CN1248367C - 由插入式插座和插头部件构成的插头连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种插头连接器，其包括插入式插座和一插头部件，插入式插座包含电绝缘插座外壳(12)，外壳(12)中至少容纳一个插座触头(14)，其特征在于：插座触头由一固位部件(16)和一插孔(18)构成，插孔安装在固位部件上并使其可以枢转有限角度，插头部件具有电绝缘插头外壳(52)，在外壳(52)中至少容纳一个插头触头(54)，其用于插进插入式插座的插座触头。

Description

由插入式插座和插头部件构成的插头连接器
技术领域
本发明涉及一种由插入式插座和插头部件构成的插头连接器，插头部件用于插入插入式插座。尤其是，本发明涉及一种所谓的底板插头连接器(back-panel plugconnector)，其中两个插头连接器部件中一个安装在一底板电路板(back panel circuitboard)上，即所谓的母板，该底板电路板稳固地安装在一电气装置外壳中，插头连接器的另一个部件安装在可插电路板上，即所谓的插件(plug-in card)。当插件插入到外壳时，插入式插座的触头和插头部件的触头分别与另一个部件的触头啮合，由此插件连接到母板上。
背景技术
出现一个问题就是插件不能如此精确地被导向插进外壳使得它能够无公差地插入。这意味着触头插栓和触头插孔相互间侧向偏移和/或在插入插件过程当它们相互接触时相互间出现错误的成一定角度的位置，也就是它们的纵轴没有对正在一直线上。在插头部件插入到插入式插座过程，这些对正误差的较大部分肯定可以得到校正；由于这种校正，然而，较大的力作用在插入式插座和插头部件的触头上。存在一种危险就是在触头焊点上出现变形和应力。这对于SMT连接件来说特别地危险，其与直通触头(through contact)相比，不能可靠地与电路板连接。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种插头连接器，其中在插件插入到外壳以及相应的插头部件插入插入式插座的过程中，如果在插头部件和插入式插座之间出现某些误差，这些触头不受到高机械荷载的影响。
为了实现该目标，提供一种插入式插座，其包含一绝缘插座外壳，其中包含至少一个插座触头，该插入式插座特点如下，该插座触头由一固位部件和一插孔构成，所述插孔是一弯曲金属片部件，该插孔安装在固位部件上并使其能够枢转有限角度。该互补插头部件包含一绝缘插头外壳，该绝缘插头外壳中容纳至少一插头触头，其用于与互补的插入式插座的插孔来啮合。由于安装该插孔并使其能够在固位部件上枢转，插入式插座和插头部件相互间的错位可以自动地得到补偿。这防止了高机械载荷作用在触头上。
根据第一个优选实施例，提供插入式插座的固位部件和插孔，该固位部件包含一头部、一邻接环形槽和邻接于该环形槽的一卡箍，该插孔包含多个与环形槽啮合的弹簧锁扣，在它们自由端，弹簧锁扣最好包含与环形槽啮合的钩爪。这使得可以通过一种非常简单的方式安装该插孔并使其在固位部件上可以枢转。由于插孔的弹簧锁扣，插孔被推越过头部推到固位部件上，当滑过头部时该弹簧锁扣弹性地扩宽随后卡入环形槽。在那里，该插孔可靠地被钩爪保持住，该钩爪靠在环形槽和头部之间的轴肩上，而同时该插孔可以枢转一定角度。该角度由钩爪宽度和环形槽宽度之间的差造成，该环形槽在卡箍和头部之间。该差越大，插孔可以枢转得越远。
