插接装置和用于制造这种插接装置的方法与流程

1.本发明涉及一种插接装置，特别是用于车辆的插接装置，以及一种用于制造这种插接装置的方法。


背景技术：

2.例如要求越来越高、自主性越来越强的车辆的不断开发需要性能越来越强大的插接装置。这种装置在例如通过对应的环境传感器检测车辆环境并且将以这种方式检测的传感器数据转发到例如车辆的辅助系统时是必不可少的。
3.然而已经表明，存在许多不同类型的插接元件优选一起集成在插接装置中。例如，存在借助于焊接连接与印刷电路板元件连接的插接元件，以及借助于压入式接触部与所述印刷电路板元件连接的插接元件。希望能够简单且可靠地将不同类型的插接元件组合在公共的模块化插接装置中。


技术实现要素：

4.因此，本发明的任务是提供一种插接装置，特别是用于车辆的插接装置，其中不同类型的插接元件可以一起使用。此外，本发明的任务是提供一种用于制造这种插接装置的方法。
5.这些任务通过根据权利要求1的插接装置和根据权利要求11的方法来解决。有利的设计是从属权利要求的主题。
6.根据本发明的第一方面，提供了一种插接装置，特别是用于车辆的插接装置。所述插接装置包括印刷电路板元件、借助于焊接连接与所述印刷电路板元件电和机械连接的第一插接元件以及借助于电压入式接触部与所述印刷电路板元件电和机械连接的第二插接元件。所述第二插接元件在此具有带有凹部的外壳部分，所述第一插接元件布置在所述凹部中，使得所述第一插接元件的外表面接触所述凹部的内表面。
7.根据本发明的插接装置至少部分地基于以下认识，即借助于焊接连接与印刷电路板元件连接的插接元件可以说能够由其他插接元件的外壳部分中的凹部容纳和保护。特别是当第一插接元件齐平地容纳在外壳部分的凹部中使得第一插接元件不会突出超过第二插接元件的外壳部分的凹部时，用于将相应的插接元件布置在印刷电路板元件上的接触表面彼此齐平地对准。此外，由于第一插接元件的外表面与凹部的内表面接触，因此创建了一种插接装置，在该插接装置中第一插接元件可以说由第二插接元件的外壳部分保护。由于凹部的内表面可以与第一插接元件的外表面相适配，因此根据应用情况可以在插接装置中使用不同尺寸和类型的第一插接元件。
8.由此创建了一种插接装置，该插接装置可以说在公共装置中以模块化方式提供不同类型的插接元件。
9.在根据本发明的插接装置的优选设计中，所述第一插接元件的外表面以流体密封的方式接触所述凹部的内表面。该优选设计至少部分地基于以下知识：第一插接元件的外
表面和凹部的内表面之间的流体密封接触有效地防止流体进入外壳部分的凹部中并因此进入两个插接元件之间。例如，第一插接元件的外表面可以配备有确保与凹部内表面的流体密封接触的密封唇或其他密封元件。通过内表面和外表面之间的流体密封接触，可以扩大根据本发明的插接装置的应用范围。例如，以这种方式设计的插接装置现在也可以在例如车辆的乘客区域之外使用，例如在发动机舱中使用。
10.特别有利的是，在所述凹部的内表面和所述第一插接元件的外表面之间布置密封元件。密封元件不仅提高了内表面和外表面之间的密封效果，而且还使得可以补偿由生产或制造导致的插接元件公差。
11.另一优选设计规定，所述第一插接元件具有朝着所述外壳部分的方向逐渐变细的形状。换言之，所述第一插接元件具有随着与所述印刷电路板元件的距离增加而逐渐变细的形状。对应地，所述外壳部分的凹部具有随着与所述印刷电路板元件的距离减小而相应变宽的形状。该优选设计至少部分地基于以下知识，即第二插接元件的外壳部分可以简单且更可靠地插入到第一插接元件朝着外壳部分的方向逐渐变细的形状上。这在制造这种插接装置时是特别有利的。
12.特别有利的是，所述第一插接元件的逐渐变细的形状是梯形的。这种特别优选的设计至少部分基于以下认识，即特别是在垂直于印刷电路板元件的主延伸平面的横截面中，第一插接元件的梯形形状特别适合于插入第二插接元件，其中该梯形形状具有两个逐渐接近彼此的侧面和连接这两个侧面的顶面。
