CN117716586A - 插接套筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于插接连接器插座的插接套筒(1)，其下沉式地安装到塑料壁(6)中并且适合于容纳并螺旋连接待与插接连接器插座连接的螺旋插接连接器，并且此外也适合于卡锁待与插接连接器插座连接的卡锁插接连接器，其中所述插接套筒(1)具有：内螺纹区段(13)，其具有用于与螺旋插接连接器的外螺纹螺旋连接的内螺纹；环绕的或中断的、布置在内螺纹区段(13)插接侧的、向内指向的卡锁凸鼻(14)，用于与卡锁插接连接器卡锁，其中，为了安装到塑料壁(6)中，插接套筒(1)具有自攻外螺纹(3)并且由金属制成。

Description

插接套筒

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的类型的用于插接连接器插座的插接套筒。

此外，本发明涉及一种插接连接器插座，其具有根据权利要求1所述的插接套筒并且此外具有触头载体和至少一个布置在触头载体中的插接触头。

此外，本发明涉及一种圆形插接连接器系统，其具有圆形插接连接器和根据权利要求7所述的插接连接器插座。

此外，本发明涉及一种设备壳体，其具有至少一个至少局部地由塑料制成的壳体壁和至少一个根据权利要求1所述的安装在壳体壁中的插接套筒。

此外，本发明从一种用于制造具有根据权利要求1所述的插接套筒的设备壳体的方法出发。

需要这种类型的插接套筒，以便容纳圆形插接连接器并且将其锁定以防止意外拉出。

所述设备壳体可以是电气设备的组成部分。这样的电气设备例如可以用于接收模拟和/或数字电信号并且处理和/或变换和/或转发这些电信号。

尤其是，该电气设备可以是用于数据网络的接线盒，特别优选地是所谓的“I/O链接模块”，其也被称为“I/O接线盒”。这样的接线盒可以作为网络接口用于连接到其上的部件，并且可以提供多个这样的插接插座和/或插接连接器以将连接到其上的部件例如与数据网络连接起来。设备可以通过其插接连接器将现场设备诸如传感器和执行器通过数据网络例如与控制装置连接。

背景技术

文献WO 2020/119854 A1公开了一种圆形插接连接器系统，其具有带有螺纹和卡锁锁定件的插接连接器插座和有待与该插接连接器插座插接的圆形插接连接器。因此，该系统提供用于锁定插接连接的螺纹连接和推拉式卡锁。为此还建议，圆形插接连接器的向外指向的卡锁钩布置在其插接区域与其触头载体区段之间。插接连接器插座在其内螺纹区段的插接侧具有向内指向的、环绕的或中断的卡锁凸鼻。因此，待与其插接的圆形插接连接器的卡锁臂不需要为了锁定而穿过插接连接器插座的内螺纹区段。因此，卡锁臂可以被实施得特别短和坚固，并且插接连接器插座的内螺纹可以被实施成连续的，即不是分段的。相应的锁定件的保持力因此较高，且圆形插接连接器的结构相对简单。圆形插接连接器的卡锁臂可以例如在制造时在其塑料绝缘体上模制并与其一件式地实施。

在制造设备壳体、尤其是制造接线盒时，已证实为不利的是，通过插接侧的底切形成的插接连接器插座的卡锁凸鼻利用为此所使用的注塑技术只能以显著的耗费来实现。

此外，在现有技术中，例如在试验和模拟中已经证实为进一步不利的是，在这些结构形式中的一些中，插接连接器插座的卡锁凸鼻的稳定性不总是足够的和/或卡锁凸鼻的尺寸不期望地大，即，消耗插接连接器插座内的宝贵的结构空间。

德国专利商标局在本申请的优先申请中检索到了以下现有技术文件：DE 102020103 896A1、DE 10 2020 112 793 A1、US 7,491,081 B2和WO 2020/119854A1。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种易于制造的用于插接连接器插座的插接套筒，其中，插接套筒不仅能够实现螺旋锁定而且能够实现卡锁锁定，并且其中，插接套筒的结构形式简化了利用注塑技术来制造设备壳体。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。

