CN113646976B - 具有构建为铸件的接触元件的插式连接器 - Google Patents

Abstract

一种用于与对配插式连接器(3)插式连接在一起的插式连接器(1)，包括由电绝缘材料制成的触点支架(12)、布置在所述触点支架(12)上的用于与所述对配插式连接器(3)进行电接触的电气接地触点(14)，和与所述触点支架(12)连接的导电壳体部件(17)。所述插式连接器(1)还具有借助铸造技术制成的导电接触元件(16)，所述接触元件具有电接触式地抵靠在所述壳体部件(17)上的第一接触区段(160)和电接触式地抵靠在所述接地触点(14)上的第二接触区段(161)并且将所述壳体部件(17)与所述接地触点(14)电连接在一起。

Description

具有构建为铸件的接触元件的插式连接器

技术领域

本发明涉及的是用于与对配插式连接器插式连接在一起的插式连接，以及一种制造用于与对配插式连接器插式连接在一起的插式连接器的方法。

背景技术

这种插式连接器包括由电绝缘材料制成的触点支架、布置在触点支架上的用于与对配插式连接器进行电接触的电气接地触点，和与触点支架连接的导电壳体部件。

这种插式连接器例如可以连接电缆并用于将电缆连接上级电气组件。

在这种插式连接器中，布置在触点支架上的接地触点(也称PE触点)用于在插式连接器与对配插式连接器之间实现接地，从而在插式连接器和对配插式连接器上提供相同的接地电位。在此情况下，需要将可触摸金属部件导电连接至接地触点，从而将这类可触摸金属部件纳入接地。

在应用于受力环境(如工业环境)的插式连接器中，至少部分地朝外限制和包围插式连接器的壳体部件例如构建为金属部件，因而是导电的。为了将壳体部件纳入接地，需要在壳体部件与接地触点之间建立电连接，传统方案中例如通过构建为冲压弯曲件的金属弹簧来建立这种电连接。

发明内容

本发明的目的是，提供一种插式连接器以及一种制造插式连接器的方法，它们以简单且可自动化的方式在触点支架上的接地触点与插式连接器的导电壳体部件之间建立电连接。

根据本发明，所述插式连接器具有借助铸造技术制成的导电接触元件，所述接触元件具有电接触式地抵靠在所述壳体部件上的第一接触区段和电接触式地抵靠在所述接地触点上的第二接触区段并且将所述壳体部件与所述接地触点电连接在一起。

为了将布置在触点支架上的接地触点与导电壳体部件电连接在一起，在该插式连接器上使用的是借助铸造技术制成的接触元件。举例而言，所述接触元件构建为用金属铸造制成的金属铸件或者通过塑料注塑而由导电塑料制成的注塑件。金属铸造法所用材料例如可以是低熔点金属，如铝铸造合金或锡铸造合金，特别是锡焊合金。用于塑料注塑的导电塑料材料例如可以是WO 2005/057590 A1中所描述的材料。

所述接触元件以第一接触区段抵靠在壳体部件上，以第二接触区段抵靠在布置在触点支架上的接地触点上，因而对壳体部件和接地触点进行接触，从而在壳体部件与接地触点之间建立电连接。由此，壳体部件连接接地触点上的接地电位，从而一并接地。

在一种技术方案中，所述接触元件通过铸造技术原位成型在所述触点支架、所述接地触点和所述壳体部件所构成的预装组件上。这样就借助所用铸造技术直接在触点支架上成型接触元件。为此，例如可以将插式连接器的由触点支架、接地触点和壳体部件构成的预制组件置入铸造模具，如金属铸模或注模，其中该组件的各组成部分相互隔绝，这样就能在模具中直接在预制组件上成型接触元件。在成型过程中，接触元件可以以构成第二接触区段的材料直接抵靠在布置在触点支架上的接地触点上，从而与接地触点电接触。优选地，例如通过以下方式直接在壳体部件上成型接触元件：穿过壳体部件中的开口将接触元件的材料注入，从而既与接地触点又与壳体部件建立材料接合的连接。

为了将接触元件原位形成在触点支架、接地触点和壳体部件所构成的预装组件上，这个预装组件的各部件特别是如此地相互隔绝，使得液态铸造材料，特别是金属材料，虽然会环绕壳体部件和接地触点流动并将其电连接在一起，但与其他导电元件不具有电接触式触摸。

