CN111095689A - 电插接连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电插接连接器(10)，尤其用于数据和电能的组合传输，所述电插接连接器(10)具有壳体(16)，具有用于与另一插接连接器的配合的接触面连接的多个第一接触面(16)，具有在壳体中的多个导电的导体组件(44)以及具有用于与通向插接连接器的导线连接的多个联接接触件(26)，其中第一接触面(16)借助导体组件(44)各自与联接接触件(26)连接，其中导体组件中的至少一个具有用于通过此导体组件分开和闭合导电连接的装置(28)。

Description

电插接连接器

技术领域

本发明涉及一种电插接连接器，尤其用于数据和电能的组合传输，该电插接连接器具有壳体，具有用于与另一插接连接器的配合的接触面连接的多个第一接触面，具有在壳体中的多个导电导体组件以及具有用于与通向插接连接器的导线连接的多个联接接触件，其中第一接触面借助于导体组件各自与联接接触件连接。

背景技术

在带电压的或电流流过的电接触分开时产生开关电弧或口语中的火花。在小电流和低电压下，仅出现所谓的中断火花或开关火花，其自熄灭。在较大的电流和电压下，通过特殊的构件阻止或者快速破坏(Zusammenbrechen)电弧的产生，这例如通过火花的弧光消除室来获得，以阻止接触件由于开关电弧中的高温而损坏。这些措施作为火花消除是已知的并且在能源技术中使用。开关火花和开关电弧产生是因为电流在接触件断开之后以火花放电或电弧放电的形式继续流动。在闭合的接触件中存在大致均匀的电流分布。在接触分开时，首先在最后的接触点处出现电流密度的集中。在进一步断开时，于是在最后的接触点处或也在多个接触点处构造在接触件之间的开关电弧。开关火花和开关电弧导致干扰发射和接触磨损。如果开关电弧没有足够快地中断或消除，那么这尤其在高电流和电压下导致开关接触件由于接触件烧损而被损坏。在最坏的情况下，这可导致接触件被焊接在一起并且不能再分开。即使自消除的开关火花，长期也将导致构件的接触磨损和提前失效。电流强度和/或电压越高，则在此产生的开关电弧能量越富集。在直流电传输中，火花消除还更重要，因为不存在如交流电中的、可自消除开关电弧的零电压通过（Nullspannungsdurchgang）。在所谓的以太网供电(PoE)的应用中，插接连接器、例如RJ45插接连接器或者USB插接连接器不仅用于传输数据，而且附加地用于传输电能。用于数据和电能的组合传输的这种插头的接触面非常薄地构造。在这种插头中，在插入插座(Buchse，有时称为插口)中或从插座中拉出时，出现接触磨损提高或甚至出现两个接触面之间的接触燃烧。

利用本发明应改进电插接连接器。

发明内容

根据本发明，为此设置一种尤其用于数据和电能的组合传输的电插接连接器，该电插接连接器具有壳体、具有用于与另一插接连接器的配合接触面连接的的多个第一接触面，具有在壳体中的多个导电导体组件以及用于与通向插接连接器的导线连接的多个联接接触件，其中第一接触面借助于导体组件各自与联接接触件连接，其中导体组件中的至少一个具有用于通过此导体组件分开和闭合导电连接的装置。

因此，为了保护插头-插座连接，根据本发明提出，当存在产生开关电弧的条件时，于是将开关电弧转移到导体组件上，从而因此电弧不在插接连接器的第一接触面和另一插接连接器的配合接触面之间出现。由此，所产生的开关电弧或还有多个出现的开关电弧可以转移到例如插接连接器内部的尺寸配合的接触面上，使得被设置用于与另一插接连接器的配合的接触面连接的第一接触面可以符合所要求的标准、例如RJ45或USB地实施。用于与另一个插接连接器的配合的接触面连接的第一接触面由此可以无危险地非常薄地并且还关于产生开关火花或开关电弧可少量负荷地实施，因为开关火花或开关电弧在导体组件和用于分开和闭合的装置的区域中在为此设计的接触面处产生。换句话说，因此在导体组件的区域中实现了提前接触，在两个插接连接器分开时，在第一接触面从另一个插接连接器的配合的接触面脱离之前，该提前接触脱离连接。在连接时，首先将第一接触面与另一个插接连接器的配合的接触面导电连接，并且然后才通过在插入时滞后的接触，使用于通过导体组件分开和闭合第一接触面与另一个插接连接器的配合的接触面的连接的装置以电流和电压加载。