用于插接连接器插座的插接套筒适用于下沉式地安装到塑料壁中，也就是说，由塑料材料制成的壁中。

表述“下沉式地安装”在此和以下可理解为，插接套筒在安装状态下在插接侧不从塑料壁突出。这种下沉式安装的优点尤其在于，不仅在插接侧方向上而且在垂直于插接侧方向上、即在壳体壁的平面中相应地节省空间。

塑料壁可以是设备壳体的组成部分。塑料壁可以是设备壳体的整个壳体壁，或者至少是这种壳体壁的一部分区段。尤其是，整个设备壳体也可以由塑料制成。然而壳体壁至少在安装有插接套筒的区域中必须由塑料构成，即在该区域中例如具有所述的塑料壁。因此，所述的设备壳体可以至少部分地、优选绝大部分地并且尤其是完全地由塑料制成并且因此完全地或部分地以注塑方法制造。设备壳体例如可以是电气设备的、尤其是接线盒的组成部分。

尤其是，所述塑料壁可以具有用于安装插接套筒的首先无螺纹的、具有圆柱形外轮廓的安装开口，其中该安装开口被塑料壁的塑料材料包围。

插接套筒可以利用其自自攻螺纹旋入到塑料壁的安装开口中并且在此在安装开口中、即在包围安装开口的塑料材料中切出配对螺纹。这也是有利的，因为由此避免了例如由于不同类型的螺纹而引起的兼容性问题。

该插接套筒一方面适合于容纳和螺旋连接待与插接连接器插座连接的螺旋插接连接器，该螺旋插接连接器的特征尤其在于，它为此具有外螺纹。

另一方面，插接套筒也适用于卡锁待与插接连接器插座连接的卡锁插接连接器，该卡锁插接连接器为此目的可以具有多个(尤其是向外指向的)卡锁钩。

该插接套筒具有：

-内螺纹区段，具有用于与螺旋插接连接器，尤其与所述螺旋插接连接器的外螺纹螺旋连接的内螺纹；

-环绕的或中断的、布置在内螺纹区段的插接侧的、向内指向的卡锁凸鼻，用于与卡锁插接连接器卡锁，尤其与卡锁插接连接器的所述的、优选向外指向的卡锁钩卡锁。

根据本发明，插接套筒为了安装到设备壳体的壳体壁中具有自攻外螺纹并且由金属制成。

本发明的有利的设计方案在从属权利要求和下面的说明中给出。

本发明具有的优点是，通过插接套筒简化了设备壳体的制造。

本发明的另一优点是，卡锁凸鼻尤其是因制成该卡锁凸鼻的金属材料是特别稳定的并且由此尤其是承受特别高的拉力。

同时，本发明具有另一个优点，即，插接套筒和尤其是其卡锁凸鼻具有特别紧凑的结构形式。

通过使用插接套筒显著简化了设备壳体的制造，因为在制造过程中，尤其是在注塑过程中，无需在塑料材料中形成底切以形成卡锁凸鼻。尤其是，这种底切在对此习惯的并且在其他方面非常有利的注塑方法中，即如已经提到的那样，非常难以实现。

本发明具有附加的优点，即卡锁凸鼻尤其在插接方向上和/或垂直于插接方向由于其金属材料可以实施为窄的并且仍然具有高的稳定性。由此，在插接套筒内部并且因此也在插接连接器插座中节省了宝贵的结构空间并且能够实现所期望的紧凑的结构形式，其中，所述插接套筒是插接连接器插座的组成部分。此外，由此尤其是待与其插接的卡锁插接连接器的卡锁钩也可以具有特别小的尺寸。

特别大的优点在于，插接套筒也适用于螺旋插接连接器的常规的螺旋连接，该螺旋插接连接器为此尤其具有与插接套筒的内螺纹相对应的外螺纹，并且由于其金属材料而在该螺旋连接方面也具有特别大的稳定性。

此外，本发明具有这样的优点，即，插接套筒可以以其自攻外螺纹仅仅用很小的耗费就安装到设备壳体的塑料壁内，也就是说可以自攻地旋入到塑料壁的安装开口中，其中插接套筒的自攻螺纹优选在塑料壁的包围安装开口的塑料材料内切出配对螺纹。