预装组件的这些部件共同形成某个腔室，在铸造过程中，液态材料，特别是液态金属材料流入该腔室以便在预装组件上原位成型。该腔室例如在触点支架中连接壳体部件中的开口并且环绕接地触点的杆段，从而通过流入该腔室来成型接触元件，以便与接地触点和壳体部件进行电接触。

替代地，也可以事后将壳体部件附接至该组件，以便与接触元件的第一接触区段进行接触。

所述壳体部件例如可以为插式连接器提供(局部的)包封，并且可以针对可受力的插式连接器而构建为金属部件。所述壳体部件是导电的，并且通过接触元件的第一接触区段而电连接接触元件并且还与接地触点连接，使得壳体部件连接接地触点上的接地电位。

所述壳体部件例如可以构建为例如用锌压铸或铝压铸制成的铸件。所述壳体部件也可以特别是针对小批量而言作为车削件而例如用黄铜或钢(特别是不锈钢)制成。

在一种技术方案中，所述触点支架具有容置插座，所述接地触点具有杆段，其中所述接地触点以所述杆段布置在所述容置插座中，所述接触元件的第二接触区段电接触式地抵靠在所述杆段上。所述触点支架由导电材料，如绝缘塑料材料制成，从而将接地触点与插式连接器的周围组件绝缘。所述接地触点插入触点支架的对应容置插座并且例如压紧配合和/或形状配合地(如卡扣式地或者通过压入或锁牢)来固设在触点支架上。所述接触元件如此地延伸至触点支架上的接地触点，使得接触元件以其第二接触区段对接地触点进行电接触，从而电连接接地触点。

所述接触元件的第二接触区段例如可以周向环绕接地触点的杆段地延伸。由此，该接触区段视情况在其直接成型在接地触点的杆段上后会形成某个孔眼，触点元件以其杆段穿过该孔眼，从而在接触元件的接触区段与接地触点之间产生周向接触，从而确保接触元件与接地触点之间的低电阻的机械固设的连接。

在一种技术方案中，用于与所述触点支架上的接地触点进行接触的所述第二接触区段布置在用于与所述壳体部件进行接触的所述第一接触区段径向内部(相对径向方向而言，该径向方向与用来将插式连接器与对应的对配插式连接器连接在一起的插接方向成径向)。由此，所述第一接触区段径向朝外伸出所述第二接触区段并且例如能够以径向指向外部的外表面与所述壳体部件的径向指向内部的内表面相抵靠，从而通过所述接触元件的第一接触区段来建立与壳体部件的电连接。

替代地，第一接触区段也可以至少局部地环扣壳体部件，使得第一接触区段例如通过以下方式在壳体部件的径向外部成型：该接触区段在壳体部件上原位成型。在此情形下，所述接触元件例如可以穿过壳体部件的开口，从而在壳体部件内部与接地触点进行接触。

由此，所述接触元件通过其第一接触区段在径向外部位置上与壳体部件进行接触，通过其第二接触区段在径向处于内部的位置上与接地触点进行接触，从而在布置在触点支架内部的接地触点与从外部包围触点支架的壳体部件之间建立电连接。

在一种技术方案中，所述插式连接器具有布置在所述触点支架径向外部、与所述壳体部件连接、导电的支承元件和连接元件。所述连接元件以可围绕插接方向旋转的方式支承在所述支承元件上，所述插式连接器可沿所述插接方向与所述对配插式连接器插接连接，并且例如构建为用来将所述插式连接器与对应的对配插式连接器螺旋式固设在一起的联轴螺母。为此，该形式为联轴螺母的连接元件例如具有螺纹区段，其上成型有用来与对配插式连接器的对应螺钉开口建立螺旋连接的外螺纹。所述支承元件例如可以构建为套管，该套管环状包围触点支架并且提供了用于将连接元件旋转支承在触点支架上的滑动支承面。