该插孔更好的是管形的并且在与钩爪相对的一端配备几个触头锁扣。当插头触头推进插孔时，触头锁扣弹性地扩宽。可以容易地生产具有弹簧锁扣和触头锁扣的插孔，其中首先提供一个具有切口的平板冲压部件，由此形成触头锁扣和弹簧锁扣，然后把这个冲压部件卷拢在一起使其具有理想的管形。
根据本发明的第一个优选实施例，该插座触头的固位部件的卡箍邻接一锚槽，紧随该锚槽的是容纳在插座外壳中的锚部，一环形弹簧容纳在锚槽中，环形弹簧的朝向卡箍的边缘做成楔形，该卡箍以及固位部件的头部的直径小于锚部的直径。这种结构使得可以非常容易地把固位部件装配和安装到插座外壳中。首先，把环形弹簧推到锚槽上。然后从插座外壳的后面把固位部件推入在插座外壳上的锚孔中，当穿过该锚孔时该环形弹簧被弹性地压缩，随后又恢复它的原始形状。这样，在那里成型一个锁合，它使得把固位部件推进插座外壳中成为可能，但不可能沿相反的方向拉出。以一种类似的方式，插头外壳的插头触头被安放到其中。
根据第二个优选实施例，提供固位部件和插孔，该固位部件包含一固位孔，该插孔包含至少一个与固位孔啮合的钩爪。这里，最好使固位部件至少在固位孔的区域中包含一矩形横截面，该插孔配备两个弹簧锁扣，其并联着相互面对且靠在固位部件的两个侧表面上，两个侧面面对着相互离开。该钩可以由弯离该弹簧锁扣的一金属片锁扣形成。可靠地把该插孔保持在固位部件上，而靠在固位部件上的其余两个弹簧锁扣，由于它们的弹性，使得可以在固位部件上向各个方向转动该插孔。
最好使得该插孔包含两个相互并联面对的触头锁扣并且该弹簧锁扣沿着第一方向相互面对，该第一方向与第二方向垂直，沿第二方向触头锁扣相互面对。触头锁扣和弹簧锁扣不同的方向确保每次插孔偏离正常位置时，产生使其恢复到正常位置的恢复力。
最好使该插孔是具有一封闭中心部分的弯曲金属片部件。可以在低费用下通过冲压和弯曲合适的金属片来生产这种弯曲金属片部件。
更好地，插入式插座的固位部件和插头部件的插头触头都包含表面安装技术(SMT)连接件，这使得可以通过表面安装技术把它们安装到电路板上，从工艺工程观点来说是有益的。
本发明有益的结构可以从从属权利要求中得出。
附图说明
下面，将参考附图中表示的两个优选实施例来描述本发明；其中：
图1是根据第一个实施例插入式插座和插头部件在插入开始时的截平面图；
图2是穿过图1的插入式插座和插头部件的横截面；
图3是与图2相一致的插入式插座和插头部件在插入过程的视图；
图4是穿过图3的插入式插座和插头部件的横截面；
图5是穿过在完全装配条件下的插入式插座和插头部件的横截面；
图6是穿过第二个实施例的插入式插座和插头部件的横截面；
图7是图6的插入式插座和插头部件的截平面图；
图8是用于图6的插入式插座的插孔透视图；
图9是图8的插孔的一个细部的放大透视图；
图10是图8的插孔的另一个透视图；
图11是图8的插孔的另一个透视图；
图12是根据图8-11中所示的实施例的变体的插孔的透视图；
图13是图8的插孔的另一个透视图；以及
图14是图8的插孔的另一个透视图。
具体实施方式
图1和图2表示根据第一个实施例的插头连接器，其由插入式插座10和插头部件50构成。这涉及所谓的底板插头连接器，其中插入式插座10安装在母板2上，该母板构造为电路板，插头部件50安装在插件4上，其同样地构造为电路板。母板2是电气或电子装置的一部分，插件4插入到该装置中。这里，在该装置外壳中的用于插件4的导向件未画出。当然，该插头连接器的结构也可以应用于其它应用领域。
