具有经注射成型的线路的输入输出设备

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的相应前序部分的特征的用于分配数据的组件和用于制造这种用于分配数据的组件的方法。

背景技术

从实用新型DE9305529U1中已知一种用于分配数据的组件，但不知用于这种组件的制造方法。输入输出设备具有壳体，在该壳体上设置有作为接口的插塞连接部，通过该插塞连接部可以选择性地插入(以及再次拔出)插塞连接器。在这些插塞连接器上连接有数据线缆，在所述数据线缆的另一端上连接有参与装置，例如传感器、执行器或类似物。参与装置之一构造用于将所述设备连接到上级控制单元上，数据通过输入输出设备被发送(分布)到参与装置(例如所述传感器或执行器)或由参与装置接收。

在该现有技术中，连接到输入输出设备的接口上的插塞连接器构造为插塞螺旋接头。虽然这种设计已在实践中得到证明，尤其是在该接头的可靠性及其密封性方面得到证明，但不利的是需要彼此独立地制造多个元件(如设备、数据线缆、插塞连接器、参与装置)并且之后在现场使用中也需要将它们单独地安装。

由于必须在现场使用中安装组件的多个元件，因此不能总是确保安装正确无误，例如可能会发生插塞螺旋接头的安装因倾斜的插接而没有正确地进行并且因此可能导致传输困难，但也可能导致密封问题。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于改进同类型的组件并且避免开头所述的缺点。

此外，本发明应提供一种用于制造这种组件的方法。

这些任务通过独立权利要求的特征解决。

在用于分配数据的组件方面，根据第一种变型方案，根据本发明规定，所述输入输出设备的壳体是通过塑料注塑成型方法制造的壳体并且所述数据线缆的相应的端部区域被所述壳体包围。这意味着，通过在塑料注塑成型方法中制造输入输出设备的壳体(该壳体在现场使用中保护输入输出设备的内部的、尤其是敏感的电气和电子构件)也一同包围至少一个数据线缆的端部区域，从而在那里实现介质密封的且在机械应力方面能抵抗的连接。因此，一方面取消了高成本构造的插塞螺旋接头并且也避免了插塞螺旋接头在错误安装和不密封性方面的缺点。这样选择数据线缆、尤其是其外护套的被注塑包封的区域的长度，使得一方面实现纵向防水性，另一方面也抵抗机械负荷、例如拉应力和压应力，正如弯折运动。

在第二种变型方案中，根据本发明规定，输入输出设备的壳体由金属材料制成并且用塑料材料浇注壳体的内部区域，所述塑料材料在数据线缆的至少一个相应的端部区域上延伸。为壳体使用金属材料的优点是，该壳体屏蔽内部区域，从而可以省却其它屏蔽措施。为此，相应数据线缆的屏蔽部直接或间接地(例如通过连接器件如线缆、弹簧等)与金属壳体电接触。

也可以考虑金属壳体(例如由压铸制成)，所述金属壳体用塑料注塑包封，在该注塑包封中，线路/导线的伸入到壳体中的端部一起被注塑包封或者注塑包封甚至延伸直至所连接的传感器/执行器。这意味着，出于设计原因，但也出于功能原因，借助于注塑过程围绕金属壳体施加第二壳罩(壳体)，以改善触感。尤其是通过由塑料制成的包覆壳体实现IP保护。在所连接的数据线缆的长度非常短的情况下，代替完整的线路也可以仅使用绞合线，在此情况下通过防弯套管将绞合线引导到传感机构。此外，在第二种变型方案中同样保留上面关于第一种变型方案所列举的优点。在此也可想到灌注金属壳体的内部区域(类似于下面描述的另一种变型方案)。

在另一种变型方案中，根据本发明规定，输入输出设备的壳体由塑料制成并且用塑料材料浇注壳体的内部区域，所述塑料材料在数据线缆的至少一个相应的端部区域上延伸。液态介质被引入内部区域(空腔)中并在那里硬化。空腔可以完全被灌注或者也可以仅部分地被浇注。内部区域的浇注(或者也称为灌注)具有如下优点，即有效地保护内部区域免受外部影响，例如灰尘、湿气、液体和类似物。此外，在该另一种变型方案中同样保留上面关于第一和/或第二种变型方案所列举的优点。

也可以想到由塑料制造壳体(例如通过塑料注塑成型方法或其它方法)并且随后再次用塑料注塑包封该塑料壳体连同伸入到塑料壳体中的线路。通过双组份注塑方法，例如可以由适合的较硬塑料实现壳体，同时用较软塑料实现用于线路的壳体接口处的密封。

原则上，应为壳体使用与线路外护套相同的塑料材料。替代地，也可以使用不同的塑料材料，它们通过双组分注塑方法被加工。对于良好的密封始终有利的是，塑料具有与线缆护套相同的材料特性。但也存在其它标准，如介质耐抗性、易燃性、冒烟或透明度，这些标准要求使用与线缆不同的塑料。特别是线缆必须具有耐磨性和柔韧性，因此通过双组分注塑过程引入的不同材料完全是有意义的。

