CN115918273A - 电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电连接器(10)，所述电连接器具有输入侧的触头(30)以及壳体(20)，在所述壳体之内，电导线(40)和具有至少一个传感器装置(84)以及控制装置(82)的电路连接到所述触头(30)上。根据本发明，所述传感器装置(84)和所述控制装置(82)设置在共同的载体(70)上。这里所述载体构造成由塑料注塑的电路载体，在所述电路载体上施加金属的导体线路(80)。优点：易于将传感器和监控功能集成到传统的连接器中。

Description

电连接器

本发明涉及一种电连接器，所述电连接器具有输入侧的触头以及壳体，在所述壳体之内，电导线和具有至少一个传感器装置以及控制装置的电路连接到所述触头上。

电连接器是充分已知并且广泛使用的。连接器例如可以构造成插头、插座或构造成联结器(Kupplung)。这里，连接器例如可以固定在电缆的端部上，或者也可以以其他实施形式将一端连接在电路板上。本发明涉及这种连接器不同变型的全部形式。

简单构成的连接器通常包括输入侧的触头和壳体，在所述壳体之内，电导线连接到所述触头上。例如，电缆的单独的导线在连接器的壳体中与这里的触头电连接，可以将电缆以简单的方式连接到配合连接器上。这里，所述连接器插接、旋拧或以类似的方式能松开地固定到配合连接器上。

同时还已知这样的连接器，所述连接器在其壳体之内不仅包含连接到连接器的触头上的电导线，而且所述连接器还构造成“智能的”。为此，在电连接器的壳体之内设置电路，所述电路例如承担监控和传感器功能，以便确保连接器的正常功能以及通过所述连接器传输信号。为此，所述电路除了传感器装置以外还具有控制装置。所述控制装置确保，一方面在连接器之内分析连接器的要监控的参数或信号，并且另一方面以适当的方式无线地或有接触地将其输出给位于连接器之外的评估装置。

在DE 10 2017 107 251 A1、US 5,989,069、US 2016/0343232 A1以及WO 2018/222695A1中公开了这种“智能”连接器的例子。

在这些已知的“智能”连接器中，通常在连接器的壳体之内设置常见的、即板状的电路板，在所述电路板上施加带有控制装置的电路。如例如WO2018/222695A1示出的那样，传感器装置这里不是位于对应的安装有控制装置的电路板上。因此这种“智能”连接器不能简单地装配。此外困难的是，要装入电连接器的壳体中的载体除了电路板和传感器以外还必须容纳多个另外的电路部件。这其中除了各个连接器触头以外还包括所谓的触头芯和传输线圈。所有这些部件必须装入载体中，固定在这里并且然后还用单独的盖子封闭所述载体。最终，然后必须将这种装备了各个部件并且用盖子封闭的载体装入连接器的壳体中。

本发明的目的是，提供一种“智能”电连接器，所述连接器由较少的部件组成并且因此易于操作，并且特别是易于装配。

所述目的通过具有一种权利要求1的特征的连接器来实现。

这种连接器的改进方案是引用权利要求1的从属权利要求的主题。

就是说，根据本发明的电连接器的特征特别是在于，所述电连接器具有输入侧的触头以及壳体，在所述壳体之内，电导线和具有至少一个传感器装置以及控制装置的电路连接到所述触头。这里，所述传感器装置和所述控制装置设置在共同的一体的载体上。所述载体根据本发明构造成由非金属材料制成的并且不同于板形的电路载体。在所述电路载体上施加金属的导体线路。

在当前的连接器中，主要的核心构思在于应装入根据本发明的电连接器的壳体中的载体的特殊设计方案。

所述载体优选由塑料制成，但载体也可以由其他不导电的材料制成，如例如陶瓷或玻璃，并且所述载体一体地、例如作为注塑件、烧结件或3D打印件制造。这里，所述载体不同于传统的板形，就是说不同于仅平坦的造型，例如不同之处在于，载体朝向连接器输入侧的触头具有与连接器的壳体的内轮廓相适配的外轮廓。在这样构成的载体上施加金属导体线路，以便与所述电路接通。除了这些电导体线路以外，根据本发明的所述载体也承载具有传感器装置和合适的控制装置的电路。

为了装配这种连接器，简单地只需要将构造成电路载体的所述载体装入所述电连接器的壳体中以及将电导线连接到连接器的输入侧的触头上。

在本发明的一个改进方案中设定，所述壳体完全地包围所述载体。

在另一个改进方案中设定，所述壳体构造成一件式的或构造成两件式的，即具有第一壳体部分和第二壳体部分。在要实现所谓的圆插头的情况下，所述电连接器的壳体设有圆柱形的外形并且特别是构造成M8或M12圆形壳体。当然也可以采用其他M方案。