在一种技术方案中，所述壳体部件例如可以与所述支承元件整合式且一体式地成型。

在一种技术方案中，所述接触元件同样与所述支承元件存在电接触式连接。由此，该导电的支承元件同样通过接触元件而电连接触点支架的接地触点。

在一种技术方案中，所述壳体部件至少局部地被电绝缘护套部件包围。所述电绝缘护套部件例如可以通过塑料注塑而在壳体部件上成型并且形成壳体部件的电绝缘外包封。护套部件例如可以通过塑料注塑直接在壳体部件上成型，从而在已铸造的接触元件上原位成型。

护套部件优选形成被该护套部件周向包围的内腔。电缆可以在护套部件的背离触点支架的末端上伸入该护套部件的内腔，使得电缆的线芯电连接触点支架的触点元件的区域被该护套部件包封，因而被其从外部包围和保护。

所述壳体部件例如也可以提供朝外的电气屏蔽。

在一种技术方案中，在所述触点支架上除了所述接地触点以外还布置有一或多个用于与所述对配插式连接器进行电接触的电触点元件。通过这类触点元件就能在插式连接器与对配插式连接器之间建立有效电连接，以便例如传输电功率或者交换数据信号。每个触点元件均布置在触点支架的对应的容置插座中，使得这些触点元件与接地触点电绝缘。

在一种技术方案中，所述触点支架形成插接区段，所述插式连接器可以通过所述插接区段沿所述插接方向与所述对配插式连接器插式连接在一起。所述插接区段例如可以具有圆柱形基本形状并且可以如此地周向包围这些触点，使得触点径向朝外地嵌在插接区段内部并且围绕插接方向周向地被插接区段的材料包围。在插式连接器与对配插式连接器插式连接在一起时，接地触点与对配插式连接器的对应的对配触点进行电接触，从而在插式连接器与对配插式连接器之间提供共同接地。

本发明用以达成上述目的的另一解决方案为一种建立用于与对配插式连接器插式连接在一起的插式连接的方法，其中所述方法具有：提供由电绝缘材料制成的触点支架，将用于与所述对配插式连接器进行电接触的电气接地触点布置在所述触点支架上，以及提供与所述触点支架连接在一起的导电壳体部件。此外根据本发明：借助铸造技术如此地在所述触点支架上制成导电接触元件，使得所述接触元件形成第一接触区段和电接触式地抵靠在所述接地触点上的第二接触区段。

前文就所述插式连接器所描述的优点和优选技术方案也类似地适用于所述方法，故可参考前述内容。

在所述方法中，借助铸造技术直接在触点支架上成型接触元件。为此，提供触点支架连同布置于其上的接地触点并将其置入相应的铸造模具。随后，例如借助金属铸造法或塑料注塑(使用导电塑料材料)来在触点支架上成型接触元件，使得接触元件的第二接触区段抵靠在接地触点上，从而建立与接地触点的电连接。

在触点支架上成型接触元件时，壳体部件可能已与触点支架连接，因而在此情形下成型接触元件时，第一接触区段与壳体部件直接地(原位)相抵靠，从而在壳体部件与触点支架之间建立电连接。优选可以通过铸造技术来成型接触元件，从而穿过壳体部件的开口将接触元件的材料注入触点支架上的腔室，使得接触元件在位于壳体部件径向内部的接地触点上成型并且抵靠在壳体部件上，并且在接地触点与壳体部件之间延伸以进行电接触。

在另一技术方案中，首先在所述触点支架上成型所述接触元件，而后再将所述壳体部件与所述触点支架连接在一起，使得所述壳体部件电接触式地抵靠在所述第一接触区段上，因而所述接触元件将壳体部件与接地触点电连接在一起。从而在壳体部件尚未与触点支架连接在一起的情况下，在触点支架上成型接触元件。通过随后将壳体部件附接至触点支架，来将壳体部件同样与接触元件以及与触点支架上的接地触点电连接在一起。

