CN112823452B - 插接连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种插接连接器，其具有多个电接触元件(2)和一个弹性密封体(5)。弹性密封体(5)包括透明的密封环(4)，其与至少一个导光臂(8)连接，所述至少一个导光臂背离密封环(4)延伸。

Description

插接连接器

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的插接连接器。

一般而言，插接连接器包括多个电接触元件，并被用作线缆连接件，或直接在壳体上用作内置插头或插座。在此情形下，需要遵循有关针对粉尘、水喷雾或浸没的密封的防护等级。

除电接触元件以外，同类型的插接连接器还包括弹性密封体，用以相对插接连接器待安装至其上的壳体壁提供足够的密封。

一般而言，期望提供一个发光显示器，其显示插接连接器被应用于其的电接口的状态。

就具有低防护等级(例如IP20)的设备而言，状态指示器通常直接集成在插接连接器中。就应用于网络电缆的RJ45插头而言，发光信号能够指示网络连接的状态，例如涉及连接的建立或者通过插接连接器进行的数据传输。防护等级较高(例如IP67)的设备则使用独立的LED来指示状态，其独立于插接连接器布置在壳体上的相应开口中。这些开口可以包括自有的密封件，也可以用透明材料贴住或者配设有旋入的透镜。因此，为了实现较高的防护等级，以传统方式提供状态指示器会显著加大花费。

背景技术

DE 10 2012 202 225 B4揭示了一种插接连接器，其具有接触元件以及位于插接连接器的线缆侧末端处和插接端处的弹性密封件。DE 20 2016 104 369 U1和DE 20 2016008 383 U1分别公开了插接连接器，其具有位于两个壳体部件之间的密封件。在这些文献中未描述状态指示器。DE 20 2017 100 608 U1描述了一种具有状态指示器的插接连接器。为此，包含对应的电子装置的LED容置在插接连接器的壳体中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种插接连接器，其在实现尽可能好的密封和简单的结构的情况下提供发光显示。本发明的目的还在于提供一种对应的密封体。

本发明通过具有独立权利要求1的特征的插接连接器和具有权利要求16的特征的密封体实现。

本发明的有益技术方案在从属权利要求和下文的描述中给出。

根据本发明，在上述类型的插接连接器中，所述弹性密封体包括透明的密封环，其与至少一个背离该密封环延伸的导光臂连接。

通过使用由透明材料构成的密封环，此密封环不仅可用于密封，同时还可用于将光输出。其中，该透明度应处于可见波长范围内，或处于其至少一个子范围内。借助所述至少一个导光臂将来自光源的光导引至密封环。其中，特别是可以将光源布置在插接连接器待被附装至其上的壳体中。由此，除插接连接器以外，无需额外的部件来传递和辐射来自光源的光。

由此，为插接连接器设置单独一个壳体开口便已足够，无需为发光显示器增设开口。

所述导光臂可以沿轴向背离密封环延伸。由此，导光臂从密封环伸入壳体，即背离设有电接触元件的插接端。所述轴向表示插接连接器的纵向方向；所述密封环呈环状围绕这个轴线延伸。除轴向方向分量以外，导光臂的纵轴也可以包括另一方向分量。例如，导光臂可以呈螺旋状，或者包括螺旋状区段。作为替代方案，导光臂也可以沿径向从密封环向内延伸。此外，导光臂也可以具有一或多个弯折或者弯曲部。此外，两个或两个以上导光臂可以具有不同的形状。

在本发明的一个实施方式中，所述密封环与所述至少一个导光臂构造为一体，例如通过注塑实现，故二者由同一透明的弹性材料构成。一体式设计的优点在于，即使在压力下，当密封件被压靠在壳体壁上时，也确保导光臂与密封环之间的无缝(lückenlose)连接。

为了将密封环压靠在壳体壁上，所述插接连接器可以包括一个螺母。这个螺母可以旋拧在插接连接器的封闭壁的外螺纹上，并且是可相对密封环调节，从而在密封环与壳体壁之间产生压力。

即使不采用一体式设计，所述密封环与所述至少一个导光臂也可以由同一材料构成。由此避免或者至少减小因折射率不同的材料之间的界面上的反射造成的光损耗。所述至少一个导光臂也可以通过相应的浇注口(Angussstelle)与密封环连接。

在本说明书中，使用外侧面、内侧、端侧和密封面这些术语来表示密封环的不同侧。在此，外侧面表示围绕插接连接器的纵轴延伸的周面。与外侧面相对地，即朝内地，内侧界定密封环。密封环的端侧指向插接连接器的插接端/连接端。所述端侧可以是平坦的，或者也可以具有其他形状，例如呈波纹状或者经倒圆的形状。与端侧相对地，密封环具有密封面，为了提供特别是相对壳体壁的密封，所述密封面优选是平坦的。