根据本发明，所述载体可以具有适当的固定结构，利用所述固定结构将所述载体直接固定在连接器的壳体中。例如为此可以在所述载体和在连接器的壳体上设置螺纹。所述载体为此以适当的方式在其外侧上具有外螺纹，所述外螺纹能够旋入在连接器的壳体的内周上加工出来的匹配的内螺纹中。除了这种螺纹固定，也可以设置夹紧固定、卡扣固定，但也可以设置粘合连接，以便将载体固定在连接器的壳体之内。

在本发明的另一个改进方案中，一体构成的载体由多个一体地相互结合的部段组成，至少一个、优选两个外侧的部段和至少连接在所述外侧的部段上的第二部段。所述第二部段构造成板形的，并且承载所述电路的必要的电路部件。连接在所述板形的部段上的外侧的部段或两个外侧的部段设计成，使得所述外侧的部段至少基本上与壳体的内轮廓相适配，以便以简单的方式固定在这里。例如上面提及的螺纹连接适用于此。

在本发明的另一个改进方案中设定，所述传感器装置不是设置在载体的板状的部段上，而是设置在载体的尽可能靠近连接器的壳体壁的区域中。由此确保了，传感器装置可以检测直接在连接器的外壁上出现的环境条件(例如温度、湿度或压力等)。适宜的是，对应于传感器装置的布置，在连接器的壳体中设置开口。

根据本发明的连接器的电路与所述传感器装置一起设定为，用于监控所述连接器的不同的运行条件或者说监控通过所述连接器引导的信号或类似物。为此，必要的是，所述电路还包含通信装置，利用所述通信装置可以将检测到的参数传输给所述连接器之外的评估装置。为此，所述连接器的电路具有合适的通信装置，例如蓝牙连接或无线电连接。所传输的信号此时可以由合适的接收装置接收并对其进行评估。

为了给所述连接器壳体之内的电路供电，适宜的是，所述电路电连接到连接器输入侧的触头上，因为在这里传输为了向连接器之内的电路供电要用到的电信号。为此，可以在载体上设置导电的弹簧元件，特别是能焊接的弹簧元件，所述弹簧元件连接到所述连接器的触头和/或电导线上。此外，可能有利的是，在连接器壳体之内设有电压调节装置，以便能够有调节地给所述电路供应供电电压。

接下来，结合三个附图参考实施例详细说明根据本发明的连接器。其中：

图1示出根据本发明的电连接器的外部视图，

图2用部分剖开的视图示出图1的电连接器，以及

图3用分解图示出图1和图2的连接器。

如果没有另行说明，在附图中，相同的附图标记表示具有相同作用的相同部件。

图1用侧向的视图示出电连接器的一个实施例。连接器构造成电的圆插头。所述连接器用附图标记10表示并且具有前面的插接侧11和背向于插接侧的背侧12。连接器10具有圆柱形的壳体20，所述壳体具有朝向插接侧11的第一壳体部分21以及与第一壳体部分相比较长的第二壳体部分23。这两个壳体部分21和22可以例如通过螺纹连接，该螺纹连接具有在图3中示出的内螺纹22和在图中未示出的壳体部分23上的外螺纹。壳体20、当前是第二壳体部分23在其壁部上具有开口，下面还将说明所述开口的作用。

触头30从插接侧11伸出，所述触头形成连接器10的插接触头。所述触头30在连接器10的壳体20的内部在接触片32上并经由电导线40与从连接器10的背侧12伸出的电缆50电连接。为此，例如电缆50的电导线40通过压接连接、螺钉连接、焊接连接或类似形式在壳体20内部中连接到接触片32上。接触片32与触头30导电连接。

如特别是图2的剖视图和图3的透视图示出的那样，在连接器10的壳体20之内设有特殊设计的载体70。所述载体70由不导电的材料、优选塑料制成并且通过注塑或3D打印制作。因此，载体70是不导电的。在所示实施例中，所述载体70具有三个一体地相互结合的部段71、72和73。中间的部段73设计成板状的，用于容纳电路的电路部件。各个电路部件一般性地以用于控制装置的附图标记82表示。在图2和图3的图示中，在所述载体70中间的部段73上在左边连接载体的第一部段71，并且在右边连接载体70的第二部段72。所述载体70的板状的部段称为第三部段73。载体70在其第三部段73中并且部分地也在其第一部段71中设有电导线80。所述电导线80可以作为金属化结构利用适当的沉积技术在制作载体70之后施加到载体70上。替代沉积金属化结构，为了形成电导线80也可以利用导电膏将必要电导线80设置在载体70上。

如由图3可以特别清楚地看出的那样，载体70的第一部段71和第二部段72与连接器的壳体20的内轮廓相适配，其方式是，第一部段71和第二部段72优选构造成圆柱形或空心圆柱形的并且大致对应于连接器10的构造成圆形的壳体20的内径。在构造成圆柱形的第一部段71和第三部段73上分别成形有外螺纹75、74，由此，载体70能以简单的方式与电路一起旋入连接器10的壳体20中，从而确保在壳体20和载体70之间有良好的机械连接。