在本发明的改进方案中，用于分开和闭合的装置构造为，在从插接连接器拔出另一个插接连接器时，在将第一接触面与另一插接连接器的配合的的接触面分开之前，引起至少一个导体组件的分开。

在本发明的改进方案中，用于分开和闭合的装置构造为，在将另一个插接连接器插入到插接连接器中时，在将第一接触面与所述另一插接连接器的配合的接触面至少部分地连接之后，引起至少一个导体组件的闭合。

因此，在分开两个插接连接件、例如插头-插座连接时，通过用于分开和闭合的装置实现提前的分开，在连接两个插接连接件、例如插头-插座连接时，通过用于分开和闭合的装置实现滞后的接触。

在本发明的改进方案中，用于分开和闭合的装置具有第二导电接触面、第三导电接触面以及用于使第一和第二接触面在闭合位置与分开位置之间运动的装置，在所述闭合位置中，第一和第二接触面触碰，在所述分开位置中，第一和第二接触面彼此间隔开地布置。

在本发明的改进方案中，第二接触面设置在布置在壳体内的插头处，且第三接触面设置在布置在壳体内的插座处，其中壳体内的插头和/或插座可从闭合位置运动到分开位置中。

在本发明的改进方案中，插座构造为导体板中的部分区段地金属化的贯通开口。

以这种方式，可以非常紧凑且成本适宜地实现插座。

在本发明的改进方案中，第二接触面或第三接触面布置在可移动地布置在壳体中的滑块处。

通过这种方式，一方面可通过导体组件中的用于分开和闭合的装置实现可靠的接触。另一方面，在分开时提前的分开和在连接时滞后的接触也可以可靠地并且通过用于分开和闭合的装置的紧凑的实施来实现。

在本发明的改进方案中，滑块可借助于将另一插接连接器插入到壳体中和/或从壳体中拉出另一插接连接器来移动。

因此，在插入或拉出插接连接器时，通过操作者施加为了移动滑块所需的动能。以这种方式，在插接连接器内部不需要致动器，并且根据本发明的插接连接器能够在结构上简单地并且极其可靠地实现。

附图说明

本发明的另外的特征和优点结合附图由权利要求和以下对本发明的优选实施方式的描述给出。在此，不同的、所示出的和所描述的实施方式的单个特征能够以任意的方式相互组合，即使没有与各个单个特征相关联地描述或示出的另外的特征，也没有超出本发明的范围。在附图中：

