CN1886866A - 用于多芯扁平电缆的插塞接头装置 - Google Patents

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托比亚斯·席梅尔-布雷尔
曼弗雷德·伊尔格
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    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
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    • H01R12/67—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures characterised by the terminal insulation penetrating terminals
    • H01R12/675—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures characterised by the terminal insulation penetrating terminals with contacts having at least a slotted plate for penetration of cable insulation, e.g. insulation displacement contacts for round conductor flat cables

Abstract

一种用于多芯扁平电缆(15)的插塞接头装置(10)，具有：插塞(11)，其能够以机械方式固定式地连接至扁平电缆的一端；一个插座(12)，其可以使扁平电缆(15)穿过，利用它们的第一接触端(62)接合在插塞(11)内的插座(12)的接触元件能在它们使用IDC技术的另一端(63)被电连接至扁平电缆。为保证插塞接头装置坚固并且具有高接触可靠性，插塞(11)具有接触元件(18)，它的第一接触端(38)构造为与插座(12)的接触元件(19)的第一接触端(62)电连接，并且它的另一接触端(36)构造为使用IDC技术与扁平电缆(15)连接。

Description

用于多芯扁平电缆的插塞接头装置
本发明涉及一种如权利要求1前言所述的用于多芯扁平电缆的插塞接头装置。
这种类型的接头装置用于连接多芯扁平电缆，例如，布置象民用爆破用的雷管这样的室外部件网络时，于是通过扁平电缆和插塞接头装置，以可控的方式既可间隔地又可暂时地驱动这些部件。为此，插塞接头装置不但必须结实而且需要密封，从而在任何环境下，它们维持电连接，即电接触。
在这种类型的一种已知插塞接头装置中，在它圆柱形插套的插入端部处的插座具有一个隔板，该隔板配备有竖直方向布置的接触元件，这些接触元件一方面在隔板下面伸进扁平电缆容纳空间，另一方面伸进容纳插塞的空间。在这种情况中，接触元件的两端使用IDC技术做成，这意味着在隔板和基座之间的空间内，其两端都被电连接到穿过该空间的扁平电缆，即电连接到它的各个芯。在这种情况中，另一个接触端也由IDC技术制造。这种已知的插塞接头装置的插塞具有一个圆柱形的中空空间，其中靠着中空空间底部的内侧插入U型的扁平电缆。所述扁平电缆的端部通过一个被引入到圆柱形中空空间的支撑件被机械地固定就位。从插塞的外侧看，基座具有凹槽，通过这些凹槽，使用IDC技术做成的接触元件的其它端于是能伸进插塞内，以接触此扁平电缆被插入端的各个芯部。
这种已知插塞接头装置的一个缺点是，除了不充分密封外，该插塞接头装置的接触不如希望的那样可靠，因为由于各个接触表面的最低柔韧性和弹性，一方面-指定接触插塞内的接触钻孔和另一方面-IDC接触端头的结构必须非常精确。
因此，本发明的一个目的是，针对上述类型的多芯扁平电缆，提供一种坚固并具有良好可靠接触性能的插塞接头装置。
