CN113540881B - 插接器装置和制造插接器装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将第一电组件与第二电组件连接的插接器装置(1)，其具有：电路板(2)，其与第一电组件导电连接；插接单元(3)，其在插接侧(4)处能与配合插接单元导电耦联并设在电路板的第一侧(5)处；光源(6)，其设在电路板的与第一侧相对的第二侧(7)处；和光导体(8)，其具有耦合输入区域(9)和耦合输出区域(10)，光导体具有贯通开口(11)，插接单元的插接侧至少部分地设在其中，光导体具有光耦合输入开口(12)，光源至少部分地设在其中，耦合输入区域设在第二光耦合输入开口的侧壁(13)处并且耦合输出区域包围贯通开口。本发明还涉及用于制造根据本发明的插接器装置(1)的方法。

Description

插接器装置和制造插接器装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于将第一电组件与第二电组件连接的插接器装置。本发明还涉及一种用于制造这种插接器装置的方法。
背景技术
由于电气设备以及尤其电子设备的广泛使用，如今对实现电气设备和电子设备互连的接口存在大量需求。通常将插接器装置用作为接口，经由插接器装置可以将相应的设备直接或经由附加的线缆耦联。然而，尤其在车辆内部空间中对这种接口提出很高要求。因此，例如必须确保：乘客在白天和夜晚都能以简单方式找到并使用该接口。因此，该接口必须具有适宜的人体工程学特性和良好的可见性，从而使乘客可以简单且快速地感知该接口。然而，在内部装有该接口的内部配件通常同时具有小的结构空间，从而必须紧凑地设计该接口。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种插接器装置，其能够以简单的方式被感知并且同时具有紧凑和简单的构造方式。本发明的另一个目的在于提供一种用于制造这种插接器装置的方法。
根据本发明的目的通过本发明的插接器装置和用于制造这种插接器装置的方法来实现。可以由说明书和附图得出本发明的其他有利的实施方式。
根据本发明的插接器装置适合于将第一电组件与第二电组件尤其可脱开地连接。电组件可以是例如线缆或电气设备。通过该连接可以将电组件导电地连接，从而建立第一组件和第二组件之间的电流、信号和/或数据通信。根据本发明的插接器装置具有电路板，电路板可以与第一组件导电地连接。例如，第一电组件可以设计为单芯或多芯的线缆，其中线缆的导体例如能够与电路板焊接。此外，插接器装置具有插接单元，插接单元在插接侧能够与配合插接单元导电地耦联。插接单元设置在电路板的第一侧处。插接单元优选地与电路板上的印制导线导电地连接。可以将插接侧理解为插接单元的如下的侧，插接单元在该侧处可以与配合插接单元耦联。因此，插接单元优选在插接侧具有一个或多个插接触点。
光源设置在电路板的第二侧处。第二侧与电路板的第一侧相对置。第二侧在此优选平行于第一侧面地伸展。光源优选是点光源，点光源可以例如由发光二极管构成。此外，光源可以是单色的发光二极管或也可以是多色的发光二极管。优选可以经由电路板操控光源。特别优选地，光源与插接单元相对置地设置在电路板的第二侧处。此外，根据本发明的插接装置包括光导体，光导体具有耦合输入区域和耦合输出区域。在此，耦合输入区域可以理解为光导体的如下区域，在该区域中有意将优选由光源射出的光引入到光导体中。在该背景中，耦合输出区域可以理解为光导体的如下区域，处于光导体中的光在该区域中离开。光导体优选由导光的材料、例如聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构成。此外，光导体可以包括散射元件。光导体具有贯通开口，至少将插接单元的插接侧至少部分地设置在贯通开口中。贯通开口可以具有如下形状，该形状对应于控制单元在插接侧区域中的外部形状，使得当插接侧设置在贯通开口中时，光导体尽可能紧密地邻接于插接单元。此外，光导体具有光耦合输入开口，光源至少部分地设置在光耦合输入开口中。光耦合输入开口优选地设置在光导体的如下的侧处，该侧相对于设有贯通开口的一侧成60至120度地设置。光耦合输入开口优选地设计为连贯的开口。耦合输入区域设置在光耦合输入开口的侧壁处。光源优选地设置成，使得光源的光的主放射方向指向具有耦合输入区域的光耦合输入开口的侧壁。耦合输出区域包围贯通开口。在此，耦合输出区域优选以闭合的条或带的形式包围贯通开口。