优选地，所述至少一个导光臂与所述密封环在该密封环的内侧连接。由此，光从导光臂在内侧被导引入密封环。在内侧上，因密封接触压力(anpressung)而造成的变形相对较小，这对期望的导光有利。

每个导光臂均具有偏转面，在所述偏转面上将在导光臂内侧行进的光沿密封环的方向反射。偏转面可沿轴向位于密封环的水平处，并且可与轴向成45°、或者一般而言35°至55°的角度。

因此，沿径向看，导光臂及其偏转面可布置在密封环内的中心区域内。

偏转面可以与导光臂成一定角度，从而在偏转面上通过全内反射将光反射。这样便无需额外的部件来进行导光和偏转。针对全内反射可采用的角度取决于导光臂的材料的折射率以及取决于光的波长，其中在本文中需要以可见光谱范围的光为出发点。为了实现全内反射，相对于表面法线的入射角必须足够大；为了实现这一点，每个导光臂也可以具有两个相继的偏转面。由此，先后两次反射光，从而使光发生总共约45°的偏转。

作为全内反射的替代方案，也可以通过偏转面的镜面化实现偏转。在此，可将例如由银构成的反射层蒸镀至面上。

使环的外侧面和/或端侧粗糙化，用以将光漫射。环的内侧以及至少一个导光臂的表面则可以是光滑的，以避免在这些面上发生光输出耦合(Lichtauskopplung)。术语“粗糙化”和“光滑”可如下理解：经粗糙化的面的粗糙度高于光滑的面。导光臂的表面应包括其入光面及其侧面，所述侧面可以大体垂直于该入光面。

术语“导光臂”可理解为长条形，其主方向分量可沿插接连接器的轴向延伸。导光臂的背离密封环的一端可以是入光侧。

特别是为了在密封环中实现更加均匀的光分布，所述至少一个导光臂的横截面可以朝向密封环增大。出于同一目的，作为替代或附加方案，光偏转面可以是拱形的，使得经反射之光被扇状放射。

为了使密封环中的光传播尽可能均匀，密封环也可以在每个与导光臂的连接区域处沿径向加宽。

为了实现更加均匀的光传播，也可以在密封环内构成散射中心，例如气泡或者干扰性夹杂物

与插接连接器的其余的在安装状态下位于壳体外部的部件相比，密封环可进一步径向向外伸出。故密封环的端侧不被完全遮盖。由此，端侧上的光辐射至少不完全被插接连接器的其余部件阻挡。换言之，与插接连接器的位于密封环与插接端之间的其余部件相比，密封环可以具有更大的半径。如果使用固定部件，特别是螺钉、螺母或者垫片，以及位于密封环的端侧上的对应的配对件，来将密封环压靠在壳体壁上，则密封环故而具有更大的直径。因此，密封环的压紧区域小于密封环的端侧的面(或小于密封侧的面)。

多个导光臂也可以连接到密封环。这些导光臂可以相互平行地延伸。通过每个导光臂能够对相应的光源的光进行导引。导光臂可以沿周向均匀分布，例如两个彼此相对的导光臂，或者三个分别间隔120°布置的导光臂。如果使用在相同的光谱范围中进行辐射的光源，便能够在密封环的周边范围内实现较为均匀的光辐射。就在不同的光谱范围中辐射的光源而言，密封环能够通过不同的导光臂辐射不同颜色的光。由此例如能够指示不同的状态。

本发明也涉及一种具有壳体的电子设备，所述壳体具有至少一个开口，在所述开口中设有本发明的插接连接器。密封环建立插接连接器相对于构成有开口的壳体壁的密封。由此例如根据IP67将所述开口液密地闭合。在壳体中存在至少一个光源，且其如下布置：使得经光源辐射的光通过入光侧耦合至插接连接器的至少一个导光臂中。即，对于电子设备的发光显示而言，可通过穿过开口延伸的导光臂将光从壳体导出，进而通过位于壳体的外侧上的密封环将光发射。

所述至少一个光源可在壳体中位于印制电路板上。所述至少一个导光臂的入光侧可以布置在所述至少一个光源旁。原则上，导光臂的弹性材料可以通过直接接触压靠在光源上。但为了避免自反射，也可以在入光侧与相关联的光源之间设置一定间隔。此外，入光侧可呈凹形，即向内成拱形，由此将撞击在其上的光尽可能完整地耦合。

在所述印制电路板上可设有多个光源，其发射光谱范围有所不同。如前文所述，可以通过多个导光臂对多个光源的光进行导引。也可采用以下替代方案：多个光源的光可通过同一导光臂被导引至密封环。为此，入光侧的面可以足够大，从而与印制电路板上的多个光源相邻。