为了实现此目的，在上述类型的多芯扁平电缆用的插塞接头装置中，提供了如权利要求1所述的特征。
由于按照本发明的措施，因为在插塞内使用另外的接触元件，在插塞和插座之间实现了可靠的接触。因此，IDC技术只用在扁平电缆被安装在插塞或者插座上后可能需要检验试验的地方，而不是用于布置比如雷管等所述设备所用的适当驱动网络时实现插塞的连接。
为了插塞和插座的接触元件相对扁平电缆各个芯的各个位置的简单调整，有利地具有如权利要求2和权利要求5所述的特征。在所述插塞的接触元件的一个有利实施例中，具有如权利要求3和/或4所述的特征。
按照权利要求6和/或7所述的特征，可以容易地制造插塞和插座的接触元件。
如果具有如权利要求8所述的特征，可以保证插塞和插座之间坚固和可靠的接触，尤其是因为在其它插塞接头装置中它被证明是有效的接触。
按照权利要求9和权利要求13所述的特征，通过特定塑料外壳的设计，提供了一种具有坚固密封结构的插塞和插座。
在这里，在所述插塞外壳的进一步的结构中，具有如权利要求10和/或11和/或12所述的特征，在所述插座外壳的进一步结构中，具有如权利要求14至17中一个或者多个所述的特征。在这里，一方面，确保能够从一侧将特定的接触元件引入外壳中，另一方面，插座外壳内的扁平电缆具有足够的抗拉强度并且插塞连接本身具有特别好的防潮密封。
为了更可靠的机械连接，具有权利要求18所述的特征。
由于从外壳的一端或者一侧引入插塞和插座的接触元件的可能性，如权利要求19所述的特征可能的是，提供具有贯穿接触元件的单选盖的插塞和插座。
本发明还涉及一种由插塞接头装置和多芯扁平电缆组成的组件，插塞接头装置具有如权利要求1所述的特征，并且适当地具有一个或者多个从属权利要求所述的特征，所述组件的特征是权利要求20所述的特征。这使非常简单的驱动网络成为可能，此驱动网络实际上可以建立在用于特殊装置比如雷管的任一表面上。
从下述说明书中可以得出本发明的其它细节，在说明书中，以附图中描述的示例性实施例为基础，更详细地说明和解释本发明。
在图中：
图1描述了按照本发明一个优选实施例的处于拔下插塞状态的插塞接头装置，其中包括扁平电缆；
图2描述了按照图1的处于插入插塞状态的插塞接头装置；
图3是沿图2的III-III线的截面图；
图4是沿图1的IV-IV线的截面图；
图5以透视剖面视图描述了如图1所述的插塞接头装置的插塞，但是处于组装接触元件中的状态；
图6以透视局部剖视图描述了图1所述插塞接头装置的具有暴露接触元件的插座；
图7以透视图描述了在组装接触元件和扁平电缆之后但在安装盖部分之前的插塞接头装置的插座，和
图8描述了类似图7插座的透视图，依旧将盖部分取下。
按照一个优选示例实施例，在图中所示的插塞接头装置10具有：一个插塞11，其具有电接触元件18；和一个插座12，其具有电接触元件19，所述的插塞和插座产生密封的、坚固的和可靠接触的电连接。插塞11被机械连接和电连接到多芯扁平电缆15的端部分14，在此处扁平电缆15具有四个芯，而插座12以滑动插入的方式容纳扁平电缆15，于是按照图1和图2得到进线部分16，出线部分17和接触部分20。按照没有详细画出的一种方式，组件由插塞接头装置10和扁平电缆15组成，插塞接头装置10采用彼此分开布置并且没有彼此连接的插塞11和插座12的形式，于是端部分14引入插塞11，越过一段更长或者更短的扁平电缆15，进入插座12的进线部分16，然后在接触部分20处连接到插座12，并且在出线部分17之后，一段还更长或者更短的扁平电缆15前进至要被驱动的没有画出的装置，比如雷管。多个这种类型的组件可以连接形成待驱动的装置比如雷管的网络，于是第一组件的插座12可被连接到插塞接头装置10第二组件的插塞11，等等。
插塞11具有由热塑性弹性体制成的外壳21，所述外壳设计成将基座部分22和插头部分23包括在一个零件内。俯视图中的插塞外壳21大体是修圆端部的稍微拉长的矩形。与具有底部24的基座部分22相比，插头部分23在总表面上更小，即，它既更短又更窄。插头部分23具有多个轴向彼此靠近地布置并且位于外周边上的密封肋25。