通过根据本发明的构造可以提供一种插接器装置，该插接器装置不仅实现将第一电组件与第二电组件简单地连接，还可以提供一种能由用户容易地感知的插接器装置。同样保持插接器装置的紧凑的进而低成本的结构。通过将耦合输入区域设置到光耦合输入开口的侧壁中，还可以确保耦合输出区域的间接照明，该间接照明没有光斑并且实现特别均匀的光图像。
该光导体可以具有至少一个锁定钩，光导体利用该锁定钩固定在电路板处。锁定钩在此优选地用于将光导体预先固定在电路板处，以便简化电路板与设置在其上的光导体的随后的进一步处理。锁定钩优选设置在光导体的边缘区域中，该边缘区域与设有贯通开口的部段相对置，使得锁定钩不损害光导体中的从耦合输入区域至耦合输出区域的光传播。锁定钩优选与光导体材料一体地构造。
耦合输出区域可以设计为线性的隆起部。耦合输出区域特别优选地设计为凸缘，凸缘还更优选地以邻接于贯通开口的方式包围贯通开口。该隆起部在此特别优选地作为自身闭合的线或带包围贯通开口。
光导体可以在耦合输出区域中具有耦合输出结构和/或在耦合输入区域中具有耦合输入结构。耦合输出结构和/或耦合输入结构可以例如通过表面结构化、例如以粒状构造在耦合输出区域和/或耦合输入区域中。可选地或附加地，光导体可以在耦合输出区域中和/或耦合输入区域中具有几何元件、例如一个或多个棱镜，几何元件有助于光的耦合输入和/或耦合输出。
光源可以具有与插接单元的插接方向不同的主放射方向。主放射方向可以例如相对于插接方向成直角或钝角地设置。主放射方向特别优选地设置成与插接方向相反。在此背景中，主放射方向可以理解为光源的光放射的方向，光源沿该方向发射其光的绝大部分。在此背景中，插接方向可以理解为如下的方向，插接单元必须沿该方向移动，以使插接单元与配合插接单元连接。
特别有利的是，插接单元的插接方向平行于电路板地设置。例如，这可以通过将插接单元设计为拐角插头来实现。插接方向优选相对于主平面水平地伸展，主平面由电路板的最大面积构成。插接方向特别优选平行于电路板的主平面地伸展。还优选的是，主平面由电路板的第一侧和/或第二侧构成。
至少光导体可以由第一壳体部段包围，并且至少电路板可以由第二壳体部段包围。在此优选的是，至少第一和第二壳体部段构成共同的壳体。第一壳体部段优选设计成多件式的，并且优选地由彼此连接的两个壳体部段元件构成。在此，壳体部段元件的连接优选地通过锁定和/或粘接实现。壳体部段元件优选具有平行于电路板的主平面伸展的第一连接平面。相反，第二壳体部段可以设计成一件式的。第一壳体部段可以与第二壳体部段连接。第一壳体部段和第二壳体部段可以在垂直于电路板的主平面伸展的第二连接平面处彼此连接。第二壳体部段可以注塑到第一壳体部段处，其中电路板可以至少部分地由第二壳体部段挤压包封。
第一壳体部段可以具有至少一个定位元件，定位元件固定光导体和/或将光导体保持在一位置。定位元件可以例如设计为销、面或接片，定位元件设置在第一壳体部段的朝向光导体的一侧上。定位元件可以例如通过力配合来固定光导体并将光导体保持在一位置。
电路板和/或插接单元可以至少部分地设置在屏蔽件之内。屏蔽件优选由诸如金属的导电材料构成。屏蔽件可以具有开口，第一电组件可以穿过该开口引导至电路板。屏蔽件优选设置在插接单元和/或电路板与两个壳体部段之间。只要通过对电路板挤压包封来产生第一和/或第二壳体部段，则可以将构成相应的壳体部段的注塑体的一部分设置在电路板和屏蔽件之间，使得屏蔽件至少部分地嵌入壳体部段的注塑体中。