插入式插座10包含一电绝缘插座外壳12，在其中形成三个圆筒形的触头腔14。在每个触头腔中，布置一个插座触头14，插座触头14由一固位部件16和插孔18构成。该固位部件包含一头部20、一环形槽22、一邻接于环形槽的卡箍24、一锚槽26、一锚部28以及一个SMT连接件30。该锚部容纳在插座外壳12中的锚孔34中。一环形弹簧32插入到锚槽26中，该弹簧支撑在卡箍24和围绕锚孔34的轴肩之间。环形弹簧32在其面向卡箍24的一端做成楔形(beveled)，卡箍24和头部20的直径小于锚孔34的直径。这使得把固位部件16可以从插座外壳12的后面插入到插座外壳12中，也就是从图1和2的左手侧，直到环形弹簧通过锚孔34并处于图1和2中所示的位置，在该位置上环形弹簧防止固位部件缩回。
安装在固位部件上的插孔18是一种管形的弯曲金属片部件。该插孔18包含多个邻接的弹簧锁扣38，每个锁扣在其面向环形槽22的一侧，在它们的自由端配备一钩爪40(尤其是参见图5)。在其相反的一端，形成几个邻接的触头锁扣42。通过沿轴向上把插孔18推到固位部件16上，从而把其安装在固位部件16上。在其过程中，配备有钩爪的弹簧锁扣滑过头部20直到它们咬入到环形槽22内。由于环形槽在轴向上比钩爪40长，所以在固位部件上，插孔18可以在限定的角度范围内枢转。这个角度范围由触头腔的尺寸来限定。
插头部件50包含电绝缘插头外壳52，其配备有多个邻接的插头触头54，其栓形插入部分56布置在触头腔58内。为了在插头外壳52中固定插头触头，使用与插入式插座同样的结构，也就是，环形弹簧60，其被布置在锚槽61中并支撑在插头触头的卡箍62和围绕相应锚孔64的轴肩之间，插头触头54的锚部63布置在锚孔64中。最后，每个插头触头54配备一个SMT连接件66，其被焊接在插件4上。
图1和2表示插入开始时的插入式插座和插头部件。由于公差，插入式插座和插头部件在X方向和Y方向上相对于最佳方位相互错位约1mm，在该最佳方位上，插入式插座和插头部件的纵轴线相互对正。插座外壳和插头外壳前沿上的输入端斜面致使在进一步插入过程错位程度减少；在图3和4表示的情况下，轴线错位程度ΔX和ΔY约为±0.4mm。然而，在每种情况下，都要加上一个约±1.5°角度误差Δα和Δβ。从图3和4可以清楚地看出，尽管这些误差，插头触头54的插入部分56可以容易地推进插孔18，这是因为插孔18可枢转地安装到固位部件16上。为了执行插入而不出现问题，还得到插入部分的端部的圆锥形结构和触头锁扣42的漏斗形结构的支持，使得插孔18自动地恰好地对正。插孔的可能的枢转范围选择成这样，就是即使在较大的错位情况下，包围触头腔的插座外壳12的壁和插头外壳52相互压靠，而不会有高机械力作用在已经处于该位置的插头触头和插座触头上。在图3和4中可以看见这种情况；插座外壳靠在插头外壳的关于这些图的相应的下边上并提供机械支撑。
当在进一步插入过程中插件和母板之间的错位减少时或当错位完全消除时，插孔18到达图5所示的位置，在该位置上，其沿纵向上延伸。
图6至11表示根据本发明的第二个实施例的插入式插座和插头部件。对于这些从第一个实施例中已知的部件来说使用相同的附图标记同时参考上述解释。
一般而言，第一和第二实施例之间的差别存在于插入式插座10的固位部件16，以及插头部件50的插入部分56中，插孔18安装在部件16上，该插入部分56插入到插孔18，固位部件16和插入部分56中的每一个都具有矩形的扁平横截面。相应地，插孔18的弹簧锁扣38和触头锁扣42被构造和布置成使得它们沿着一直线相互面对。