从窄边看去的基座部分22具有稍微拉长的椭圆形盲孔凹槽26，其平行于底部24延伸并在基座部分22的相对端之前截止。凹槽26的截面大体对应扁平电缆15的截面；这意味着扁平电缆15的端部分14被插入插塞外壳21的基座部分22直至盲孔凹槽26的端部。按照图1和图2，按照没有详细画出的一种方式，在基座部分22上模压出衬套27，所述衬套能以摩擦锁紧的方式固定插入的扁平电缆15，用于消除应变。
插头部分23在远离基座部分22的自由端表面28处具有多个割口29，这些割口纵向延伸彼此靠近地排列并且从端表面28穿过插头部分23伸进基座部分22，截止在扁平电缆盲孔凹槽26。在插头部分23区域，割口29是矩形的，几乎是正方形，并且在基座部分22区域变成更窄的槽形开口。割口29在一侧具有条状的偏移31，该条状偏移轴向延伸，并且类似槽形的割口伸长部分31在所有情况下容纳插塞11的接触元件18的一部分。
插塞11的接触元件18具有第一接触端36，其使用IDC技术(insulation displacement contact-绝缘位移连接)制造以与扁平电缆15的相关芯35产生电接触连接，以及第二接触端38，其远离第一接触端36，并且用来提供与插座12的接触元件19的相关部分的电接触连接。此布置在插头部分23内的第二接触端38被设计为具有弹簧特性的滑动接触片。在第一接触端36和第二接触端38之间，布置有连接部分37或37′或37″等，其具有特定宽度，这取决于待接触的扁平电缆15的芯35的位置。换句话说，连接部分37，37′，37″，在纵向边的长度范围内，具有轴向突出的第一接触端36，并且在它相对的纵向边上与此第一接触端36直径相对的位置具有第二接触端38，其相对连接部分37的平面折弯90度角。每一个接触元件18由单个的金属件冲压而成并且带有印记。第一接触端36，其使用IDC技术制成并且位于连接部分37的平面内，具有两个平行的叉39，这些叉具有切割点并在它们之间形成接触槽41以容纳扁平电缆15的芯35。根据扁平电缆15的芯35，35′，35″等的位置，构造连接部分37，37′，37″等从宽度上对应，即，轴向面对彼此远离的接触端36和38，在接触元件18的横向方向具有(彼此)对应选择的距离。
如图5中确定的，单个接触元件18，18′，18″等被插入插塞外壳21的同样构造的割口29，直到它们接触扁平电缆15的绝缘部34。随即，进一步将接触元件插入，于是IDC接触端36伸过在扁平电缆15的绝缘部34内的预制钻孔，并且在它们的接触槽41内，容纳相关的芯35，35′，35″等，在接触端和芯之间是电接触的方式(图4)。在这种装配状态，滑动接触端38位于割口29的偏移31内。如从图4和图5也能确定的是，至少一个接触元件18，18′，18″，在第二接触端38的延伸部以及平行于第一接触端36的方向，具有一个放平的接线夹42，其充当插入的限制挡块并且在装配好的状态下位于扁平电缆15的绝缘部34的纵向区域内。
插座12具有分为两部分的外壳46，其主要元件整体包括插塞接纳部分47和用于容纳扁平电缆15的进线下端部分48。第二元件由盖49形成，该盖组成进线上端部分并且覆盖用于扁平电缆15的进线部分，而且通过焊到上面将进线下端部分48密封。
在图6中，在插塞接纳部分47区域内的主要元件以剖视图的方式表示。从图6中以及图1和8可以看到，插座外壳46整体上也是带修圆端部的拉长矩形形状，而且插塞接纳部分47具有椭圆的凹槽50，用于容纳插塞外壳21的插头部分23，以及具有插塞突起52，其在中心区域于纵向方向彼此靠近排列并且装配进插塞外壳21的插头部分23内的割口29。插塞突起52从插塞接纳部分47的底部53离开，该底部将插塞接纳部分47和进线下端部分48分隔。进线下端部分48具有在两侧与进线半壳体55相连接的支撑表面54，进线半壳体55具有应变消除肋56。在所述的示例性实施例中，在支撑表面54中，使模压的绝缘销57以垂直方式布置。插座12的接触元件19具有扁平的接触杆61，61′，61″等，在插塞突起52的区域内布置的第二接触端62处，扁平接触杆用于接触插塞11的接触元件18的相应滑动接触端38。