在此特别有利的是，构成插接套筒的金属比塑料壁的塑料材料更硬并且更有抵抗能力。由此不仅增大了卡锁凸鼻的保持力，而且还明显简化了这种配备有安装式插座的设备壳体的制造，并且换句话说，明显简化了这种插接套筒在设备壳体的所述塑料壁中的安装。通过使用自攻螺纹也不需要用于将穿壁套管与在插接侧从设备壳体突出的外螺纹区段旋接的锁紧螺母。由此，插接套筒可以完全下沉式地安装到塑料壁中，并且不必如在现有技术中常见的那样以外螺纹区段在插接侧从壳体壁突出用于通过(在使用所述插接套筒时有利地也就是不需要的)锁紧螺母螺旋连接。由此，不仅在插接方向上而且在与其垂直的方向上有利地节省空间以及尤其省去可丢失的部分。

插接套筒的下沉式安装的另一优点也从已经提到的接线盒的常见的应用实践中得出，所述接线盒对于自动化技术的专业人员来说也作为所谓的“I/O盒”公知。在该技术领域中，长期以来通常根据其相应的功能(输入、输出、环路直通(durchgeschliffene)信号等)来表征安装插座并且识别其是否下沉式地安装。对于纯粹的螺旋插接连接器来说，这迄今是没有问题的。与现代的卡锁插接连接器、尤其是所谓的“推拉式插接连接器”，即通过拉动解锁套筒而可解锁的卡锁插接连接器相结合，由于对先前的螺旋锁定的向下兼容的附加期望，从下沉式安装的需要中得出了新的挑战，这通过插接套筒的已经提及的优点特别有利地得到解决。

因此，对于这种下沉式地安装的插接套筒/插接连接器插座而言，在该技术领域中必要时提供所谓的“反向推拉式”卡锁插接连接器的特别舒适的应用，所述“反向推拉式”卡锁插接连接器在本领域中也称为“具有内部锁定件的推拉式插接连接器”。这种反向推拉式插接连接器以其卡锁钩从内部接合到插接套筒/插接连接器插座中并且从内部卡锁在其上，其中，卡锁插头的卡锁钩通常向外指向。推拉式卡锁插接连接器尤其具有一个解锁套筒。当解锁套筒被拉动时，该解锁套筒可以向内弯曲属于卡锁插接连接器的卡锁臂连同成形在其上的卡锁钩，以便使卡锁钩与相应的配对卡锁元件(在当前情况下与卡锁凸鼻)分离并且因此解锁插接连接。

此外有利的是，插接套筒由于其金属材料而具有针对外电场和/或磁场的屏蔽作用。尤其是，它将布置或待布置在其中的插接触头相对于外部场屏蔽，即使设备壳体(所述插接套筒安装到该设备壳体中)如已经提到的那样至少部分地由塑料制成。这种屏蔽作用尤其既涉及插座触头也涉及待与其插接的管脚触头。这是特别有利的，因为由此可以成本低廉且不复杂地以注塑方法制造的并且此外在其形状上可以非常灵活地与各种应用匹配的设备壳体和尤其是接线盒(其当然具有非常多的插接连接)可以在其特别敏感的插接区域中加强地具有特别好的屏蔽，以避免相互串扰以及克服电的和/或磁的外部场。

在一种有利的设计方案中，插接套筒基本上具有空心圆柱形的基本形状。这是有利的，因为由此其基本形状适宜地并且节省材料地与其内螺纹和外螺纹的强制圆形的形状相匹配。

有利地，插接套筒可以具有一个连续的、优选基本上圆柱形的空腔作为容纳区域。内螺纹可以尤其在内侧布置在容纳区域的略微缩窄所述空腔的内螺纹区段上。即使容纳区域在该部分中缩窄，插接套筒也在该内螺纹区段中保持其基本上空心圆柱形的基本形状。因此，术语“基本上空心圆柱形”尤其包括空心圆柱形的基体，其具有外侧自攻外螺纹、优选在渐窄内螺纹区段中的内螺纹、插接侧卡锁凸鼻，尤其是插接侧圆锥形的顶部件以及优选地在相对端部的所述环绕的倒角。

