水密封地贴靠在所述联接部件(20)上和至少一个同轴插接器(16、18)上。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述保持环(94；104；114)与所述同轴插接器(16、18)的至少一个外导体(22、46)力锁合和/或形状锁合地连接。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述联接部件(20)具有绝缘部分(70)，所述绝缘部分由所述联接部件(20)的内导体(68)穿过并由所述联接部件(20)的外导体(80)围绕并且限定了所述联接部件(20)相对于所述同轴插接器(16、18)的倾斜运动和轴向运动。
8.根据权利要求7所述的连接装置，其特征在于，所述绝缘部分(70)能抵靠在所述同轴插接器(16、18)的内导体(30、54)的端侧(36、60)上。
9.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述联接部件(20)的内导体(68)销形地设计并且保持在所述同轴插接器(16、18)的内导体(30、54)的弹性的端侧的凹部(34、58)中。
10.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述同轴插接器(16、18)的内导体(30、54)分别具有端侧的带旋转对称的内表面(42、66)的凹部(34、58)，所述凹部的内直径在所述凹部(34、58)的整个长度或至少一部分长度上变化并且具有最小值，并且所述联接部件(20)的内导体(68)具有带圆柱形的外表面(76、78)的彼此背离的端部区域(72、74)，其中，所述端部区域(72、74)分别探入所述同轴插接器(16、18)的内导体(30、54)的凹部(34、58)中并且在具有所述凹部(34、58)的最小内直径的区域中线状地接触所述凹部(34、58)。
11.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述同轴插接器(16、18)的内导体(30、54)是轴向开槽的并且构成径向向内地倾斜的弹性舌部(38、62)。
12.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述同轴插接器(16、18)的外导体(22、46)分别具有端侧的带圆柱形内表面的凹部(24、48)，并且所述联接部件(20)的外导体(80)具有带旋转对称的外表面的彼此背离的端部区段(82、84)，所述端部区段的外直径在所述端部区段(82、84)的整个长度或至少一部分长度上变化并且具有最大值，其中，各端部区段(82、84)探入所述同轴插接器(16、18)的外导体(22、46)的凹部(24、48)中并且在具有最大外直径的区域中线状地接触所述凹部(24、48)。
13.根据权利要求1、2、3或4所述的连接装置，其特征在于，所述联接部件(20)的外导体(80)的端部区段(82、84)是轴向开槽的并且构成径向向外地倾斜的弹性舌部(86、88)。
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