附图说明

下面结合附图所示实施例对本发明的基本理念进行详细说明。

其中：

图1为连接有电缆的插式连接器的一个实施例的视图；

图2为该插式连接器的纵截面图；

图3为如图2所示配置的局部放大图；

图4为插式连接器的触点支架的单独的部分剖视图；

图5为插式连接器的触点支架上的接触元件的示意图；

图6为壳体部件的视图，该壳体部件上原位成型有接触元件；

图7为成型有接触元件的壳体部件的视图；

以及

图8为在壳体部件上原位成型的接触元件的单独视图。

具体实施方式

图1示出插式连接器1的一个实施例，该插式连接器连接电缆2并且用于与对配插式连接器3连接。为了在对配插式连接器3上连接电缆2，可以通过以下方式沿插接方向E将插式连接器1与对配插式连接器3连接在一起：将在触点支架12上成型的形成插接面的插接区段120与对配插式连接器3，特别是在对配插式连接器3上成型的插口，连接在一起。

在插式连接器1的触点支架12上布置有若干电触点元件13，其在与对配插式连接器3插式连接的情况下与对配插式连接器3的对应的对配触点进行电接触并且用于传输有效电流，如进行电能传输或数据通信。触点支架12还承载接地触点14，其处于地电位并且在与对配插式连接器3连接在一起时与对配插式连接器3的侧面上的接地触点进行接触，从而在插式连接器1与对配插式连接器3所提供的插式连接上提供共同的地电位。

触点支架12由电绝缘材料制成，使得触点元件13和接地触点14相互电绝缘。在触点支架12上布置有形式为联轴螺母的连接元件11，该联轴螺母通过环状包围触点支架12的套管状支承元件15以可围绕插接方向E旋转的方式支承在触点支架12上。在所示实施例中，连接元件11具有螺纹区段111，该螺纹区段从具有滚花的轴环110上突出，在该螺纹区段上成型有外螺纹，其用来在将插式连接器1与对配插式连接器3连接在一起时与对配插式连接器3建立螺钉连接。

支承元件15与触点支架12固定连接并且由导电材料，特别是金属材料，构成。同样，连接元件11例如由导电材料，特别是金属材料，制成。

在插式连接器1的所示实施例中，壳体部件17如此地与触点支架12连接，使得壳体部件17在背离连接元件11的一侧上连接支承元件15。如图6中的视图所示，壳体部件17具有圆柱形基本形状并且与支承元件15整合式且一体式地成型。

壳体部件17是导电的，因而与支承元件15和布置于其上的连接元件11一起为触点支架12提供了包封。

在壳体部件17外部成型有护套部件10，其由电绝缘塑料例如借助塑料注塑而制成并且如此地布置在壳体部件17外部，使得壳体部件17朝外侧被护套部件10包围。护套部件10在壳体部件17的背离连接元件11的末端上延伸并且如图2中的截面图所示围绕内腔100，在该内腔内，电缆2的线芯21与触点支架12的触点元件13、14连接。

电缆2以背离触点支架12的末端被送入护套部件10并且具有电缆护套20，其包封线芯21。在护套部件10内部，线芯21通过去除外电缆护套20而被剥线并与触点支架12上的触点元件13、14连接，其中线芯21可以在电缆护套20的末端与护套部件10内的触点支架12之间的区域内被电绝缘材料包围(例如通过以下方式：线芯21在护套部件10的内腔100内被电绝缘浇铸材料浇铸。)

支承元件15通过例如形式为O型圈的密封件150、151与护套部件10和触点支架12防潮隔绝，参阅图2中的截面图和图3中的放大图。

在所示实施例中，壳体部件17由导电材料，特别是金属材料制成，例如实施为铝压铸件或锌压铸件。壳体部件17在使用者的使用过程中例如可能会通过支承元件15和布置于其上的连接元件11而被触摸到，因而根据有利方案，将壳体部件17一并纳入插式连接器1的接地并使其连接接地触点14上的接地电位，以免在触摸插式连接器1时造成使用者伤害。

为了在壳体部件17与接地触点14之间建立电连接，在所示实施例中，设有接触元件16，其电气地布置在壳体部件17与接地触点14之间并且将壳体部件17与接地触点14电连接在一起。接触元件16借助铸造技术由导电材料形成，其中当接地触点布置在触点支架12上时，可以直接在触点支架12上原位成型。