图1示出根据本发明的第一实施方式的根据本发明的插接连接器的剖视图，

图2无壳体地从斜上方示出图1的插接连接器的视图，

图3从另一个观察方向示出了图2的状态中的插接连接器，

图4从侧面示出了图2和图3的状态中的插接连接器，

图5从斜后方示出了图1的插接连接器，其没有接触面和导体组件，

图6以分离的图示示出图5的插接连接器的滑块，

图7示出了一种状态中的图1的插接连接器，在该状体中插入另一个配合的插接连接器，

图8无壳体地示出了图7的状态中的插接连接器，

图9以分离的图示示出根据本发明的另一个实施形式的插接连接器的滑块，

图10示出一种状态中的图9的滑块，在该状态中，根据本发明的插接连接器与另一个配合的插接连接器连接，其中，仅示出图9的滑块和根据本发明的插接连接器的导体组件，

图11从其他视角示出图10的滑块和导体组件的图示，其中，省略了承载导体组件的导体板。

具体实施方式

图1以剖视图从侧面示出了根据本发明的电插接连接器10，该电插接连接器构造为RJ45插座。插接连接器10具有壳体12，在该壳体中设置有多个第一接触弓14。在图1的视图中只能看到接触弓14之一。接触弓14各自U形地弯曲，其中，在图1中的斜向下延伸的下支腿处设置有第一接触面16。在插入另一个配合的插接连接器时，接触面16以及另外的在图1中不可见的第一接触面16用于建立与第一接触面16的电连接并且因此建立与接触弓14的电连接。接触弓14的第二支腿引导至导体板18，在该导体板上设置有多个导体组件，该导体组件与第一接触弓14处于连接，以及如有可能还有无源的电子元件20、22、24，所述电子元件20、22、24于是与在导体板18上或中的单个的、多个的或者还有所有的导体组件处于连接。无源电子元件20、22、24例如可构造为线圈、电容器或还有电阻，并且用于确保电插接连接器10在所设置的频率范围内的有效功率。第一接触弓14在图1中在导体板18的上部区域中与设置在导体板中的导体组件连接。

在导体板18的在图1中下部区域中，多个联接接触件26与导体板18且与导体板18的导体组件连接。这些联接接触件26被设置用于将插接连接器10与通向插接连接器10的导线连接，其中这些导线在图1中未示出。通向插接连接器10的导线例如也可以构造在导体板上。在图1中示出的联接接触件26例如设置用于插入到导体板的金属化的贯通开口中。

第一接触弓14中的一个分别与导体板18上的导体组件中的一个连接，并且导体板18的导体组件中的一个于是分别与联接接触件26中的一个连接。因此，分别在联接接触件26、在导体板18上的导体组件中的一个和第一接触弓14中的一个之间存在电连接。

为了能够通过导体组件打开和闭合此电连接，在根据本发明的电插接连接器10中设置有用于通过导体组件分开和闭合这种导电连接的装置28。此用于分开和闭合的装置一方面具有在导体板18中的部分区段地金属化的贯通开口30并且另一方面具有在能在壳体12中移动的滑块34处的插头32。

在图1的状态中，联接接触件26与第一接触弓14之间的电连接被分开或中断。这是因为插头32与导体板18中的贯通开口30间隔开布置。如果例如联接接触件26联接到通电流且带电压的导线处，则在图1的状态中第一接触弓14没有电流和电压。

只有当滑块34在图1的图示中向左运动直至插头32布置在导体板18的贯通开口30中时，才通过导体板18中的导体组件闭合电连接，以至于于是第一接触弓14中的一个也分别与联接接触件26中的一个处于电连接。

在壳体12的下侧处设置有另外的联接接触件36，所述联接接触件用于壳体12处的然而未示出的LED的能量供给。设置有另外的联接接触件40用于接触壳体12的屏蔽件。此外，壳体12的底侧设有卡钩38，壳体12可以利用卡钩机械地锚固，例如锚固在导体板或还有设备壳体的配合的贯通开口中。

如所实施的那样，插接连接器10构造为RJ45插座并且被设置用于组合地传输数据和电能。例如，在所谓的以太网供电(PoE)标准中，通过数据线传输能量，其中此电能不仅仅是为了数据传输所需的电能。而是例如使用两条数据线的导线用于具有直至50V的直流供电。

因为第一接触弓14的第一接触面16以及另一插接连接器(在图1的实施方式中因此是RJ45插头)的配合的接触面在其设计时原本根本没有被设计用于在直流电压运行中传输电能，所以接触面16本身太小，以致于不能持续无干扰地传输所要求的电功率。特别在RJ45插接连接器、USB插接连接器或者还有其它通常仅用于通讯技术的连接器的连接和分开时，可在待连接或待分开的接触面之间产生开关火花或开关电弧。这可能导致接触面由于接触烧损而损坏或者甚至导致接触面的焊接。在待连接或待分开的接触面之间产生开关火花、中断火花或开关电弧在任何情况下都导致这些接触面的使用寿命的明显减少。