正如在图6和7中所看到的，插入式插座10的固位部件16用一扁平的、矩形横截面来实现。在离固位部件16前自由端一定距离处，形成一矩形固位孔80。
在固位部件16上安装插孔18，插孔18包含四个弹簧锁扣38和四个触头锁扣42(详见图8至11)。每一个弹簧锁扣和触头锁扣都从一中心部分72开始伸出，该中心部分72被构造成一封闭正方形环。插孔18是弯曲金属片部件，其由金属片通过冲压和合适地弯曲来制造。为了封闭该中心部分72，在中心部分的每一个外侧上提供连接钩扣74(详见图9)，其弯出中心部分72的平面，因此它可以压靠中心部分的另一侧的内表面上。那里，它通过例如点焊来连接。
弹簧锁扣38和触头锁扣42相互成对面对。每个弹簧锁扣和触头锁扣都配备朝向它们自由端的弯曲部分，以便形成触头表面，它们相互面对并沿一个方向弯曲。
两个弹簧锁扣38各配备一钩爪40(详见图11)，其由一弯离的锁扣构成。钩爪40在处于交叉状态的弹簧锁扣38上形成。
经由弹簧锁扣38，插孔18推到固位部件16上，这样使得钩爪40进入到固位孔70(详见图6)。然后，在Z向上插孔18被固定，但是在其它方面其安装在固位部件16上是可枢转的。当出现关于X轴枢转动作时，在固位部件16上弹簧锁扣38的触头表面被偏移，在该过程中，弹簧锁扣扩宽。在关于Y轴的枢转动作过程中，插孔18关于一枢转点转动，该枢转点大概位于固位孔70的中心。
插入部分56也被构造成具有扁平的矩形横截面。这样，插入部分56可以被推到插孔的触头锁扣42之间，这些锁扣相互成对面对；然后触头锁扣42在线接触下压靠在插入部分上。
图6和7表示，由于插孔的活节连接，插孔能被对正成这样，使得在插座外壳12和插头外壳52之间可能的错位情况下，插入部分56可以容易地插入到触头锁扣42之间。由于弹簧锁扣的方向相对于触头锁扣的方向转动90°，当插孔在固位部件和插入部分之间处于倾斜位置时，总是存在一种恢复到正常插孔位置的力；换句话说，由于绕X轴的枢转造成的弹簧锁扣38的扩宽会导致绕X轴的复位，而由于绕Y轴的枢转造成的触头锁扣42的扩宽会导致绕Y轴的复位。
图12至14表示根据图8至11所示的实施例的变体插孔18。根据图12至14的变体涉及弯曲金属片部件；然而，该变体不包含中心部分72，而是正方形中心板76。两个弹簧锁扣38沿一个方向延伸，从该中心板的相对的边开始伸出，和两个触头锁扣42沿相对的方向延伸，从另外的两边开始伸出。
这种结构实质上提供了两个优点：一方面，该中心板比环形中心部分72具有较高的抗扭转刚性。另一方面，由于弯曲步骤只需在相对于中心板76的两个方向上进行，也就是向上和向下，插孔18可以更容易地生产。
附图标记列表：
2：母板
4：插件
10：插入式插座
12：插座外壳
14：插座触头
16：固位部件
18：插孔
20：头部
22：环形槽
24：卡箍
26：锚槽
28：锚部
30：表面安装技术(SMT)连接件
32：环形弹簧
34：锚孔
38：弹簧锁扣
40：钩爪
42：触头锁扣
50：插头部件
52：插头外壳
54：插头触头
56：插入部分
58：触头腔
60：环形弹簧
61：锚槽
62：卡箍
63：锚部
64：锚孔
66：SMT连接件
70：固位孔
72：中心部分
74：连接锁扣
76：中心板

Claims (19)

1.一种包含一电绝缘插座外壳(12)的插入式插座，电绝缘插座外壳中至少容纳一个插座触头(14)，其特征在于：插座触头由一固位部件(16)和一插孔(18)构成，所述插孔是一弯曲金属片部件，插孔安装在固位部件上并使其可以枢转有限角度。