在本发明的扩展方案中规定，所述参与装置中的至少一个参与装置的壳体注射成型或者说一体注射成型在其所属的数据线缆的端部区域上。在现有技术中，参与装置、例如已经提到的传感器、执行器或类似物同样通过插塞连接部、如已经提到的插塞螺旋接头连接并且因此也存在相同的上述缺点，而本发明利用了以下优点，即通过塑料注塑成型方法制造参与装置的壳体并且在此一同注塑包封相应的数据线缆的端部区域。由此也实现纵向防水性，减少了现场操作中待安装元件的数量并且因此排除了错误安装，例如倾斜安装的并且因此传输有错误和不密封的插塞螺旋接头。

到目前为止出发点是，多个数据线缆中的至少一个数据线缆以其所属的端部区域被输入输出设备的壳体包围并且可选地数据线缆的至少一个端部区域注射成型或者说一体注射成型在至少一个参与装置的壳体上。这意味着，不排除在输入输出设备中还设置有接口，插塞连接器可以插入到所述接口上，如在开头所述的现有技术中所实施的。

为了优化整个组件的密封性并且为了减少在现场操作中待安装元件的数量，根据本发明规定，所有数据线缆被输入输出设备的壳体包围并且所有参与装置的壳体被注射成型或者说一体注射成型在其分别所属的数据线缆的端部区域上。由此形成自身封闭的组件或者说形成自成一体的组件，所述组件相对于外部影响密封地封闭。此外，可以在事先测量组件的使用地点之后就输入输出设备的放置方面并且也就输入输出设备和相应参与装置的布置之间的数据线缆的长度方面制造用于分配数据的单独设计的组件。

上述用于分配数据的组件的变型方案可以按照根据本发明的用于制造这种组件的方法来制造。

塑料注塑成型方法原则上是已知的，其中所涉及的元件被放入塑料注塑成型模具中并且随后被塑料包围。

按照根据本发明的制造方法，这意味着，将位于输入输出设备内部的元件(例如其上设置有电气和电子构件的电路板)和分别待被壳体的塑料包围的数据线缆的端部放入注塑成型模具中并且随后用塑料包围这些区域。替代于此可以想到，首先在没有壳体的位于内部的元件的情况下制造输入输出设备的壳体，其中，也一同注射成型相应数据线缆的端部、优选所有数据线缆的端部。完成这些以后，可以将电子元件装入例如两件式或多件式的壳体的内部中并且与数据线缆电连接。这也适用于如下情况，即不仅相应的或所有的数据线缆的端部被输入输出设备的壳体一同注塑包封，而且参与装置的至少一个壳体也在数据线缆的端部(参与装置连接在该端部上)上延伸地注射成型在该端部区域上。

附图说明

下面描述并且根据唯一的附图阐述根据本发明的包括输入输出设备的组件的实施例。

具体实施方式

如详细所示，组件1包括输入输出设备2。该设备2具有壳体，在该壳体上连接有至少两个数据线缆3、4。设备2通过数据线缆3连接到未示出的上级控制单元并且通过数据线缆4与参与装置连接，从而上级控制单元可以通过设备2与所述至少一个参与装置进行数据交换。这种输入输出设备2原则上是已知的并且也被称为分配模块、IO集线器或IO设备(I：输入，O：输出)。此外，关于这种设备的基本设计和工作原理，例如参见开头所述的实用新型DE 9305529 U1。

在唯一的附图的实施例中，除了数据线缆3、4之外还有其它数据线缆5至7从设备2的壳体中引出。在数据线缆3上连接有第一参与装置8，在数据线缆4上连接有参与装置9。当然，在其它数据线缆5至7上连接有其它参与装置，但这些参与装置为了简化起见没有示出。

原则上，相应的参与装置可以是插塞连接器、传感器、执行器或类似物。在根据附图的实施例中，参与装置8构造为插塞连接器，通过该插塞连接器，组件1可以可拆卸地连接到未示出的上级控制单元上。

根据本发明，设备2的设有附图标记10的壳体在接口11的区域中(在该区域中数据线缆3从壳体10中引出)通过塑料注塑成型方法在数据线缆3的端部、更确切地说其外护套上覆盖一段距离，使得在那里在接口11的区域中在数据线缆3和设备2的壳体10之间产生介质密封的且不可拆卸的连接。

这种介质密封的且不可拆卸的连接也可以在接口12的区域中实现，在该区域中数据线缆3的另一端部伸入到参与装置8的壳体中。

这种介质密封的且不可拆卸的连接也可以在接口13的区域中实现，在该区域中数据线缆4的一端从设备2的壳体10中引出。这也可以适用于数据线缆5和/或数据线缆6和/或数据线缆7和/或更多或更少的数据线缆从设备2的壳体10中引出的接口。

如已经在参与装置8中那样，在参与装置9中，数据线缆4的伸入到参与装置9壳体中的端部可以在那里的接口14的区域中通过注塑包封介质密封地并且不可拆卸地实现。

所有接口11、12、13和相应数据线缆5至7的两个端部上的其它接口均以特别有利的方式通过注塑包封介质密封地且不可拆卸地实现。所有接口11、12、13和相应数据线缆5至7的两个端部上的其它接口均以特别有利的方式通过注塑包封介质密封地且不可拆卸地实现。

当然，并非所有这些接口都必须通过用塑料注塑包封介质密封地且不可拆卸地实现，而是部分接口(如在现有技术中已知的那样)也可以实施为插塞连接部、例如螺旋插塞接头。

附图标记列表

1组件

2输入输出设备

3数据线缆

4数据线缆

5数据线缆

6数据线缆

7数据线缆

8参与装置

9参与装置

10 壳体

11 接口

12 接口

13 接口

14 接口