除了根据本发明的插接器装置之外，本发明还包括一种用于制造这种根据本发明的插接器装置的方法。根据本发明的方法至少包括将插接单元设置在电路板的第一侧上的步骤。插接单元优选地与电路板的印制导线导电地连接。该连接在此优选不可脱开地实现。该方法还包括将光源设置在电路板的与第一侧相对置的第二侧上的步骤。关于此点优选的是，第一侧和第二侧彼此平行地设置，并且第一侧和第二侧还更优选地构成电路板的最大的一侧。优选地，光源同样与电路板的印制导线导电地连接，使得光源优选可经由电路板来操控。在将插接单元和光源设置在电路板上之后，设有将光导体插到插接单元的插接侧上的步骤，其中光导体具有贯通开口，插接单元至少利用插接侧至少部分地嵌入贯通开口中。在此，插接优选平行于插接单元的插接方向地进行。在此，光导体插接到插接单元上，使得插接单元至少部分地伸入到贯通开口中。此外，该方法包括将光导体围绕光源设置，其中光导体具有光耦合输入开口，光源至少部分地嵌入光耦合输入开口中。优选地，在将光导体插到插接单元上的步骤之后将光导体围绕光源设置。在此优选通过枢转光导体将光导体围绕光源设置。
在将光导体围绕光源设置的步骤之后，可以将光导体固定在电路板处，尤其可脱开地固定在电路板处。为此，光导体可以具有至少一个锁定钩。电路板可以具有至少一个凹部，使得锁定钩可以锁定在电路板处的凹部处。
特别有利的是，在将光导体围绕光源设置之前，将光导体插接在插接单元处。通过该插接，光导体已经由插头在两个维度上保持。因此可以更简单地实现相对于光导体的对准。在此特别有利的是，在将光导体围绕光源设置之后，将光导体固定在电路板处，例如借助于锁定钩固定。
在将光导体插到插接单元上并且将光导体围绕光源设置之后，可以将第一壳体部段至少部分地围绕光导体设置，第一壳体部段将光导体固定在电路板处。第一壳体区段可以由两个彼此连接的壳体部段元件构成，而光导体设置在壳体部段元件之间。壳体部段元件之间的连接在此优选地通过卡扣连接来进行。
特别有利的是，在设置第一壳体部段之后，至少围绕电路板设置第二壳体部段。第二壳体部段在此特别优选地通过挤压包封来产生。在此，第二壳体部段可以注塑到第一壳体部段处。
已经根据插接器装置并且根据用于制造这种插接器装置的方法描述了本发明。只要实施方案不矛盾，针对插接器装置做出的陈述同样适用于该方法，并且针对该方法做出的陈述也适用于该插接器装置。
附图说明
另外，从以下对优选实施方式的描述中可见本发明的其他的优点和特征。只要这些特征不矛盾，就可以单独地或组合地实现在此及以上所描述的特征。优选实施方式的以下描述在此参照附图进行。在此示出：
图1示出根据本发明的插接器装置的第一实施方式的三维分解图；
图2示出根据本发明的插接器装置的第二实施方式的三维图；
图3示出根据本发明的插接器装置的光导体的实施方式；以及
图4至图6示出将光导体设置在根据本发明的插接器装置的电路板处的实施方式。
具体实施方式
图1出根据本发明的插接器装置1的第一实施方式的三维分解图。插接器装置1具有电路板2，在电路板上设有插接单元3。插接单元3是与电路板3接触的拐角插头。插接单元3设置在电路板2的边缘部段处，使得插接单元3的插接侧4突出超过电路板2。在插接侧4处，插接单元3可以与未示出的配合插接单元耦联。为此，插接单元3在插接侧4处具有插接触点22，该插接触点能够与配合插接单元的插接触点连接。插接器装置1还具有可以固定在电路板2处的光导体8。光导体8包括贯通开口11，插接单元3能够以其插接侧4嵌入到贯通开口11中，使得插接单元3能够以插接侧4至少部分地设置在贯通开口11中。
在当前的实施方式中，电路板2和插接单元3由两件式的屏蔽件21包围。在当前的实施方式中，屏蔽件21由金属构成并且屏蔽电路板2和插接单元3以防止外部的电磁影响。为了保护插接器装置1免受外部机械影响，插接器装置具有第一壳体部段18和第二壳体部段19。在当前的实施方式中，第一壳体部段18由第一壳体部段元件18.1和第二壳体部段元件18.2组成。第一壳体部段元件18.1和第二壳体部段元件18.2经由卡扣连接形状配合地相连。第一壳体部段18在此包围光导体8、插接单元3和电路板2。第一壳体部段元件18.1在朝向光导体8的一侧具有定位元件20，借助定位元件20将光导体8固定在电路板2处。第二壳体部段19邻接于第一壳体部段18并且包围电路板2、插接单元3和光导体8的其余部分。在当前的实施方式中，第二壳体部段19设计成一件式的并且以注塑工艺制造。为了可以将插接器装置1固定在交通工具的未示出的内部装饰件中，第二壳体部段19具有连接钩24。
