用于产生电接口的方法和接口 |
|||||||
申请号 | CN201180022046.8 | 申请日 | 2011-03-01 | 公开(公告)号 | CN102870279A | 公开(公告)日 | 2013-01-09 |
申请人 | 弗朗茨宾德尔电气元件两合公司; | 发明人 | D·芬克; H·M·芬柯; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种用于生产优选为多极屏蔽的电 接口 特别是插入连接的方法,所述接口优选为包括与接口连接的至少一根 电缆 (2)和屏蔽层(1)的插头、插座、Y部件、T部件等,所述接口包括电触头(4),所述电缆(2)设有与电触头(4)连接的 导线 (3),所述屏蔽层(1)围绕所述导线(3)。所述屏蔽层(1)从电缆延伸到或进入接口。所述方法的特征在于,为了形成屏蔽元件(6),电缆(2)的屏蔽层(1)或电缆以及围绕所述电触头(4)的邻近所述屏蔽层(1)的至少一个区域上通过 注塑成型 涂敷导电的 复合材料 ,所述屏蔽元件(6)与所述电触头(4)隔开一段距离或者通过嵌入隔离体(5)而绝缘。本发明还提供了相应生产的接口。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于生产优选为多极屏蔽的电接口特别是插入连接的方法,所述接口优选为包括连接有屏蔽层(1)的至少一根电缆(2)的插头、插座、Y部件、T部件等,所述接口包括电触头(4),所述电缆(2)包括待连接到电触头(4)的导线(3),所述屏蔽层(1)围绕所述导线(3)并从电缆(2)被引导到和/或进入所述接口, |
||||||
说明书全文 | 用于产生电接口的方法和接口技术领域[0001] 本发明涉及一种用于产生优选为多极屏蔽的电接口特别是插入连接的方法,所述接口优选为包括具有屏蔽层(shield)的至少一根电缆(与接口连接)的插头、插座、Y部件、T部件等,所述接口包括电触头,所述电缆包括待连接到电触头的导线,所述屏蔽层围绕导线并从电缆被引导到和/或进入所述接口。 [0002] 此外,本发明涉及一种屏蔽的电接口特别是插入连接,所述接口优选为包括具有屏蔽层的与接口连接的至少一根电缆的插头、插座、Y部件、T部件等,所述接口包括电触头,所述电缆包括待连接的导线/成束导线(bunchedconductors),所述屏蔽层围绕所述导线,本发明特别涉及一种接口,所述接口是根据本发明的方法产生的。 [0003] 术语“电接口”应当按照词语最宽的意义来理解。在这里,它可以代表例如单极或多极屏蔽的插头连接或所谓的Y型连接或T型连接和/或合适的连接部件。为了尽可能好地实现屏蔽,通常需要有360°屏蔽的外壳,例如利用屏蔽的成束导线。 背景技术[0004] 一般来说,已有不同方案可以为各种截然不同的接口和/或插头连接提供足够好的屏蔽。特别是为具有复杂几何结构的插头提供屏蔽。例如,在角形的插头T型连接器和Y型分流器中,实现从电缆传递到接口的360°的屏蔽是极其麻烦的,并且因此导致接口的生产和完成十分昂贵。 [0005] 实际上,大多数不同的接口是已知的,例如做成插头形式的接口。在这里,仅作为示例,可参考WO 2008/061572A2或DE 202007005264U1。WO2006/005398A1示出了如何将成束导线送入插头连接,这过程是非常复杂的。EP 0412412A1也是如此。 [0006] 对DE 10350763A1分析可知,生产具有角形插头连接的同轴电缆,其 中连接到实际的插入连接的电缆插入到形成90°弧形的注塑成型空穴内并且在注塑成型过程中电缆被热缩性材料包围。在这之前必须将任意一种屏蔽插入到该实际的插入连接并以常规方式加以固定。这一过程很昂贵。 [0008] 电接触以及屏蔽接触通常经由冲压部件或弯曲部件来实现,例如使用一体成型的压接爪,其弯曲90°,以获得弯曲的插头。