13.根据本发明的插接装置的另一优选设计规定，所述第一插接元件具有用于（插入）部件的易受干扰的信号的金属信号屏蔽。这种插接元件例如是数据传输插接元件，特别是高速数据传输插接元件，更特别地是具有特别是在兆比特/秒和/或千兆比特/秒范围中的传输速率的数字高速数据传输插接元件。数字高速数据传输插接元件的示例是以太网插接元件，其在电插入接触部周围具有金属信号屏蔽。这种插接元件例如用于将数据从例如车辆的环境传感器系统传输到例如车辆的辅助系统。这种插接元件通常作为预制插接元件提供，其借助于焊接连接与印刷电路板元件连接。这种插接元件特别是在高速范围内容易受到干扰，例如由于待传输的信号带宽和数据量，因此通常需要良好的电磁屏蔽以及插接元件的与数据传输相适配的阻抗。根据现有技术，这两点都可以最成本有利地借助于至印刷电路板元件的所述焊接连接来满足。因此，根据本发明的插接装置使得特别是易于发生故障的插接元件（例如以太网插接元件）能够与借助于压入式接触部连接到印刷电路板元件的其他插接元件组合。由此创建了一种特别灵活和模块化的插接装置，其也可以轻松集成最现代的插接元件。
14.根据本发明的插接装置的另一优选设计规定，所述第一插接元件具有用于接触第一（插入）部件的第一插头部分，并且所述第二插接元件具有用于接触第二（插入）部件的第二插头部分，其中所述第一插头部分和所述第二插头部分被布置为使得所述第一部件和所述第二部件能够在相同的插入方向上分别插入到第一和第二插头部分上。换言之，第一和第二插头部分被布置为使得它们可以在相同的插入方向上容纳各自的（插入）部件。由此可以将部件以相同的插入方向插入到插接装置上，这在安装空间有限的车辆中特别有利。
15.特别优选的是，插入方向倾斜于所述印刷电路板元件的主延伸平面延伸。所述印刷电路板元件的主延伸平面通常是所述印刷电路板元件的组装平面。该特别优选的设计具
有的优点是：例如所述插接装置可以安装在外壳的凹部中，并且部件可以例如从斜上方插入到该装置的各自插头部分上。替代地规定，插入方向平行于所述印刷电路板元件的主延伸平面延伸。在这种情况下，所述插接装置特别节省空间，因为部件可以平行于印刷电路板元件的主延伸平面插入。由于特别是第二插接元件的电压入式接触部的压入方向垂直于印刷电路板元件的主延伸平面延伸，因此在插入方向平行于主延伸平面延伸的情况下产生第二插接元件的电接触部的90
°
布置。由此可以为每个应用情况创建与其匹配的具有分别最有利于该应用情况的插入方向的插接装置。
16.按照根据本发明的插接装置的另一设计，所述第二插接元件的外壳部分具有用于围绕所述第二插接元件布置的外壳的密封表面。由此例如借助于围绕外壳也可以保护第二插接元件免受外部影响。
17.根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造根据第一方面或其设计的插接装置的方法。根据第二方面的方法包括以下步骤：提供印刷电路板元件，将第一插接元件施加到所述印刷电路板元件上，使得所述第一插接元件借助于焊接连接与所述印刷电路板元件电和机械连接，将第二插接元件施加到所述印刷电路板元件上，使得所述第二插接元件的电压入式接触部被压入所述印刷电路板元件的孔中以用于电和机械地接触所述印刷电路板元件，并且所述第一插接元件布置在所述第二插接元件的外壳部分的凹部中，使得所述第一插接元件的外表面接触所述凹部的内表面。
18.在根据本发明的方法的优选设计中，在施加第一插接元件之后并且在施加第二插接元件之前，在第一插接元件的外表面和凹部的内表面之间施加密封元件。由此第一插接元件的外表面以流体密封的方式接触凹部的内表面。
19.优选地，所述密封元件是分配密封元件并且所述分配密封元件借助于分配方法施加。分配方法特别是在生产技术方面具有优势，因为由此密封元件可以容易地与第一插接元件的各自形状适配。
20.根据本发明的插接装置的优选设计也可以用于根据本发明的方法的优选设计中，反之亦然。
附图说明
21.通过实践本教导并考虑附图，本发明的其他特征和任务对于本领域技术人员将变得显而易见。