图2示出根据本发明的插接器装置1的第二实施方式的三维图。与第一实施方式不同，第一壳体部段18和第二壳体部段19设计成一件式的，其中第二壳体部段19同样具有连接钩24。光导体8在此在第一壳体部段18的端侧处露出，使得插接侧4处的插接单元3还可以与未示出的配合插接单元耦联。光导体8邻接于贯通开口11并且具有环绕贯通开口11的隆起部15。在当前的实施方式中，隆起部15设计为自我闭合的线。隆起部15产生耦合输出区域10，使得耦合输入到光导体8中的光围绕贯通开口11耦合输出。由于有隆起部，还可以在触觉上更好地感知贯通开口11。
图3示出根据本发明的插接器装置1的光导体8的一个实施方式。该光导体8由聚甲基丙烯酸甲酯构成，并且除了具有贯通开口11之外还具有光耦合输入开口12。光耦合输入开口12具有延伸方向，该延伸方向大致垂直于贯通开口11的延伸方向伸展。光导体8在光耦合输入开口12的侧壁13处具有耦合输入区域9。耦合输入区域9在此主要用于将光源的光馈送到光导体8中。因此，侧壁13在耦合输入区域9中具有棱柱造型。耦合输入区域9设置在光耦合输入开口12的背离贯通开口11的侧壁13处。耦合输入到光导体8中的光通过光导体8的造型被引导至耦合输出区域10，耦合输出区域以隆起部15的形状围绕贯通开口11构造。
图4至图6示出将光导体8设置在电路板2处的实施方式。在所示的实施方式中，插接单元3设置在电路板2的第一侧5处。此外，在电路板2上，在与第一侧5相对置的且平行于第一侧5伸展的第二侧7上设有光源6。光源6在当前的实施方式中设计为RGB(红绿蓝)LED(发光二极管)。光导体8为了固定在电路板2处而具有两个锁定钩14，锁定钩可以接合到电路板2处的凹部23中。为了将光导体8固定在电路板2处，首先将光导体8插到插接单元3上，使得插接单元3的插接侧4设置在贯通开口11内。在此，将贯通开口11的造型选择成使得光导体8仍然可以充分地枢转，以使锁定钩14可以被引导经过电路板2并且锁定在凹部23内。在锁定的过程中，光导体8在此枢转成使得将光源6设置在光耦合输入开口12内，以使光耦合输入开口12包围光源。
在所示的实施方式中，光源6具有与插接单元3的插接方向17相反的主放射方向16。因此，耦合输入区域9设置在光耦合输入开口12的背离贯通开口11的侧壁13处。由光源6发出的光沿主放射方向16射到耦合输入区域9上并且到达光导体8中。在光导体8内将光引导至耦合输出区域10，耦合输出区域在当前的实施方式中由环绕贯通开口11的隆起部15构成。在耦合输出区域中，包含在光导体8中的光被限定并均匀地耦合输出。隆起部15具有粒状部，以有助于光耦合输出。在此，经由光导体8的有针对性的造型实现光导体8内的光引导，该造型在光导体8与环境空气的相界处引起光的有针对性的全反射，从而低损失地将光引导至耦合输出区域10。
参照附图做出的阐述应被理解为纯示例性的和非限制性的。
参考标号列表
1插接器装置
2电路板
3插接单元
4插接侧
5第一侧
6光源
7第二侧
8光导体
9耦合输入区域
10耦合输出区域
11贯通开口
12 光耦合输入开口
13 侧壁
14 锁定钩
15 隆起部
16 主放射方向
17 插接方向
18 第一壳体部段
19 第二壳体部段
20 定位元件
21 屏蔽件
22 插接触点
23 凹部
24 连接钩。

Claims (17)

1.一种用于将第一电组件与第二电组件连接的插接器装置(1)，所述插接器装置具有：
电路板(2)，所述电路板能够与所述第一电组件导电地连接；
插接单元(3)，所述插接单元在插接侧(4)处能够与配合插接单元导电地耦联并且所述插接单元设置在所述电路板(2)的第一侧(5)处；
光源(6)，所述光源设置在所述电路板(2)的与所述第一侧(5)相对置的第二侧(7)处；和
光导体(8)，所述光导体具有耦合输入区域(9)和耦合输出区域(10)，其中，