通常有必要焊接所形成的相应外壳部分的缝,从而实现充分的导电连接并且同时实现充分的稳定性。 [0009] 从实际应用中已经知道使用带金属层的收缩包装缠绕屏蔽层。另外,还使用了有粘性的铜带,然后将该铜带注塑成型(通过注塑成型的方式涂覆涂层)。 [0010] 现有技术的接口尤其是插入连接的主要问题在于生产方面,这是因为为引导到接口中的导线实现屏蔽并以合适的方式来完成和/或组装组件的过程极其昂贵且复杂。所述生产方法麻烦,因而昂贵,特别是当接口做成微小插入连接形式的微型接口时。 发明内容 [0011] 本发明的目的是提供一种用于产生优选为多极屏蔽的电接口特别是插入连接的方法,所述接口优选为插头、插座、Y部件、T部件等,根据该方法,可以按照简单的方式产生相应的接口,具成本效益。此外,将提供相应产生的接口。 [0012] 以上目的是按照具有权利要求1的特征的方法达到的。因此,根据本发明的方法,为了形成屏蔽元件,通过注塑成型在一根或多根电缆的屏蔽层和围绕电触头的邻近所述屏蔽层的至少一个区域涂覆导电的复合材料,其中屏蔽元件可以与电触头隔开或者可以通过嵌入绝缘体而使该屏蔽元件绝缘,可以采用注塑成型在触头涂覆涂层以及使用具有插入触头的插入部件。 [0013] 关于本发明的接口,上述目的通过独立权利要求15来达到。因而,所述接口的特征在于屏蔽元件经由注塑成型在电缆的屏蔽层和围绕电触头的邻 近所述屏蔽层的至少一个区域涂覆导电的复合材料来形成,所述屏蔽元件与电触头隔开或者通过嵌入绝缘体而使该屏蔽元件绝缘,参见上一段落的描述。 [0014] 根据本发明,已经认识到可以很容易地将电缆中的屏蔽层引导到电接口中,例如,引导到插头中、引导到插座中等等,也就是,使得通过注塑成型在一根导线或者可能在几根导线的屏蔽层以及邻近屏蔽层的围绕电触头的至少一个区域涂覆导电的复合材料,从而形成屏蔽元件。在这里,必须注意屏蔽元件与电触头隔开,或者通过使用绝缘体而绝缘。 [0015] 根据本发明,虽然注塑成型常用的热塑性材料展示了几乎不导电的特性,但是必须通过注塑成型技术来实现与导线的屏蔽层的连接。因此,这里使用的复合材料是导电的并且适用于注塑成型。因而,注塑成型在一方面用于屏蔽层的电接触,另一方面用于成型,以使得不必弯接屏蔽层、焊料该处屏蔽环,或以任何其他方式连接接口的导电组件或接口的其他导电的壳体部件。 [0016] 用于注塑成型以及从而生产屏蔽元件的复合材料可以被注塑成型,并且包括金属组件,在这里,有必要在注塑成型之后,导电表面、金属基体、或者金属分散剂为导电的,意即扩散化合物。在这里,带有低熔点金属的复合材料是合适的,优选地,熔点低于200°C。在这里,低熔点的共晶或包晶结构是特别适用的。 [0017] 此外,优选地,复合材料应当包括最终形成基体的热塑性材料。加工温度即注塑成型过程的温度范围应当为从250°C到300°C。复合材料也可以包括导电颗粒,特别是金属纤维和/或金属颗粒,改善复合材料的导电性以及从而加强了复合材料的适用性,以用于通过注塑成型生产屏蔽元件。 [0018] 根据本发明,这里的复合材料用于通过注塑成型涂敷涂层和接触电缆的屏蔽层,藉此不必再使用针对接口外壳的常规触头和/或连接。因此,在技术上生产更容易了。 [0019] 关于使用的复合材料,应当注意的是,热塑性材料的比重可以占10至25(重量)%、低熔点金属的比重可以占10至40(重量)%、而其他“添加剂”的比重可以占30至75(重量)%,其中作为“添加剂”而包括在内的材料(尤其是钢或铜纤维或者相应的颗粒)促进了导6 电结构的形成。通过这种组合, 在注塑成型过程之后,可以产生最高达10S/m的比导电率以及大于10W/mK的导热率。从而,适当生产和/或注塑成型获得的屏蔽元件特别适用于在常规接口的各个组件处形成电缆的屏蔽层。 [0020] 在根据本发明的方法的范围内,首先按常规方式制造电缆,然后将导线(特别是包括在导线中的多股绞合线)以及屏蔽层暴露在两端,其中在多股胶合线与屏蔽层之间维持电绝缘。 [0021] 为了形成电触头,将导线和/或导线的多股胶合线弯接(crimp)。也可以通过注塑成型在多股绞合线上涂敷导电材料。这可以采用与按照注塑成型方式生产屏蔽元件的材料相同的材料,并且由此在这里形成电缆。与常规的通常的人工方法相比,本发明可以自动生产复杂的接线和连接,从而大大简化了生产过程,因此降低了生产成本。 [0022] 电缆的制造方法与现有技术一样,都是将电缆插入注塑成型工具中。各股绞线接触也是多组件注塑成型过程的一部分,这将在下文中更详细地讨论。可以按照注塑成型的方式来插入或连接和/或接触桥、侧杆、以及其他连接。在任何情况下,通过注塑成型将触针直接生产在各股绞线上,在这里可以生产几何结构和形状复杂的触头。可以获得任意轮廓的触针。在这里,不需要特定的弯接或焊接过程,这是因为在注塑成型过程中已经在各股绞线上生产电触头了。 [0023] 当已经生产了电触头,无论它们呈什么形式,所述电触头都至少部分嵌入由塑料制成的绝缘体中,例如插入部件,但是这并不是强制性的。在技术上注塑模制这样一个绝缘体的实施例中,该绝缘体形成一种类型的接口主体,例如插头/插座主体,这是接口的第一次成形。接口主体必须包括绝缘塑料并且必须连接到在技术注塑成型过程中与电触头成一体的电缆。电缆的自由端和先前形成的触头(至少部分)嵌入在绝缘体中,并且根据操作所需的接触来定位。 [0024] 此外,有利的是功能元件例如自锁式凸轮、弹簧等等在接口主体的注塑过程中集成在该接口主体中。可以用与接口主体相同的材料生产自锁式凸轮,即在技术注塑成型过程中模制和/或集成自锁式凸轮,例如它向内突出。也可以将分离的弹簧元件插入注模中并且在其上涂敷涂层,其中在这里弹簧元件的定位可以是任意的。 [0025] 在另一步骤中,可以根据上述的解释形成接口主体,该接口主体包括电隔离材料(塑料),通过注塑成型由导电复合材料形成上面提及的至少部分的屏蔽元件。具体地,可以将电缆与在端部产生的接口主体再一次插入注塑成型工具中,从而通过注塑成型至少在电缆绝缘的屏蔽层突起和/或形成屏蔽层的屏蔽网以及接口主体上涂敷涂层。通过该措施,获得了屏蔽元件,即电缆的屏蔽层完全地插入接口中,根据接口主体的范围,该屏蔽层包括非导电的塑料,该非导电的塑料通过注塑成型涂敷有导电的复合材料。 [0026] 根据需要,可以在注塑成型过程中将在屏蔽元件的前面和/或区域中的电缆上以及在根据上述解释形成的屏蔽层的一部分的前面和/或区域中的电缆上涂覆电绝缘塑料,形成接口和/或插入连接的外部形状,即形成外壳。该塑料可以围绕电缆的一端的区域以及屏蔽元件的一部分或整个屏蔽元件,其中接口主体位于该屏蔽元件的下面。通过该措施,最终限定了接口主体的外部形状,例如笔直的或角形的插头。例如,外壳可以注塑成型为任意形状,例如对于角形插头,外壳包括电缆的一部分,从而完成生产连接有电缆的接口。外壳可以是凸缘外壳,即联结插头的对应物。 [0027] 在自由端,即所生产的接口的开口面,任意组件可以插上和/或插在或用螺钉拧到和/或用螺钉拧入例如由金属制成的螺环。任意联结部件(连接器等)可以与所述接口联用。 [0028] 可以在注塑成型过程中生产根据上述解释产生的接口,这些注塑成型过程可以彼此独立地在分离的工具中进行。另外,可以在单个注塑成型工具中(例如在包覆模制(overmolding)过程中)同时生产彼此相邻的至少两个不同的接口区域。还可以通过注塑成型同时生产几个不同区域,根据本发明,电接触以及至少屏蔽和实际的成型有必要在注塑成型技术的单个加工步骤中进行。在现有技术中主要经人工执行的昂贵的组装和/或完成在根据本发明的方法中不再是必须的。 [0029] 在这里,应当提及的是,根据本发明的方法涉及通过注塑成型来涂敷涂层以及插头主体作为插入部件。 [0030] 独立权利要求15要求保护一种屏蔽的电接口,该屏蔽的电接口优选地根据本发明的方法生产。