22.图1示出了根据本发明的插接装置的实施方式在未完全组装状态下的示意性剖视图，图2示出了图1的实施方式在完全组装状态下的示意性剖视图，图3示出了图1的实施方式沿图2的剖线a-a的示意性剖视图，以及图4示出了用于执行根据本发明的用于制造插接装置的方法的实施方式的过程步骤的示意图。
23.相同结构或功能的元件在附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
24.首先参考图1，图1示出了未完全组装状态下的插接装置10的示意性剖视图。插接
装置10例如可以用在车辆中，并且用于连接车辆的（插入）部件。
25.插接装置10具有印刷电路板元件12。印刷电路板元件12可以是任何印刷电路板元件，例如fr4印刷电路板元件或本领域技术人员已知的其他印刷电路板元件。
26.插接装置10还具有第一插接元件14。第一插接元件14是借助于焊接连接与印刷电路板元件12电和机械连接的插接元件。在图1的具体示例中，第一插接元件14和印刷电路板元件12之间的焊接连接示意性地借助于焊接层16表示。当然，第一插接元件14和印刷电路板元件12之间的其他焊接连接也是可能的。重要的是，第一插接元件14借助于焊接连接与印刷电路板元件12连接。
27.除了第一插接元件14之外，插接装置10还具有第二插接元件18。与第一插接元件14不同，第二插接元件18借助于电压入式接触部20与印刷电路板元件12电和机械连接。为此，电压入式接触部20被压入对应于印刷电路板元件12构造的孔22中。
28.由此插接装置10具有两种不同类型的插接元件。一个插接元件，即第一插接元件14是借助于焊接连接与印刷电路板元件12连接的插接元件，而另一插接元件，即第二插接元件18是借助于压入式接触部20与印刷电路板元件12连接的插接元件。两个插接元件14、18在将结合图1更详细描述的组装状态下与印刷电路板元件12电和机械连接。
29.在图1的具体示例中，第一插接元件14是具有用于易受干扰的信号的金属信号屏蔽的插接元件，特别是诸如以太网插接元件的数据传输插接元件。所述数据传输插接元件例如在车辆的环境传感器系统和车辆的辅助系统之间传输数据。所述数据传输插接元件可以是在兆比特/秒或千兆比特/秒范围内传输数据的高速数据传输插接元件。所述数据传输插接元件必须满足电磁屏蔽方面的特殊要求以及与数据传输相适配的阻抗。根据现有技术，这两点都可以最成本有利地借助于在印刷电路板元件12上的所描述的焊接连接实现。
30.相反，第二插接元件18正好不是数据传输插接元件，而是例如传输电流和/或（高）电压并且通过实践中很常见的压入式接触部20与印刷电路板元件12连接的其他插接元件。
31.如在图1中可以清楚地看出，第二插接元件18具有带有凹部26的外壳部分24。凹部26在外壳部分24中被构造为，使得所述凹部可以在组装状态下完全容纳第一插接元件14，如将结合图2更详细描述的。
32.第一插接元件14的形状具有随着与印刷电路板元件12的主延伸平面28的距离增加而逐渐变细的形状。在图1的具体示例中，逐渐变细的形状是梯形形状。在图1的剖视图中，梯形形状包括倾斜于主延伸平面28并朝向彼此延伸的两个侧面30，以及连接两个侧面30的顶面32。在图1的具体示例中，梯形形状使得顶面32基本上平行于印刷电路板元件12的主延伸平面28延伸。当然，在未示出且不一定是梯形形状的其他实施方式中，顶面32可以例如倾斜于主延伸平面28延伸。重要的是，第一插接元件14的形状随着与主延伸平面28的距离增加而具有逐渐变细的形状。
33.相比之下，在图1可以清楚地看出外壳部分24的凹部26的形状是与第一插接元件14的形状适配的形状。从而在图1的具体示例中，凹部26在图1的剖视图中具有两个侧面34和一个顶面36。两个侧面34同样倾斜于印刷电路板元件12的主延伸平面28延伸，但是布置为使得随着与主延伸平面28的距离减小，两个侧面彼此之间具有越来越大的距离38。凹部26的顶面36同样再次基本上平行于主延伸平面28延伸，但在未示出的其他实施方式中也可以倾斜于主延伸平面28地延伸。