尤其是，内螺纹优选可以是公制螺纹，特别优选是M12螺纹，其尤其是符合标准地与常用的M12螺旋插接连接器兼容。当然，其他螺纹尺寸也是可能的。

在一种有利的设计方案中，插接套筒是车削件。这意味着，优选地以车削方法，尤其是以CNC(计算机数控)车削方法来制造插接套筒。CNC方法的优点是，通过对工艺计算机进行编程，可以使诸如自攻外螺纹的和设置用于螺旋连接螺旋插接连接器的内螺纹的外径和内径、长度和螺纹深度的细节与设备结构的相应要求容易地相匹配，并且也可以小批量地自动化和低成本地制造插接套筒。相比于注塑方法，在车削方法中，构成所述卡锁凸鼻的插接套筒的底切的制造明显更为容易。

在一种有利的设计方案中，在插接套筒的插接侧的端部区段上，插接套筒具有环绕的、至少在其外轮廓上朝向插接套筒的插接侧端部锥形地扩展的顶部件。该顶部件用于封闭由套筒切入或待切入到塑料壁中的螺纹，并且特别适合于在插接套筒的插接侧的端面上与塑料壁齐平地终止，由此插接套筒能够下沉式地安装到壳体壁中。

在其与插接侧相对的端部上，插接套筒可以具有一个环绕的外部倒角，即一个环绕的外部斜面，该倒角在将插接套筒插入到塑料壁的安装开口中时具有自动定心的作用，因为插接套筒在安装到安装开口中时在安装开口中定心。这附加地增加了简化的设备制造的优点。

在一种优选的设计方案中，插接套筒实施为基本上是空心圆柱形的。

如已经提到的那样，在另一优选的设计方案中，插接套筒可以是车削件。

金属的插接套筒尤其可以由铜合金和/或铝合金，优选由黄铜构成。

优选地，插接套筒一件式地实施。

插接连接器插座不仅具有插接套筒而且具有布置在其中的、尤其基本上圆柱形的触头载体，该触头载体具有至少一个布置在该触头载体中的插接触头。触头载体可以伸入到插接套筒中，即伸入到插接套筒的空腔中。

在一种优选的设计方案中，触头载体可以“浮动地”布置在插接套筒中，并且因此伸入到插接套筒中，但不直接固定在插接套筒上。这具有的优点是，设备/设备壳体的构造可以与其部件的由结构类型决定的制造公差无关地在没有由此产生的机械应力的情况下进行并且由此被进一步简化。触头载体可以是一个单独的部件。

在另一优选的设计方案中，触头载体可与塑料壁一件式地实施，例如实施为单个的公共的注塑件。

圆形插接连接器系统具有插接连接器插座和作为配对插头的圆形插接连接器。

在此可以是:

a.圆形插接连接器或者是具有外螺纹的螺旋插接连接器，所述螺旋插接连接器能够利用外螺纹旋入到插接套筒的内螺纹中，或者

b.圆形插接连接器是具有多个向外指向的卡锁钩的卡锁插接连接器，利用这些卡锁钩，所述卡锁插接连接器能够从内部卡锁在插接套筒的卡锁凸鼻上。

设备壳体具有至少一个塑料壁和至少安装到塑料壁中的插接套筒，其中，所述至少一个插接套筒以其自攻外螺纹旋入到塑料壁的至少一个圆柱形的安装开口中。

在此，插接套筒优选可以下沉式地安装到塑料壁中。

一种用于制造具有至少一个这样的插接套筒的设备壳体的方法至少具有以下步骤：

A.所述设备壳体在使用注塑方法的情况下利用至少一个由塑料材料制成的塑料壁来成形，其中在所述塑料壁中成形至少一个具有圆柱形的外轮廓的安装开口，并且随后

B.在第二步骤中，将至少一个插接套筒利用属于该插接套筒的自攻外螺纹旋入到至少一个安装开口中，其中，插接套筒的外螺纹将配对螺纹切入到塑料壁的包围安装开口的塑料材料中。

尤其是在方法步骤B中可以将插接套筒如此深地旋入到塑料壁中，使得其下沉式地安装到该塑料壁中。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面进行详细阐述。其中：