根据本发明的插接连接器10在此由用于通过导体板18中的导体组件分开和闭合导电连接的装置28来进行补救。

特别地，如已经阐述的那样，在图1的状态中，通过导体板18中的导体组件分开电连接。

如果现在将配合的插接连接器插入到图1的电插接连接器10中，也参见图7，则此配合的插接连接器向左压图1中的滑块34，直到插头32布置在导体板18的贯通开口30中且由此通过导体板18中的导体组件闭合电连接。导体组件的该闭合状态在图7中示出。

然而，只有在另外的插接连接器50的接触面已经与插接连接器10的第一接触面16机械和电接触之后，配合的插接连接器才将滑块34压到图1中布置在左边的位置中，在该位置中，于是通过导体板18中的导体组件闭合电连接。由此可获得，使得另一插接连接器50的接触面与插接连接器10的第一接触面16的接触在无电流和无电压状态下进行。因此，在另外的插接连接器的接触面与插接连接器10的第一接触面16接触时，开关火花或开关电弧的产生被排除。

只有当另外的插接连接器的接触面已经与插接连接器10的第一接触面16接触时，另外的插接连接器50才从图1中示出的位置出发向左压滑块34，直至到达图7中示出的位置。在另外的插接连接器50在图1中也就是从右向左的该运动期间，所述另外的插接连接器50的接触面与插接连接器10的第一接触面16保持机械接触和电接触。换句话说，第一接触面16沿着在配合的插接连接器的接触面上滑动，直到到达图7中所示的位置。

从图7的状态开始，将配合的插接连接器50从插接连接器10中(也就是说在图7中向右拉出)。在图7中，一旦配合的插接连接器50向右移动，则滑块34也向右移动。因此，插头32从导体板18中的贯通开口30中移动出来，直至达到图1的状态，其中因此插头32与贯通开口30间隔开。在图1的状态下，当另外的插接连接器50仍旧部分区段地处于插接连接器10的壳体12中时，另外的插接连接器50的接触面却还与插接连接器10的第一接触弓14的第一接触面16机械和电接触。然后，当将配合的插接连接器50进一步向右从插接连接器10的壳体12中拉出时，配合的插接连接器50的接触面与插接连接器10的第一接触面16分开。于是两侧的接触面的分开在无电流的和无电压的状态中然而已经实现，因为的确通过导体板18中的导体组件在之前就已经通过如下方式分开电连接，即滑块34移动到在图1中示出的位置中并且因此插头32不再布置在导体板18的贯通开口30中。

通过根据本发明的插接连接器10由此实现，插接连接器10的第一接触面16仅在无电流和无电压状态下与配合的插接连接器50的接触面接触，并且还仅在无电流和无电压状态下再次分开。因此，即使在例如借助PoE标准将插接连接器10、50用于数据和电能的组合传输时，也不必担心在接触面16处出现开关火花、开关电弧或类似物，所述开关火花、开关电弧或类似物可能负面地妨碍插接连接器10、50的功能性或至少寿命。可能出现的开关火花、开关电弧或类似物仅出现在插头32和贯通开口30之间，所述插头和贯通开口对此设计并且承受明显更高的开关电流。

图2的图示无壳体12地示出了图1的状态中的插接连接器10。如已经实施的那样，可以看到第一接触弓14以其上支腿引导至导体板18并且在那里与图2中未示出的导体组件电连接。在导体板18中或在导体板18上的导体组件于是至少部分地与在导体板18上的无源电气部件20、22、24连接并且还与在导体板18中的部分区段地金属化的贯通开口30连接。在图2中可良好地看到，贯通开口30的壁部的在图2中位于上部的各个区段金属化以及位于下部的各个区段金属化。这两个金属化的区段都由壁部的两个非金属化的区段分开，使得因此在图2的状态中在这两个金属化的壁部区段之间不存在导电连接。只有当滑块34的插头32布置在贯通开口30中时，插头32的下部的弓才与贯通开口30的各自下部的壁区段处于连接并且上支腿与贯通开口30的各自上部的金属化的壁区段处于连接。在插头34内部(这在图2中不可见)，插头32的两个支腿彼此电连接。因此，当插头32插入到导体板18的贯通开口30中时，贯通开口30的下部的壁区段也与贯通开口30的上部的金属化的壁区段处于电连接，并且因此于是还通过导体板18中的导体组件闭合电连接。