34.同样如图1所示，插接装置10具有密封元件40。密封元件40布置在第一插接元件14和凹部26之间并且用于密封在组装状态下可能存在于第一插接元件14的外表面30、32和凹部26的内表面34、36之间的间隙。密封元件40在图1的具体示例中是分配密封元件并且例如借助于分配方法施加到第二插接元件14的外表面30、32上。
35.第一插接元件14具有第一插头部分42，通过该第一插头部分可以建立至第一（插入）部件44（参见图3）的连接。第二插接元件18具有第二插头部分46，通过该第二插头部分可以建立至第二（插入）部件48（也参见图3）的连接。
36.现在参考图2，其示出处于组装状态的图1的插接装置10。
37.如在图2中可以看出的，第一插接元件14布置在外壳部分24的凹部26中。密封元件40布置在第一插接元件14和凹部26之间并且在第一插接元件14的外表面30、32和凹部26的内表面34、36之间建立流体密封接触。此外，第一插接元件14完全容纳在凹部16中，使得第一插接元件14不会突出超过凹部26。
38.第二插接元件18的外壳部分24还具有表面50，表面50可以用作围绕第二插接元件18布置的外壳（未示出）的密封表面。
39.如图2所示，第二插接元件18的电压入式接触部20沿标有附图标记52的压入方向压入印刷电路板元件12的相应孔中。压入方向52在此垂直于印刷电路板元件12的主延伸平面28，如本领域技术人员对于这种连接所公知的。
40.现在参考图3，其示出了插接装置10沿图2的剖线a-a的示意性剖视图。
41.如在图3中可以看出的，第一插接元件14的第一插头部分42和第二插接元件18的第二插头部分46布置成使得各自的（插头）部件44、48可以沿相同的标有附图标记54的插入方向插入到插头部分42、46上。还如图3所示，特别是第二插头部分46在此可以具有用虚线表示的子片段，从而特别是单独的第二（插入）部件48可以插入到第二插头部分46的各自子片段上。原则上当然可以想到，第一插头部分42也可以具有用于多个单独的第一（插入）部件44的多个子片段。
42.如通过比较图2和图3可以看出的，在图2和图3的具体示例中插入方向54平行于印刷电路板元件12的主延伸平面28并且也垂直于压入方向 52地延伸。由此导致压入式接触部20仅在电路板元件12和第二插头部分46之间建立90
°
连接。当然，在未示出的其他实施方式中，插入方向54可以不平行于而是倾斜于印刷电路板元件12的主延伸平面28延伸，这取决于为哪种应用情况设置插接装置10。
43.最后参考图4，其示出了用于执行用于制造图1至图3的插接装置10的方法的过程步骤的示意图。
44.该方法开始于步骤400。
45.在随后的步骤402中，提供印刷电路板元件12。
46.在随后的步骤404中，将第一插接元件14施加到印刷电路板元件12上，使得第一插接元件14借助于焊接连接与印刷电路板元件12电和机械地连接，所述焊接连接在图1中借助于焊接层16示例性地表示。
47.在随后的步骤406中，将第二插接元件18施加到印刷电路板元件12上，使得第二插接元件18的电压入式接触部20被压入印刷电路板元件12的孔22中，并且第一插接元件14布置在第二插接元件18的外壳部分24的凹部26中，使得第一插接元件14的外表面30、32与凹
部26的内表面34、36接触。
48.在发生在步骤404之后并且在步骤406之前的可选步骤408中，密封元件40可以例如借助于分配方法施加到第一插接元件14的外表面30、32上，以建立外表面30、32和内表面34、36之间的流体密封接触。
49.最后，该方法在步骤410结束。
50.尽管结合图3可能会产生第一和第二插接元件14、18达到印刷电路板元件12的整个宽度（从图3的底部到顶部的方向）的印象，不过插接元件14、18实际上可以仅达到印刷电路板元件12的一部分宽度。换言之，印刷电路板元件12可以比插接元件14、18更宽。