所述插接连接器可以包括一个圆柱形区段，其在安装状态下位于壳体内。所述圆柱形区段例如可以由金属构成，且对于每个导光臂均具有用于容置相应导光臂的轴向槽。由此能够改善密封体在插接连接器的其余部件上的保持。

所述电子设备可以包括电子控制单元，其被配置成每当通过对应的插接连接器进行数据传输时，将至少一个光源接通。这样便能构成状态指示器，而无需为此设置单独的壳体开口。在其光可经导光臂导引的多个光源的情况下，所述电子控制单元可被配置成通过激活不同的光源指示不同的状态。

也可以将本发明的插接连接器作为具有显示器的接口集成到诸如交换机中。本发明可灵活地用于各种应用，例如也可以充当壁穿通装置。其中，结构尺寸和几何形状原则上可以是任意的。在实施为圆形插接连接器时，密封环可以具有圆形的环横截面。但在采用其他插头形状时，密封环也可以具有其他横截面，例如经倒圆的环状矩形。所述插接连接器可以构建为公插头或内置插头，或者构建为母接口或插口。据此，电接触元件可以是触针或者接触开口。

本发明也涉及一种密封体。这个密封体包括透明的弹性密封环，其与至少一个背离该密封环延伸的导光臂连接。密封体的有益实施方式对应于就插接连接器的密封体描述的变型。本发明的密封体可用于在此描述的插接连接器，或者也可用于其他密封地附装至壳体开口的电气或电子构件。这些构件例如可以是开关、按键、输入设备、线缆出口、传感器、显示器或者发送器。

附图说明

附图示出本发明的实施例，下文对这些实施例进行详细说明。其中：

图1为插接连接器在安装状态下的透视图；

图2为图1中的插接连接器的密封体的透视图；以及

图3为图1中的插接连接器在未安装状态下的透视图。

附图包含经部分简化的示意性图示。相同的元件同样以同一附图标记表示。

具体实施方式

参照图1至图3对本发明的插接连接器1的实施例进行说明。图1示出在电子设备10的壳体壁12的开口中处于安装状态的插接连接器1。图3则示出处于未安装状态下的插接连接器1，其中可以看到插接连接器1的壳体凸缘，而插接连接器1的电触点则被遮挡。

如图1所示，插接连接器1在其插接端具有多个电触点2，并且在所示示例中实施为圆形插接连接器，但也可采用其他形状。

为了建立插接连接器1相对壳体壁12的期望的密封，插接连接器1包括密封体4。在图2中更加精确地示出密封体4，其包括密封环5和至少一个导光臂8，在所示示例中设有多个导光臂8。密封体4包括弹性材料或者由弹性材料构成，例如由热塑性弹性体构成。故能够将密封环5密封地压在壳体壁上。由此能够实现符合较高防护等级的密封。同时期望以简单的方式实现光学信号指示，而不削弱密封特性，并且无需复杂的额外措施。这通过以下方式实现：密封体4由透明材料构成并且具有导光臂8，该导光臂将来自壳体中的光源的光导引至密封环5。这样便能通过密封环5辐射光。有利地，为此无需增设壳体窗口或者壳体孔。确切言之，如图1所示，壳体壁12中的单个钻孔或者开口对于插接连接器1而言已足够，由此既能通过接触元件2进行电连接，也能通过密封体4的发光提供光学指示。

如图1所示，电子设备10可包括至少一个光源15，例如激光器或者LED，其布置在壳体12中的印制电路板14上。密封体4的每个导光臂8均沿轴向伸入壳体，并终止于其中一个光源15旁边。在此将导光臂8的与光源15相邻的一侧称作入光侧。通过导光臂8能够输出发光信号，而无需为此在插接连接器中设置电气元件。确切言之，光源15和与其连接的电子控制单元可以布置在位于电子设备的壳体中的印制电路板14上。但作为替代方案，在插接连接器内也可以设有一个或多个光源，其中通过至少一个导光臂8将发出的光导引至密封环5。

图2通过箭头16指示光的传播方向，光由在此未绘示的光源通过导光臂8的入光侧耦合。光在导光臂8中沿轴向延伸，即沿箭头17的方向沿插接连接器的纵向延伸。在与入光侧相对的一端，每个导光臂8均具有偏转面9，其相对轴向倾斜。在偏转面9上，在相应的导光臂8内将光反射，并由此耦合至密封环5。导光臂8的形状也可以不同于示出的形状。导光臂8特别是也可以弯曲或者多段式成角度，或者与插接连接器的轴向成一定角度。