在图2的图示中可以看出，螺旋弹簧42布置在导体板18和滑块34之间。在滑块34的与螺旋弹簧42相对而置的、且在图2中被遮盖的侧上，另一螺旋弹簧42布置在导体板18和滑块34之间。螺旋弹簧42将滑块34压到在图2和图1中示出的位置中，在该位置中，插头32因此与导体板18中的贯通开口30间隔开地布置。

图3的图示从另一个视角示出图2的根据本发明的插接连接器10。在该视图中，在导体板18中可看到总共八个导体组件44。导体组件18分别关联于八个第一接触弓14中的一个和八个联接接触件26中的一个。每个导体组件44都通过导体板18中的贯通开口30引导。每个导体组件44具有第一区段46，所述第一区段各自与第一接触弓14中的一个连接并且各自包围贯通开口30的上部的金属化的壁区段47。此外，每个导体组件44具有第二区段48，所述第二区段各自与贯通开口30的下部的壁区段49连接并且各自与联接接触件26中的一个连接。

在图1、图2和图3的状态中，如可容易地看出的那样，即通过导体组件44分开电连接，因为在贯通开口30的各自的下部的壁区段49和贯通开口30的上部的壁区段47之间不存在电连接。如所实施的，当滑块34的插头32布置在贯通开口30中时，这种电连接于是被建立。于是在图7中所示的该状态中，通过导体组件44闭合电连接。

图4的图示从侧面示出了在图2和3的状态下的电插接连接件10。

图5的图示示出了在部分拆卸的状态中的图1的插接连接器10。特别地，壳体12的在图1中布置在左边的背侧被移除，并且第一接触弓14、导体板18和联接接触件26也未被示出。因此，在图5中的视线看到具有插头32和螺旋弹簧42的滑块34。可以看出，在壳体12中设置有引导块52，该引导块由电绝缘的材料构成并且具有用于布置第一接触弓14的槽54并且还具有凹部56，滑块34可移动地容纳在该凹部56中。凹部56朝向导体板18的一侧敞开并且也朝向在图5中遮盖地布置的背侧、即朝向壳体12的插入开口敞开。在插入配合的插接连接器50时，参见图7，配合的插接连接器50因此能够碰到在图5中被遮盖的滑块34的背侧上，并且然后将所述滑块在凹部56中向前（在图1和图7中）即向左以及在图5中向斜左下方移动。

图6的图示以分离的和放大的图示示出滑块34。可以看出，滑块34具有方形的基体58。基体58的上侧、下侧和两个侧面在滑块34的装入状态下（参见图5）贴靠在凹部56的壁区段处，使得滑块34由此可移动地在壳体12中引导。

基体58的在图6中布置在右边并且被遮盖的背侧在插入配合的插接连接器50时被该插接连接器加载(beaufschlagen)。

基体的在图6中布置在左边的前侧以两个侧向的凸缘区段60朝侧面延长。在该凸缘区段中，一方面布置有两个螺旋弹簧42，另一方面凸缘区段60与基体58的前侧一起形成平坦的面，然后在该面中布置有总共八个插头32。每个插头32具有上支腿62和下支腿64并且每个插头32单件地实施。因此，每个插头32的上支腿62和下支腿64持续地处于电连接中。插头32彼此电绝缘并且通过其在图6中被遮盖的背侧例如注入到滑块34的电绝缘的材料中。

图7的图示已经阐述并且示出在所示实施方式中构造为RJ45插头的另外的插接连接器50(在插入到插接连接器10中的状态下，其构造为RJ45插座)。所述另外的插接连接器50在所示实施方式中构造为常规的RJ45插头并且具有凸起51，该凸起构成插接连接器50的沿插入方向的前端部并且加载滑块34的背侧。