接触杆61，61′，61″等的与第二接触端62远离相对的端部设有使用IDC技术的第一接触端63。此IDC接触端63在接触杆61的纵向边缘区域并垂直于它的纵向方向延伸。接触杆61一体制成，IDC接触端63以直角弯曲。如图6所看出的，接触杆61，61′，61″等布置成，IDC接触端63以直角从进线下端部分48的支撑表面54突出，并且，因为接触杆61，61′，61″等根据要接触的扁平电缆15的芯35的位置变化长度，它们被设置在表面54上各个平行位置上。在所述的示例性实施例中，例如，第一和第四接触杆61的IDC接触端63位于与绝缘销57一线的位置，而两个接触杆61′和61″的IDC接触端63位于与此不同的平行线上。在没有详细画出的方式中，插塞突起52具有通道51，而插座外壳46的底部53具有终止在通道51内的槽64，通过该通道接触杆61，61′，61″从进线下端部分48的支撑表面54一侧被引入，直到它们的第一接触端62处，第一接触端62被稍微向内弯曲，以一定的偏移搁置在插塞突起52上，于是它们到达图6所示的位置。
在图6所示的装配好的位置，按照图7所示的方式，扁平电缆15被放在进线下端部分48上，IDC接触端63被施压穿过扁平电缆15的绝缘部34内的预制钻孔，并且在扁平电缆15的另一侧是可见的。这同样适用于绝缘销57，其穿过扁平电缆15内的钻孔，这个钻孔切断扁平电缆15的一个芯35″。虽然示例实施例中画出的第四芯35′″没有接触并且没有被分开的被引过插座12，其它的芯35，35′，35″以电接触的方式被固定在IDC接触端63中。在这里，IDC接触端63在两个叉65之间具有V型接触面。
在这个组装过程后，按照图8，盖或者进线上端部分49被放置在进线下端部分48上并且周围被焊接到下端部分和插塞接纳部分47上。由于设置各个通孔和绝缘销57在横向范围偏移，提供了扁平电缆15的应变消除，随同保证扁平电缆15的不可逆性。
如从图3可导出的，当插塞11被插进插座12时，不但由于外壳21的肋25插塞接头被密封，该外壳是热塑材料制成，各个肋以密封方式对应接触插座12的插塞接纳部分47的凹槽50的内壁，而且还由于在插塞的插头部分23内的内周边偏移66以及在一个或者多个插塞突起52上的对应突起67，该插塞接头形成机械闭锁。
正如从接触元件18和19的设计以及接受这些接触元件18和19的插塞外壳21的凹槽与插座外壳46的凹槽的设计看到的，用于接触所选择的扁平电缆15的芯35而使用的接触元件18和19，可以任何方式进行选择和使用。换句话说，根据扁平电缆15的各个芯35的所需电路，可以各种变换方式装配插塞和插座12。因此，与所述示例实施例相反，具有可变宽度的连接部分37的接触元件18和/或具有不同长度的接触杆61的接触元件19，可以任何可以想到的布置方式一个紧接着另一个引进插塞11和插座12内的所述外壳。
当然，插塞接头装置10可以构造为扁平电缆15的芯35比此处所述的四个芯更少或者更多。

Claims (20)

1.一种用于多芯扁平电缆(15)的插塞接头装置(10)，该装置具有：一个插塞(11)，该插塞能够以机械方式固定式地连接至扁平电缆的一端；一个插座(12)，该插座可以使扁平电缆(15)穿过，利用它们的第一接触端(62)接合在插塞(11)内的插座(12)的接触元件能在它们使用IDC技术的另一接触端(63)被电连接至扁平电缆，其中插塞(11)具有接触元件(18)，它的第一接触端(38)设计为与插座(12)的接触元件(19)的第一接触端(62)电连接，并且它的另一接触端(36)设计为使用IDC技术与扁平电缆(15)连接。
2.如权利要求1所述的插塞接头装置，其中，对于插塞(11)的接触元件(18)，宽度可变的连接元件(37)布置在第一接触端(38)和另一IDC接触端(36)之间，该两个接触端指向彼此平行的相反方向。
3.如权利要求2所述的插塞接头装置，其中，一个接触端(38)相对连接元件(37)弯曲。