也可以将在图2中示出的密封体5用于不同于根据图1和图3的插接连接器的构件。

为了将光更容易地并且尽可能均匀地从密封环5输出耦合，可以使密封环5的端侧6和侧面7粗糙化。由于输出耦合和辐射方向取决于光在端侧6上或在侧面7上的入射角，粗糙的表面能够引起更加均匀的辐射。由于在密封体4的其余面上期望尽可能避免光输出耦合，故其余面可以较端侧6以及侧面7更加光滑。

为了通过端侧6进行光辐射，这个端侧不可完全被遮盖。如图1所示，设于密封环5的端侧上并用于固定在壳体壁12上的固定部件3A为此具有与密封环5相比更小的直径或者更小的横截面。借助固定配对件3B，例如螺母，能够将密封环5密封地压在壳体壁12上。

在上述实施方式中，在实现相对壳体壁的良好密封的情况下，本发明的插接连接器提供发光显示器，而无需为该发光显示器在壳体中设置额外的光学开口。

尽管在附图中以组合的方式示出本发明的各个方面或者特征，但对本领域技术人员而言显而易见的是，(在未另外说明的情况下)展示和探讨的组合并非唯一可行的组合。特别是可以将不同实施例中的彼此对应的单项特征或特征组合相互交换。

附图标记表

1 插接连接器

2 电接触元件

3A 固定部件

3B 固定配对件

4 密封体

5 密封环

6 密封环的端侧

7 密封环的侧面

8 导光臂

9 导光臂上的偏转面

10 电子设备

12 壳体壁

14 印制电路板

15 光源

16 来自光源的光传播方向

17 导光臂内的光传播方向

Claims (14)

1.一种插接连接器，具有多个电接触元件(2)和一个弹性密封体(5)，所述弹性密封体(5)包括透明的密封环(4)，其特征在于，至少一个导光臂(8)与所述密封环(4)在该密封环(4)的内侧连接并且沿轴向背离所述密封环(4)延伸。

2.根据权利要求1所述的插接连接器，其特征在于，所述密封环(4)与所述至少一个导光臂(8)由同一材料构成，并且一体成型。

3.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器，其特征在于，每个导光臂(8)均具有偏转面(9)，在所述偏转面处将在所述导光臂(8)内行进的光沿所述密封环(4)的方向反射。

4.根据前一项权利要求所述的插接连接器，其特征在于，所述偏转面(9)与所述导光臂(8)成一定角度，使得在所述偏转面(9)上通过全内反射将光反射。

5.根据权利要求3所述的插接连接器，其特征在于，所述偏转面(9)被镜面化。

6.根据权利要求1或2所述的插接连接器，其特征在于，

使所述密封环(4)的外侧面(7)和/或端侧(6)粗糙化，用于将光漫辐射，

所述密封环(4)的内侧以及所述至少一个导光臂(8)的表面是光滑的，用于减小光输出耦合。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的插接连接器，其特征在于，所述密封环(4)在至所述至少一个导光臂(8)的连接区域上沿径向加宽，以便在所述密封环(4)中提供更加均匀的光传播。

8.根据权利要求1或2所述的插接连接器，其特征在于，所述至少一个导光臂(8)的横截面朝向所述密封环(4)增大，以便在所述密封环(4)中实现更加均匀的光分布。

9.根据权利要求1或2所述的插接连接器，其特征在于，所述密封环(4)的半径大于所述插接连接器的位于所述密封环(4)与所述插接连接器的插接端之间的其余部件的半径，从而至少不完全阻挡在所述密封环(4)的端侧(6)处的光辐射。

10.根据权利要求1或2所述的插接连接器，其特征在于，为了将多个光源的光耦合，多个导光臂(8)与所述密封环(4)连接。

11.一种电子设备，其具有包括至少一个开口的壳体，其特征在于，

在所述开口中设有根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器，

至少一个光源存在于所述壳体中且设置成使得，由光源辐射的光通过入光侧耦合至所述插接连接器的至少一个导光臂(8)中。

12.根据前一项权利要求所述的电子设备，其特征在于，

在所述壳体中设有印制电路板(14)，所述至少一个光源(15)位于所述印制电路板上，以及，

所述至少一个导光臂(8)的入光侧布置在所述至少一个光源(15)旁边并且向内成拱形。

13.根据前一项权利要求所述的电子设备，其特征在于，

在所述印制电路板(14)上设有多个光源(15)，所述多个光源发射的光谱范围有所不同，以及

所述多个光源(15)的光能够通过同一导光臂(8)导引至所述密封环(4)。

14.一种用于插接连接器的密封体，其具有弹性密封环(4)，其特征在于，所述弹性密封环(4)是透明的并且与至少一个导光臂(8)在该密封环(4)的内侧连接，所述至少一个导光臂沿轴向背离所述密封环(4)延伸。