对于该接口,屏蔽元件必须经由注塑成型在所述电缆的屏蔽层和围绕所述电触头的邻近所述屏蔽层的至少一个区域上涂敷导电 复合材料来形成。屏蔽元件与电触头隔开或者通过嵌入了隔离体而隔离,虽然这不是强制的。 [0031] 如对根据本发明的方法已经解释的那样,复合材料包括金属粘结剂作为复合材料,并且在注塑成型之后,实现了金属表面、金属框架和/或金属分散剂,意即可穿透结构。复合材料可以包括低熔点金属、以及优选的热塑性材料,所述低熔点金属的熔点优选低于 200°C,所述热塑性材料的加工温度(注塑成型温度)范围为从250°C到300°C。另外的导电组件(例如金属纤维和/或金属小颗粒)加强了导电性和屏蔽所需的特征。 [0032] 在根据本发明的接口中,触头可以通过注塑成型而至少部分嵌入隔离体中,所述隔离体形成接口主体,特别是插头/插座主体。功能元件例如自锁式凸轮、弹簧等可以集成在接口主体中。用作连接的螺纹(thread)和其他联结机构也可以做成一体。 [0033] 通过注塑成型和形成屏蔽元件来至少部分地在接口主体上涂敷涂层,其中在形成接口和/或插入连接的外部形状时,通过注塑成型在屏蔽元件和至少一部分屏蔽元件的前面和/或区域中的电缆上涂敷非导电塑料。外壳可以模制为任意形状,例如角形插头或角形插座。 附图说明 [0034] 有多种方案按照有利的方式来实现和进一步扩展本发明的教导。为此,一方面参考从属于权利要求1和15的权利要求,另一方面参考以下基于附图解释本发明的优选示例性实施方式。还基于附图结合本发明的优选示例性实施方式解释了一般的优选实施方式和所述教导的进一步扩展。附图示出了: [0035] 图1a是根据本发明的做成插头形式的接口的一个示例性实施方式的截面示意图,其中在端部提供了螺环,通过注塑成型涂覆触头来产生隔离体, [0036] 图1b是根据本发明的做成插头形式的接口的另一个示例性实施方式的部分截面示意图,其中在端部提供了螺环,嵌入的隔离体作为插入部件, [0037] 图2是根据本发明的做成插头形式的接口的另一个示例性实施方式的截面示意图,其中在外侧和内侧设置自锁式凸轮和屏蔽元件, [0038] 图3是根据本发明的做成插头形式的接口的另一个示例性实施方式的截面示意图,其中通过注塑成型技术在内部嵌入了弹簧锁, [0039] 图4a是根据本发明的接口的另一个示例性实施方式的截面示意图,该接口做成有螺帽的角形插头的形式作为分配器, [0040] 图4b是根据本发明的接口的另一个示例性实施方式的截面示意图,该接口做成角形插头的形式作为分配器,其中角形插头具有直接形成的导电锁元件和/或直接注塑成型的屏蔽元件, [0041] 图4c是根据本发明的接口的另一个示例性实施方式的截面示意图,该接口做成角形插头的形式作为分配器,并且其中金属插入部件(自锁式凸轮、用于360°屏蔽的屏蔽元件)通过注塑成型而涂敷有涂层,以及 [0042] 图5是根据本发明的接口的另一个示例性实施方式的截面示意图,该接口做成嵌入了三根电缆的Y部件的形式。 具体实施方式[0043] 图1a示出了根据本发明的方法生产的做成插头形式的接口的一个示例性实施方式,其中电缆2的屏蔽层1被引导在接口中。图1清楚地示出了屏蔽层1的前面区域被隔离,从而可以直接接触。 [0044] 电隔离的导线3进一步伸入接口和/或插头中,并且在其两端通过弯接、焊接等方法连接触头4,或通过注塑成型在导线3上涂敷涂层。 [0045] 为了安放电触头4并且将其嵌入插头中,已经通过注塑成型生产了包括塑料的隔离体5,其中电触头4通过弯接连接整合在隔离体5内。基于可以通过注塑成型来生产哪个额外的功能区域,隔离体5最终形成接口主体。 [0046] 根据本发明的方式模制隔离体5,使其形成带有导电复合材料的屏蔽元件6,也通过注塑成型,以这种方式生产的屏蔽元件6与屏蔽层1电接触并且经由隔离体5将该屏蔽层1引导到接口中和/或沿着该接口引导该屏蔽层1。 [0047] 也可以通过注塑成型由电隔离的塑料生产作为另一组件的隔离体7。