所述光导体(8)具有贯通开口(11)，所述插接单元(3)的所述插接侧(4)至少部分地设置在所述贯通开口中，
所述光导体(8)具有光耦合输入开口(12)，所述光源(6)至少部分地设置在所述光耦合输入开口中，
所述耦合输入区域(9)设置在所述光耦合输入开口(12)的侧壁(13)处，并且所述耦合输出区域(10)包围所述贯通开口(11)，其中，至少所述光导体(8)由第一壳体部段(18)包围，并且所述电路板(2)由第二壳体部段(19)包围。
2.根据权利要求1所述的插接器装置(1)，其中，所述光导体(8)具有至少一个锁定钩(14)，所述光导体(8)利用所述锁定钩固定在所述电路板(2)处。
3.根据权利要求1或2所述的插接器装置(1)，其中，所述耦合输出区域(10)设计为线形的隆起部(15)。
4.根据权利要求3所述的插接器装置(1)，其中，所述耦合输出区域(10)设计为凸缘。
5.根据权利要求1或2所述的插接器装置(1)，其中，所述光导体(8)在所述耦合输出区域(10)中具有耦合输出结构和/或在所述耦合输入区域(9)中具有耦合输入结构。
6.根据权利要求1或2所述的插接器装置(1)，其中，所述光源(6)具有与所述插接单元(3)的插接方向(17)不同的主放射方向(16)。
7.根据权利要求6所述的插接器装置(1)，其中，所述插接方向(17)相对于所述电路板(2)水平地设置。
8.根据权利要求1或2所述的插接器装置(1)，其中，所述第一壳体部段(18)设计成多件式的，和/或所述第二壳体部段(19)设计成一件式的。
9.根据权利要求1或2所述的插接器装置(1)，其中，所述第一壳体部段(18)具有至少一个定位元件(20)，所述定位元件固定所述光导体(8)和/或将所述光导体保持在一位置。
10.根据权利要求1或2所述的插接器装置(1)，其中，所述电路板(2)和/或所述插接单元(3)至少部分地设置在屏蔽件(21)之内。
11.一种制造用于将第一电组件与第二电组件连接的根据权利要求1至10中任一项所述的插接器装置(1)的方法，所述方法具有以下步骤：
将插接单元(3)设置在电路板(2)的第一侧(5)上；
将光源(6)设置在所述电路板(2)的与所述第一侧(5)相对置的第二侧(7)上；
将所述光导体(8)插到所述插接单元(3)上，其中，所述光导体(8)具有贯通开口(11)，所述插接单元(3)至少利用插接侧(4)至少部分地嵌入所述贯通开口中；
将所述光导体(8)围绕所述光源(6)设置，其中，所述光导体(8)具有光耦合输入开口(12)，所述光源(6)至少部分地嵌入所述光耦合输入开口中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在将所述光导体围绕所述光源(6)设置之后，所述光导体(8)固定在所述电路板(2)处。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述光导体能脱开地固定在所述电路板处。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，在将所述光导体(8)围绕所述光源(6)设置之前，将所述光导体(8)插在所述插接单元(3)处。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，在将所述光导体(8)插到所述插接单元(3)上并将所述光导体(8)围绕所述光源(6)设置之后，将第一壳体部段(18)至少部分地围绕所述光导体(8)设置，所述第一壳体部段将所述光导体(8)固定和/或定位在所述电路板(2)处。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在设置所述第一壳体部段(18)之后，将第二壳体部段(19)至少部分地围绕所述电路板(2)设置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，通过挤压包封设置所述第二壳体部段。
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