2.根据权利要求1所述的插入式插座，其特征在于：固位部件包含一头部(20)、一邻接环形槽(22)和一邻接环形槽的卡箍(24)，以及插孔(18)包含与环形槽啮合的弹簧锁扣(38)。
3.根据权利要求2所述的插入式插座，其特征在于：每个弹簧锁扣(38)在它们自由端配备一个钩爪(40)。
4.根据权利要求3所述的插入式插座，其特征在于：插孔(18)是管形的以及在其与钩爪相对的一端配备几个触头锁扣(42)。
5.根据权利要求2或3所述的插入式插座，其特征在于：固位部件的卡箍(24)与一锚槽(26)邻接，紧接着锚槽的是容纳在插座外壳(12)中的锚部(28)，一环形弹簧(32)容纳在锚槽中，它朝向卡箍的边缘被做成楔形，以及卡箍(24)和固位部件的头部(20)的直径小于锚部(28)的直径。
6.根据权利要求1所述的插入式插座，其特征在于：固位部件(16)包含一固位孔(70)以及插孔(18)至少包含一个插入到固位孔(70)中的钩爪(40)。
7.根据权利要求6所述的插入式插座，其特征在于：固位部件(16)至少在固位孔(70)的区域中包含一矩形横截面，以及插孔配备两个弹簧锁扣(38)，其并联着相互面对并且靠在固位部件(16)的两侧面上，两弹簧锁扣相互面对着离开。
8.根据权利要求7所述的插入式插座，其特征在于：钩爪(40)由金属片锁扣构成，其弯离弹簧锁扣(38)。
9.根据权利要求7或8所述的插入式插座，其特征在于：插孔(18)配备两个并联的相互面对的触头锁扣(42)。
10.根据权利要求9所述的插入式插座，其特征在于：弹簧锁扣(38)沿着第一方向相互面对，第一方向与第二方向垂直，在第二方向上触头锁扣(42)相互面对。
11.根据权利要求6-8中任何一个所述的插入式插座，其特征在于：提供四个成对地相互面对的弹簧锁扣(38)以及四个也成对地相互面对的触头锁扣(42)。
12.根据权利要求6-8中任何一个所述的插入式插座，其特征在于：插孔(18)是具有封闭中心部分(72)的弯曲金属片部件。
13.根据权利要求12所述的插入式插座，其特征在于：中心部分(72)在每侧配备一个连接锁扣(74)，每个连接锁扣(74)连接到中心部分(72)的另一侧。
14.根据权利要求6-8中任何一个所述的插入式插座，其特征在于：插孔(18)是具有矩形中心板(76)的弯曲金属片部件，弹簧锁扣(38)和触头锁扣(42)从中心板的边伸出。
15.根据权利要求1-3中任何一个所述的插入式插座，其特征在于：固位部件(16)配备一个SMT连接件(30)。
16.一种具有电绝缘插头外壳(52)的插头部件(50)，其特征在于：在电绝缘插头外壳中至少容纳一个插头触头(54)，其用于插进根据上述权利要求中任何一个所述的插入式插座的插座触头(14)。
17.根据权利要求16所述的插头部件，其特征在于：插头触头(54)包含用于插入到插座触头(14)中的插入部分(56)、用于将插头触头固定在所述插头外壳(52)中的锚部(63)和用于与一插件连接的SMT连接件(66)。
18.根据权利要求17所述的插头部件，其特征在于：插入部分是具有圆形横截面的栓形，以及插入部分与卡箍(62)邻接，紧跟卡箍的是锚槽(61)，而锚槽邻接锚部(63)，环形弹簧(60)容纳在锚槽中，它朝向卡箍的边缘被做成楔形，以及插入部分和卡箍的直径小于锚部(63)的直径。
19.根据权利要求17所述的插头部件，其特征在于：插入部分(56)包含一矩形横截面。
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