图1a以3D图示出了具有自攻外螺纹的基本上空心圆柱形的插接套筒；

图1b示出插接连接器插座的剖视图，该插接连接器插座具有旋入到塑料壁中的插接套筒、触头载体和插接触头。

具体实施方式

附图包括部分简化的示意性表示。部分地，对于相同的、但是必要时不相同的元件使用相同的附图标记。相同元件的不同视图可以不同地缩放。

图1a示出了基本上空心圆柱形的插接套筒1，其因此具有基本上空心圆柱形的基体5，该基体具有自攻外螺纹3。在图中顶部示出的插接侧的端部处，插接套筒1在插接侧的端部区段上具有环绕的、至少在其外轮廓上朝向插接侧的端部锥形地扩展的顶部件2。此外，在插接侧的端部上还可以看到略呈漏斗形的内轮廓(未详细示出)，其具有连接在其上的底切，该底切形成环绕的卡锁凸鼻14。该环绕的卡锁凸鼻14用于卡锁未示出的、在插接侧(也就是说在图中从上方)待引入的卡锁插头，该卡锁插头例如可以具有同心地向外指向的卡锁钩，所述卡锁钩在卡锁状态中从内部接合卡锁凸鼻14。

基本上空心圆柱形的插接套筒1在其与插接侧相对的端部上(该端部在图中下部示出)具有环绕的外部倒角4，以用于在旋入下面示出的塑料壁6、例如设备壳体的塑料壁6的安装开口60中时自动定心。

如在图1b中可清楚看到的那样，插接套筒1具有连续的空腔10作为容纳区域。在基本上圆柱形地实施的空腔10内部，插接套筒1具有使空腔10缩窄的内螺纹区段13。内螺纹区段13布置在连接侧，也就是在附图中布置在卡锁凸鼻14的下方。反过来说，卡锁凸鼻14布置在内螺纹区段13的插接侧，即在附图中布置在内螺纹区段的上方。内螺纹区段13具有在附图中未示出的内螺纹，以用于在插接侧旋入同样未示出的、在插接侧(也就是说在附图中从上方)待插入的螺旋插接连接器。例如，但不限于此，内螺纹可以优选是公制螺纹，尤其是M12螺纹，从而与之匹配的、符合标准的公制螺旋插接连接器和尤其是M12螺旋插接连接器能够插入到插接套筒1中并且能够在其内螺纹上螺旋连接。

因此，插接套筒1不仅适用于容纳和锁定卡锁插接连接器，而且也适用于容纳和锁定螺旋插接连接器。

插接套筒1的所述自攻外螺纹3用于将插接套筒1安装到塑料壁6的已经提及的安装开口60中。为此，插接套筒1由金属、例如由黄铜制成，并且可以以车削方法制成。在上述的安装中，插接套筒1的自攻外螺纹3在安装开口60内切出一个配对螺纹，即在包围安装开口60的塑料壁6的塑料材料内切出一个配对螺纹。

在这里所示的示例中，塑料壁6与触头载体7一件式地实施，其中触头载体7伸入到插接套筒1的空腔10中。例如，塑料壁6可与触头载体7一起作为注塑件以共同的注塑方法来制造。该触头载体7具有多个通孔作为触头腔70，在其中分别容纳有一个插接触头8。每个插接触头8具有插接区域80和连接区域81以及布置在它们之间的保持区段87，所述插接触头利用所述保持区段保持在触头载体7中。这里所示的插接触头8是插座触头，因为其插接区域80插座状地实施。在连接侧，也就是在附图中在下部示出，其管脚状的连接区域81穿过电路板9的接触开口伸出并且在背面与位于那里的印制导线91导电连接、例如钎焊。

即使在附图中分别组合地示出了本发明的不同方面或特征，对于本领域技术人员来说，只要没有另外说明，显然所示出的和所讨论的组合不是唯一可行的。尤其是可以相互交换由不同实施例组成的相互对应的单元或特征复合体。