接触元件16例如借助金属铸造而成型为金属铸件，或者借助塑料注塑而由导电塑料成型。

接触元件16如此地成型，使其形成某个接触区段161，该接触区段在触点支架12上延伸至布置在触点支架12的容置插座120中的接地触点14并且周向包围接地触点14的杆段140，参阅图3与图5中的示意图。接地触点14置于触点支架12的容置插座120中，并且在其朝向插接区段120的一侧上形成触点插座142，在其背离的另一侧上形成用于与电缆2的对应线芯21连接在一起的连接区段141。杆段140大体呈圆柱形并且在接触元件16成型后在周向上被接触区段161的材料包围。

接触元件16形成另一接触区段160，其通过中间区段162而与分配给接地触点14的接触区段161连接并且被如此地分配给壳体部件17，使得接触区段160位于壳体部件17的径向外部、因而在外侧至少部分地包围壳体部件17、与壳体部件17电接触式地抵靠在一起，从而与壳体部件17建立电连接。

中间区段162在支承元件15的内侧延伸并且在图2和3中的纵截面内形成某个阶部，因而从与支承元件15一体成型的壳体部件17延伸至接地触点14。

相对大体呈圆柱形的插式连接器1的沿插接方向E指向的轴线而言，接触元件16的分配给触点支架12的接触区段161布置在分配给壳体部件17的接触区段160径向内部，参阅图5中的示意图。接触元件16可以对应于图4所示成型为冲压弯曲件的传统接触弹簧的形状，并且局部呈镰刀形地在壳体部件17外侧延伸。

可以直接在触点支架12和壳体部件17上原位成型接触元件16。例如可以在触点元件13、14插入触点支架12的对应容置插座120并固设在触点支架12上后，以及在壳体部件17连同支承元件15和视情况连接元件11布置在触点支架12上后，在触点支架12上成型接触元件16。通过将按前述方式所创建的预装组件的各组成部分相互隔绝并且将该组件置于相应的铸造模具中，来在触点支架12和壳体部件17上以形成分配给壳体部件17的接触区段160的方式成型接触元件16，从而在将组件从模具拿开后使得壳体部件17与接地触点14电连接。

如图6所示，为了在壳体部件17上原位成型接触元件16，在壳体部件17上例如设有开口170，可以将材料穿过该开口注入分配给接触元件16的空间，以便在触点支架12上在壳体部件17的径向内部成型接触元件16。开口170在壳体部件17上成型并且提供通向构建在触点支架12上的铸造通道的入口，该铸造通道延伸至接地触点14的杆段140并且包围该杆段。换言之，触点支架12、壳体部件17和接地触点14形成某个腔室，液态材料(特别是金属材料)在铸造过程中流入该腔室以成型接触元件16。

替代地，也可以在接触元件16成型在触点支架12上后，将壳体部件17附接至按前述方式所创建的组件，以便在此情形下通过将壳体部件17抵靠在接触元件16上来从外部建立接触元件16与壳体部件17间的电接触。

在图5示意性示出的实施例中，接触区段160通过圆弧段在壳体部件16的外侧延伸并且在原位成型在包括壳体部件17、触点支架12和接地触点14的组件上后，外侧地贴附在壳体部件16上。中间区段162穿过壳体部件16中的开口170朝接地触点14延伸，以便用接触区段161周向包围接地触点14从而使其发生接触。

在图7和8所示另一实施例中，分配给壳体部件17的接触区段160环形环绕壳体部件17，使得接触区段160周向包围壳体部件17。同样地，在包括壳体部件17、触点支架12和接地触点14的组件上原位成型接触元件16，其中在铸造过程中，液态材料环绕铸造模具中的壳体部件17流动，从而形成环形接触区段160。

图7结合接地触点14示出在壳体部件17上的接触元件16，而图8为接触元件16的单独视图。中间区段162阶梯形地在环扣壳体部件17的径向外部接触区段160与接触接地触点14的径向内部接触区段161之间延伸。

本发明的基本理念不局限于上述实施例，而是也可以不同的方式实现。

上述类型的插式连接器可以用来将连接该插式连接器的电缆与分配给对配插式连接器的电缆或上级电气组件连接在一起。

这种插式连接器可以用来传输供电用电流或者用来传输数据信号。

附图标记说明

1 插式连接器

10 护套部件

100 内腔

11 连接元件

11 轴环

111 螺纹区段

12 触点支架

120 容置插座

121 插接区段

13 触点元件

14 接地触点(PE触点)