但载体70的外轮廓不仅限于所示的实施形式。相反，整个载体70的外轮廓可以根据对壳体20的内轮廓的具体要求也可以构造成有棱角的、椭圆的或类似形状。重要的只是，载体70的至少一个所述外侧的部段71、72与连接器10的壳体20相适配。

施加在载体70上的电路设定为，用于检测连接器、在其中流动的电流以及环境条件的不同的参数。为此，所述电路具有控制装置82，所述控制装置与合适的传感器装置84电连接。所述电的传感器装置84例如可以是温度传感器，所述传感器这里没有定位在载体70的构造成板形的第二部段72上，而是设置在圆柱形部段71的凹部中，如图3中清楚地示出的那样。所述传感器装置84由此靠近壳体20的壳体壁设置。为了使传感器装置84可以最佳地检测连接器10的环境条件，例如温度或湿度或类似条件，所述壳体20具有上面已经提及的开口26，传感器装置84定位在所述开口下方。所述传感器装置84经由施加到第一部段21上的电导线80与电路或电控制装置82电连接。

载体70上的整个电路的供电通过合适的、在图中未示出的与触头30或接触片32处于电连接的电接头或供电线路进行。为此，例如设有能焊接的弹簧触头，所述弹簧触头在将载体70组装到连接器10的壳体20中时弹性地接触所述接触片32并在这里保证引出电压。为了补偿电压波动，所述电路选具有电压调节装置。

最后，为了完整起见还要指出的是，电缆50具有单独的电导线40，这些电导线在连接器10的壳体20的内部连接到接触片32上。

附图标记列表：

10 连接器

11插接侧

12背侧

20 壳体

21 第一壳体部分

22 内螺纹

23 第二壳体部分

26 开口

27 密封环

30 触头

32 接触片

40 电导线

50 电缆

70 载体

71 载体的第一部段

72 载体的第二部段

73 载体的第三部段

74 外螺纹

75 外螺纹

80 电导线

82 控制装置

84 传感器装置

Claims (17)

1.电连接器(10)，所述电连接器具有输入侧的触头(30)以及壳体(20)，在所述壳体之内，电导线(40)和具有至少一个传感器装置(84)以及控制装置(82)的电路连接到所述触头(30)上，其特征在于，

所述传感器装置(84)和所述控制装置(82)设置在共同的一体的载体(70)上，并且所述载体(70)构造成由非金属材料制成的并且不同于板形的电路载体，在所述电路载体上施加金属的导体线路(80)。

2.根据权利要求1所述的电连接器(10)，其特征在于，所述载体(70)构造成注塑件、3D打印件或烧结件。

3.根据权利要求2所述的电连接器(10)，其特征在于，所述载体(70)朝向所述输入侧的触头(30)具有至少近似地与所述壳体(20)的内轮廓相适配的外轮廓。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电连接器(10)，其特征在于，所述壳体(20)完全地包围所述载体(70)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电连接器(10)，其特征在于，所述壳体(20)构造成一件式的或构造成具有第一壳体部分(21)和第二壳体部分(23)的两件式的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述壳体(20)具有圆柱形的外形，并且特别地，所述壳体构造成M8或M12圆形壳体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述载体(70)具有固定结构，利用所述固定结构将所述载体(70)直接固定在所述连接器(10)的所述壳体(20)上。

8.根据权利要求7所述的电连接器(10)，其特征在于，所述载体(70)的所述固定结构是螺纹，所述螺纹至少局部地设置在所述载体(70)的外侧上并且能够旋入所述连接器(10)的所述壳体(20)的内螺纹中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述载体(70)主要包括三个一体地相互结合的部段(71、72、73)，两个外侧的部段(71、72)构造成基本上是空心圆柱形的并且与板状的中间部段(73)连接。

10.根据权利要求9所述的电连接器，其特征在于，所述电路的控制装置(82)设置在板状的中间部段(73)上。

11.根据权利要求9或10所述的电连接器，其特征在于，所述传感器装置(84)设置在所述载体(70)的空心圆柱形的第一部段(71)的外壁上。

12.根据上述权利要求中任一项所述的电连接器，其特征在于，在所述载体(70)的两个外侧的部段(74、75)上分别一体地加工出外螺纹。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述壳体(20)具有设置在外周上的开口(26)，所述电路的传感器装置(84)定位在所述开口下方。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述电路具有无线或有线的通信装置。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述电路通过导电连接结构连接到所述连接器(10)的电导线(40)上。

16.根据权利要求15所述的电连接器，其特征在于，所述导电连接结构通过导电的弹簧元件连接到所述连接器(10)的触头(30)和/或电导线(40)上，特别地，所述导电连接结构通过可焊接的弹簧元件连接到所述连接器(10)的触头(30)和/或电导线(40)上。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述电路具有电压调节装置。

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