附图标记列表

1 插接套筒

10 空腔

13 内螺纹区段

14 卡锁凸鼻

2 顶部件

3 自攻外螺纹

4 倒角

5 基体

6 塑料壁

60 安装开口

7 触头载体

70 触头腔

8 插接触头

80 插接区域

81 连接区域

87 保持区段

9 电路板

91 印制导线

Claims (13)

1.一种用于插接连接器插座的插接套筒(1)，其用于下沉式地安装到塑料壁(6)中并且适合于容纳并螺旋连接待与所述插接连接器插座连接的螺旋插接连接器，并且此外也适合于卡锁待与所述插接连接器插座连接的卡锁插接连接器，其中所述插接套筒(1)具有：

-内螺纹区段(13)，其具有用于与所述螺旋插接连接器的外螺纹螺旋连接的内螺纹；

-环绕的或中断的、布置在所述内螺纹区段(13)的插接侧的、向内指向的用于与所述卡锁插接连接器卡锁的卡锁凸鼻(14)，其中，

-所述插接套筒(1)为了安装到所述塑料壁(6)中而具有自攻外螺纹(3)并且由金属制成。

2.根据权利要求1所述的插接套筒(1)，其中，所述插接套筒(1)实施为基本上空心圆柱形。

3.根据前述权利要求中任一项所述的插接套筒(1)，其中，所述插接套筒(1)是车削件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的插接套筒(1)，其中，所述插接套筒(1)一件式地实施并且由黄铜制成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的插接套筒(1)，其中，所述插接套筒(1)在插接侧的端部区段上具有环绕的、至少在其外轮廓上朝向该插接套筒(1)的插接侧的端部锥形地扩展的顶部件(2)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的插接套筒(1)，其中，所述插接套筒(1)在其与所述插接侧相对的端部上具有用于自动定心的环绕的外部倒角(4)。

7.一种插接连接器插座，其具有根据前述权利要求中任一项所述的插接套筒(1)并且此外具有触头载体(7)和至少一个布置在所述触头载体(7)中的插接触头(8)，其中所述触头载体(7)伸入到所述插接套筒(1)中。

8.根据权利要求7所述的插接连接器插座，其中，所述触头载体(7)与塑料壁(6)一件式地实施，其中，所述塑料壁(6)具有安装开口(60)，所述插接套筒(1)利用其自攻外螺纹(3)旋入到所述安装开口中。

9.一种圆形插接连接器系统，具有根据权利要求7至8中任一项所述的插接连接器插座和圆形插接连接器，

a.其中，所述圆形插接连接器或者是一种具有外螺纹的螺旋插接连接器，所述螺旋插接连接器能够利用所述外螺纹旋入到所述插接套筒(1)的内螺纹中，或者

b.其中，所述圆形插接连接器是一种具有多个向外指向的卡锁钩的卡锁插接连接器，利用所述卡锁钩，所述卡锁插接连接器能够从内部卡锁在所述插接套筒(1)的卡锁凸鼻(14)上。

10.一种设备壳体，具有至少一个塑料壁(6)和至少一个安装到所述塑料壁中的、根据权利要求1至6中任一项所述的插接套筒(1)，其中所述至少一个插接套筒(1)以其自攻外螺纹(3)旋入到所述塑料壁(6)的至少一个安装开口(60)中。

11.根据权利要求10所述的设备壳体，其中，所述插接套筒(1)下沉式地安装到所述塑料壁(6)中。

12.一种用于制造具有至少一个根据权利要求1至6中任一项所述的插接套筒(1)的设备壳体的方法，其中

A.使用注塑方法利用至少一个由塑料材料制成的塑料壁(6)使所述设备壳体成形，其中至少一个具有圆柱形的外轮廓的安装开口(60)成形到所述塑料壁(6)中，并且随后

B.所述至少一个插接套筒(1)利用属于该插接套筒(1)的自攻外螺纹(3)旋入到所述至少一个安装开口(60)中，其中，所述插接套筒(1)的外螺纹(3)在所述塑料壁(6)的包围所述安装开口(60)的塑料材料中切出配对螺纹。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在方法步骤B中，将所述插接套筒(1)如此深地旋入到所述塑料壁中，使得所述插接套筒(1)下沉式地安装到所述塑料壁(6)中。