140 杆段

141 连接区段

142 触点插座

15 支承元件

150，151 密封件

16 接触元件

160 接触区段

161 接触区段

162 中间区段

17 导电壳体部件

170 开口

2 电缆

20 电缆护套

21 线芯

3 对配插式连接器

E 插接方向

Claims (14)

1.一种用于与对配插式连接器(3)插式连接在一起的插式连接器(1)，具有由电绝缘材料制成的触点支架(12)、布置在所述触点支架(12)上的用于与所述对配插式连接器(3)进行电接触的电气接地触点(14)，和与所述触点支架(12)连接的导电壳体部件(17)和借助铸造技术制成的导电接触元件(16)，所述接触元件具有电接触式地抵靠在所述壳体部件(17)上的第一接触区段(160)和电接触式地抵靠在所述接地触点(14)上的第二接触区段(161)并且将所述壳体部件(17)与所述接地触点(14)电连接在一起，其特征在于，所述接触元件(16)通过所述铸造技术原位成型在所述触点支架(12)、所述接地触点(14)和所述壳体部件(17)所构成的预装组件上。

2.根据权利要求1所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述接触元件(16)借助金属铸造作为金属铸件而制成。

3.根据权利要求1所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述接触元件(16)借助塑料注塑作为注塑件而由导电塑料制成。

4.根据权利要求中1所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述触点支架(12)具有容置插座(120)，所述接地触点(14)具有杆段(140)，其中所述接地触点(14)以所述杆段(140)布置在所述容置插座(120)中，所述接触元件(16)的第二接触区段(161)电接触式地抵靠在所述杆段(140)上。

5.根据权利要求4所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述接触元件(16)的第二接触区段(161)周向包围所述杆段(140)。

6.根据权利要求1所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述第一接触区段(160)径向朝外伸出所述第二接触区段(161)。

7.根据权利要求1所述的插式连接器(1)，其特征在于布置在所述触点支架(12)径向外部、与所述壳体部件(17)连接、导电的支承元件(15)和连接元件(11)，所述连接元件以可围绕插接方向(E)旋转的方式支承在所述支承元件(15)上，所述插式连接器(1)可沿所述插接方向与所述对配插式连接器(3)插接连接。

8.根据权利要求7所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述接触元件(16)电接触式地抵靠在所述支承元件(15)上。

9.根据权利要求1所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述壳体部件(17)至少局部地被电绝缘护套部件(10)包围，其中所述护套部件(10)形成被周向包围的内腔(100)，以及在所述护套部件(10)的背离所述触点支架(12)的末端上，电缆(2)被送入所述护套部件(10)。

10.根据权利要求1所述的插式连接器(1)，其特征在于在所述触点支架(12)上除了所述接地触点(14)以外还布置有至少一个用于与所述对配插式连接器(3)进行电接触的电触点元件(13)。

11.根据权利要求1所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述触点支架(12)具有插接区段(121)，所述插式连接器(1)可通过所述插接区段沿插接方向(E)与所述对配插式连接器(3)插式连接。

12.根据权利要求11所述的插式连接器(1)，其特征在于，所述插接区段(121)围绕所述插接方向(E)周向地包围所述接地触点(14)。

13.一种制造用于与对配插式连接器(3)插式连接在一起的插式连接器(1)的方法，其中所述方法具有：提供由电绝缘材料制成的触点支架(12)，将用于与所述对配插式连接器(3)进行电接触的电气接地触点(14)布置在所述触点支架(12)上，以及提供与所述触点支架(12)连接在一起的导电壳体部件(17)，借助铸造技术如此地在所述触点支架(12)上制成导电接触元件(16)，使得所述接触元件(16)形成用于与所述壳体部件(17)进行电接触的第一接触区段(160)和电接触式地抵靠在所述接地触点(14)上的第二接触区段(161)，其特征在于，所述接触元件(16)通过所述铸造技术原位成型在所述触点支架(12)、所述接地触点(14)和所述壳体部件(17)所构成的预装组件上。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于如此地将所述壳体部件(17)与所述触点支架(12)连接在一起，使得所述壳体部件(17)电接触式地抵靠在所述第一接触区段(160)上，因而所述接触元件(16)将所述壳体部件(17)与所述接地触点(14)电连接在一起。