4.如权利要求2或3所述的插塞接头装置，其中，插塞(11)的至少一个接触元件(18)具有与所述的一个接触端(38)直线对齐的端部支撑(42)。
5.如前述至少一个权利要求所述的插塞接头装置，其中，对于插座(12)的接触元件(19)，第一接触端(62)和另一IDC接触端(63)指向彼此垂直的方向，而且长度不相同的连接元件(61)设置在第一接触端(62)和另一IDC接触端(63)之间。
6.如前述任一权利要求所述的插塞接头装置，其中，插塞(11)和/或插座(12)的接触元件(18，19)由金属板冲压而成并且弯曲成整块。
7.如前述至少一个权利要求所述的插塞接头装置，其中，插塞(11)和插座(12)的接触元件(18，19)的另一个IDC接触端(36，63)具有两个接触叉(39，65)，在两者之间形成平行的或者V型接触表面。
8.如前述至少一个权利要求所述的插塞接头装置，其中，插塞(11)和插座(12)的接触元件(18，19)的彼此接触的第一端(38，62)被构造为滑动接触片，插塞和/或插座的滑动接触片被构造为垂直于接触表面的方向并且具有弹性和象弹簧一样的特性。
9.如前述至少一个权利要求所述的插塞接头装置，其中，插塞(11)具有整体的弹性外壳(21)，外壳具有基座(22)和与此相反的更窄和/或更短的插头部分(23)，并且基座(22)在它的端部(14)之一侧具有盲孔凹槽(26)，用于插入扁平电缆(15)的一端，而插头部分(23)具有插孔(29)，该插孔(29)用于接触元件(18)并垂直于基座(22)内盲孔凹槽。
10.如权利要求9所述的插塞接头装置，其中，插头部分(23)内的用于接触元件(18)的插孔(29)始于插头部分(23)的端部表面。
11.如权利要求9或10所述的插塞接头装置，其中，插塞外壳(21)的插头部分(23)在外周面上具有周向的密封肋(25)。
12.如权利要求9-11中至少一个所述的插塞接头装置，其中，插塞外壳(21)构造为由热塑性弹性体制成的软模压体。
13.如前述至少一个权利要求所述的插塞接头装置，其中，插座(12)具有两部分组成的塑料外壳(46)，该外壳的插塞接纳部分(47)和用于扁平电缆(15)的进线下端部分(48)是一个整体件，并且在插入扁平电缆(15)之后，其进线上端部分(49)以密封及机械固定的方式，优选为焊接方式，被放置在进线下端部分(48)上。
14.如权利要求13所述的插塞接头装置，其中，插座外壳(46)的插塞接纳部分(47)在它用于接触元件(19)的支撑(52)处具有凹槽(51，64)，其穿过插塞接纳部分(47)的底部(53)并终止在进线下端部分(48)内部或者上面。
15.如权利要求12或者13所述的插塞接头装置，其中，进线下端部分(48)具有模压销(57)，其以垂直方式从它的电缆接触表面(54)突出。
16.如权利要求15所述的插塞接头装置，其中，所述销(57)布置在扁平电缆(15)的中心线外侧。
17.如权利要求13至16中至少一个所述的插塞接头装置，其中，进线下端部分(48)和/或进线上端部分(49)具有进线和出线半壳体(55)，所述半壳体具有带肋的内表面。
18.如权利要求8至15中至少一个所述的插塞接头装置，其中，在插座外壳(46)上用于接触元件(19)的一个或者多个支撑(52)与插塞外壳(21)的插头部分(23)上的接触元件插孔(29)之间，分别设有闭锁凹槽(66)和闭锁突起(67)。
19.如前述至少一个权利要求所述的插塞接头装置，其中，具有对应接触元件(18，19)的插塞外壳(21)的盖和/或插座外壳(46)的盖可以根据要抵达的扁平电缆(15)的芯(35)进行选择。
20.一种由如权利要求1和适当的一个从属权利要求所述的插塞接头装置(10)以及多芯扁平电缆(15)组成的组件，其特征在于，具有布置在扁平电缆(15)一端的插塞接头装置(10)的插塞(11)，和沿着扁平电缆(15)的插塞接头装置(10)的插座(12)，以及在扁平电缆(15)另一端的电驱动元件，比如雷管。
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