外壳7嵌入电缆隔离8并且相对于电缆隔离8紧紧地密封。外壳7从电缆隔离8延伸并至少部分伸出屏蔽元件6,可以形成用于螺环9等的端侧组件的挡块。通过注塑成型技术生产的外壳7也可以延伸跨过整个屏蔽元件6直至屏蔽元件6的前端,从而覆盖整个屏蔽元件6。任何其他实施方式和形式也是可行的。 [0048] 图1b示出了根据本发明生产的做成插头形式的接口的另一个示例性实施方式,与根据图1a的实施方式不同,插入了隔离体5作为插入部件,即“外 部的”隔离体。这里提供的隔离体5等同于含义为插入部件的插入主体。具体来说,常规生产的插入主体被装配了电触头4。焊接导线3。在电缆腔中设置隔离。屏蔽元件6注塑成型,外部轮廓决定形状。 [0049] 图2示出了根据本发明的做成插头形式的接口的另一个实施方式,与图1a和1b的实施方式相比,在这里屏蔽元件6做得更长,因而延伸得更远,大大超过了隔离体5。为了实现安全的联结,根据图2的方式即通过注塑成型形成了自锁式凸轮10。也可以经由自锁钩结合导电的自锁单元。另外,也可以将一个或多个弹性的放射状排列的接触凸轮做成一体,所述接触凸轮呈注塑成型的屏蔽元件形式,它们的返回力压靠在凸缘外壳上,从而在接口内部实现了圆周屏蔽。可以提供另外的弹性环,该弹性环也可以通过注塑成型来嵌入。 [0050] 根据以上解释,大大减少了转移电阻(transfer resistance)的数量。 [0051] 图3示出了根据本发明的做成插头形式的接口的另一个示例性实施方式,与图2示出的实施方式相反,通过注塑成型在延伸的屏蔽元件6中设置了弹簧11。在这里,应当提及的是,可以通过使用注塑成型涂覆金属插入部件来实现上面提及的功能元件的电触头,以用于屏蔽和/或引导电流。另外,有利的是,当弹性元件例如弹簧设有抗磨损表面,以允许实现在一侧保持长时间持续的返回力,在另一侧获得尽可能低的流动阻抗。长时间持续的返回力可以通过表现出相应的机械特征的合适的弹簧材料来实现。尽可能低的流动阻抗可以通过例如另外的合适的表面来实现。 [0052] 图4a示出了根据本发明的接口的另一个示例性实施方式的示意图,其中该接口做成角形插头的形式。图4a清楚地示出了通过设计注塑模制的外壳7,获得了角形插头,在该设计中注塑成型生产的外壳7的整个形状嵌入屏蔽元件6中。 [0053] 图4b示出了根据本发明的接口的另一个示例性实施方式的示意图,该接口做成角形插头的形式,其中所述角形插头具有呈自锁式凸轮10形式的导电自锁单元和直接注塑成型的屏蔽元件6。 [0054] 图4c示出了根据本发明的接口的另一个示例性实施方式,该接口做成角形插头的形式作为分配器,其中金属插入部件13用作自锁钩。该金属插入部件13嵌入在注塑成型的屏蔽元件6中。 [0055] 最后,图5示出了做成Y部件形式的分配器的示意图,其中总共三根电缆2彼此电连接。接口包括呈桥12形的不同功能元件,桥12放置在通过注塑成型生产的隔离体5上,并且彼此电隔离。电缆2的自由端嵌入隔离体5中,形成了接口主体。 [0056] 整个隔离体5被注塑成型生产的屏蔽元件6包围,该屏蔽元件6接触电缆2的相应屏蔽层1并且因此将电缆2嵌入。 [0057] 通过注塑成型外壳7,即由电隔离物理材料,实现了外部形状。因此,接口和/或Y部件的形式通过注塑成型技术限定,即通过外壳7限定。 [0058] 应当提及的是上面讨论的示例性实施方式仅用于通过举例来解释所要求保护的教导,但是所述教导并不限于这里的描述。 [0059] 参考数字列表 [0060] 1屏蔽层 [0061] 2电缆 [0062] 3导线(电缆的导线) [0063] 4电触头 [0064] 5隔离体,接口主体 [0065] 6屏蔽元件 [0066] 7外壳 [0067] 8电缆隔离 [0068] 9螺环 [0069] 10闭(自)锁凸轮 [0070] 11弹簧 [0071] 12桥 [0072] 13金属插入部件 。 |