图8的图示示出了在图7的插入状态下的插接连接器10和配合的插接连接器50，其中，插接连接器10的壳体12未被示出。可以良好地看到，如何由插接连接器50的前侧、和特别是凸起51加载滑块34的背侧，并且克服弹簧42的力向左压，使得插头32布置在导体板18的贯通开口30中。

图9的图示示出了用于根据本发明的插接连接器的另一实施方式的滑块74。滑块74与图6的滑块34的区别仅在于插头82的构造。基体58和凸缘60是相同的。

插头82实施为圆形插头并且各自具有上支腿84和下支腿86以及前盖88。两个支腿84、86可以略微地彼此运动，从而插头82能轻易地插入到导体板18的贯通开口中。

图10示出了处于插入状态中的图9的滑块74。因此插头82在此状态中各自布置在导体板18的贯通开口30中并且用其各自的前盖88伸出超过导体板18的背侧。已经说明了导体板18的导体组件44。

图11示出了处于插入状态中的图9和图10的滑块74，其中导体板18仅部分地示出，使得导体板18的电绝缘材料没有示出并且仅示出导体组件44。在此视图中可以良好地看到的是导体组件44的各个第一区段46，该第一区段包括杆状导体区段和贯通开口30的上部的壁区段的弯曲的金属化部。此外，可以看到导体组件44的第二区段48，该第二区段各自包括杆状导体区段和贯通开口30的下部的壁区段的弯曲的金属化部。

在图11的图示中可再次良好地看到，插头82在插入的状态下如何将各个下部的壁区段的金属化部与贯通开口30的各个上部的壁区段的金属化部连接，并由此通过导体组件44闭合电连接。

Claims (8)

1.一种电插接连接器(10)，尤其用于数据和电能的组合传输，所述电插接连接器(10)具有壳体(12)，具有用于与另一插接连接器(50)的配合的接触面(16)连接的多个第一接触面(16)，具有在壳体(12)中的多个导电的导体组件(44)以及具有用于与通向插接连接器(10)的导线连接的多个联接接触件(26)，其中第一接触面借助导体组件(44)各自与联接接触件(26)连接，其特征在于，所述导体组件(44)中的至少一个具有用于通过此导体组件(44)分开和闭合导电连接的装置(28)。

2.根据权利要求1所述的电插接连接器，其特征在于，所述用于分开和闭合的装置(28)构造为，在从所述插接连接器(10)拔出所述另一插接连接器(50)时，在将第一接触面(16)与所述另一插接连接器(50)的配合的接触面分开之前，引起至少一个所述导体组件(44)的分开。

3.根据权利要求1或2所述的电插接连接器，其特征在于，所述用于分开和闭合的装置(28)构造为，在将所述另一插接连接器(50)插入到所述插接连接器(10)中时，在将所述第一接触面(16)与所述另一插接连接器(50)的配合的接触面至少部分地连接之后，引起至少一个所述导体组件(44)的闭合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电插接连接器，其特征在于，所述用于分开和闭合的装置(28)具有第二导电接触面、第三导电接触面以及用于使第一和第二接触面在闭合位置与分开位置之间运动的装置，在所述闭合位置中，所述第一和第二接触面触碰，在所述分开位置中，所述第一和第二接触面彼此间隔开地布置。

5.根据权利要求4所述的电插接连接器，其特征在于，所述第二接触面设置在布置在所述壳体(12)内的插头(32；82)处，且所述第三接触面设置在布置在所述壳体(12)内的插座处，其中，所述壳体(12)内的所述插头(32；82)和/或所述插座可从所述闭合位置运动到所述分开位置中。

6.根据权利要求5所述的电插接连接器，其特征在于，所述插座构造为导体板(18)中的部分区段地金属化的贯通开口(30)。

7.根据权利要求4至6中至少一项所述的电插接连接器，其特征在于，所述第二接触面或所述第三接触面布置在可移动地布置在所述壳体中的滑块(34；74)处。

8.根据权利要求7所述的电插接连接器，其特征在于，所述滑块(34；74)可借助于将所述另一插接连接器(50)插入到所述壳体(12)中和/或从所述壳体(12)中拉出所述另一插接连接器(50)来移动。

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