CN100527538C

CN100527538C - 集成了锁定装置的插塞连接系统

Info

Publication number: CN100527538C
Application number: CNB2004800197673A
Authority: CN
Inventors: 威斯劳·杰丁斯基; 曼弗雷德·普罗尔斯
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2024-07-22
Also published as: EP1652274B1; DE10334071A1; CN1820396A; WO2005013432A1; US7261584B2; US20060205260A1; DE10334071B4; EP1652274A1

Abstract

本发明的目的是，提供一种操作简便的插塞连接系统，这种插塞连接系统体积小、成本低廉，可以确保模块之间具有稳定的电连接。这个目的通过一种插塞连接装置而达成，这种插塞连接装置的锁定钩(17)配有解锁部件(19)。这样，锁定钩可以保持在一个解锁位置，从而更容易地解除插塞连接。优选情况下，解锁部件基本上并不垂直地突出插塞连接系统的外壳(16)或仅非实质地突出插塞连接系统的外壳(16)。这样就可以在确保模块具有稳定的电连接的同时，减小整个插塞连接系统的体积。

Description

集成了锁定装置的插塞连接系统

技术领域

本发明涉及一种插塞连接系统，或者更准确地说是一种集成了一个锁定装置的插塞连接装置，这种插塞连接装置用于电气模块，例如布线设备或开关设备的电连接。一般情况下，这种插塞连接系统中的模块之间一定会建立大量的电连接，这种连接一般通过末端配有多极插头的多芯连接电缆实现，这些插头可插入模块上相应的插座内。

在上述情况下，有必要迅速而简洁地建立插塞连接，并确保模块之间具有稳定的电连接。此外，必须将插塞连接可靠地锁定，从而使插塞连接能承受例如振荡和冲击压力等机械负荷，并同时保持模块之间的电连接，确保电连接持续发挥其全部功效。

背景技术

具有锁定装置、用于连接电气模块的插塞连接系统已经广为人知，这种系统由一个插头和一个与之结构互补的插座组成。在锁定位置，插头和插座通过机械辅助得以连接。在一种已知的插塞连接系统中，插头通过螺栓连接到插座上，其中，插头上配有一个或多个可旋转的螺栓，插座上备有螺纹。在锁定位置，也就是当插头插入插座时，插头上的螺栓被拧入插座上的螺纹中，这样在插头和插座间就产生了牢固的连接。

要使插头与插座分离，必须将螺栓从螺纹中拧开。因此，这种插塞连接系统的缺点是，建立和解除插塞连接的操作繁琐，安装和操作螺栓连接时所需要的空间也较大。

现有技术中另一种具有锁定装置的插塞连接系统是在插头上安装有复数个摇臂。在锁定位置上，摇臂与插座啮合，从而在插头与插座之间产生机械耦合。这时，摇臂在一个预应力作用下弹性地固定在插头上，这样在锁定位置它们就可以扣住插座上相应的凸起或凹穴。

在这种插塞连接系统中，若要将插头与插座分离，必须要通过手动的方式将摇臂逐个调到一个解锁位置，也就是使摇臂脱离插座上的凸起或凹穴。这种插塞连接系统的缺点在于，连接解除相对复杂，并且插头上摇臂的安装和其操作都需要较大空间。

US 5,328,288公开了一种用于电气模块之间的电连接、可插入配套插塞连接装置的插塞连接装置。该文件中的这种插塞连接装置包括一个外壳和一个与外壳相连的锁定装置，这个锁定装置用于使插塞连接装置与配套插塞连接装置机械耦合。所述锁定装置可在一个锁定位置和一个解锁位置之间移动。此外，所述锁定装置和所述外壳连成一体。

US 5,312,268公开了一种多电极插塞连接装置。这种插塞连接装置也包括一个与外壳连成一体的锁定装置，这个锁定装置能够为锁定和解锁目的而移动，并用于使插塞连接装置与配套插塞连接装置机械耦合。

此外，EP 0 549 370 A2，EP1 020 959 A2和US 6,102,727中也公开了相应的插塞连接装置。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用尽可能少的成本就可以实现的、适用于电气模块的插塞连接装置和插塞连接系统，这种插塞连接装置或插塞连接系统体积小，操作简便，而且可以确保模块之间具有可靠的电连接。此外，本发明还提供一种解除插塞连接系统的相应方法。

根据本发明，这个目的通过一种用于电气模块之间的电连接、可与其配套插塞连接装置相连接的插塞连接装置而达成。这种插塞连接装置具有一个外壳和至少一个锁定装置，该锁定装置和外壳相连，用于使插塞连接装置与配套插塞连接装置机械耦合。所述锁定装置可以在一个锁定位置和一个解锁位置之间移动，并与外壳连成一体。锁定装置具有一个解锁部件，在解锁位置上该解锁部件与一个在外壳上与该解锁部件结构互补的配合部件啮合，从而使所述锁定装置固定在解锁位置上。

使锁定装置和外壳一体化的优点是，可以简化整个系统的生产过程，简化对连接系统上所需安装的部件的操作，同时也可以降低安装费用。

除此以外，本发明还提供一种可以解除上述类型的插塞连接装置和与其配套的插塞连接装置之间的连接的方法。这种方法是借助解锁装置将至少一个锁定装置固定在解锁位置，解除插塞连接装置和配套插塞连接装置之间的连接。

在根据本发明的插塞连接装置的一个优选实施例中，锁定装置具有至少一个解锁钩或一个相应的解锁部件。这个解锁钩或解锁部件在解锁位置上可以和一个插塞连接装置外壳上的、与解锁钩结构互补的倒钩或配合部件啮合。解锁钩优选地位于锁定钩的自由端上，但也可位于锁定钩上且和锁定钩的固定端相隔一定距离。要解除插塞连接装置和配套插塞连接装置间的连接，也就是说例如要把插头拔出插座，就要把锁定钩从锁定位置调整到解锁位置，其中，将解锁钩与插座上的倒钩啮合，可解除插头与锁定钩的啮合。这样，只要拔出插座里的插头或者插头与插座具有一定的距离，锁定钩就保持在解锁位置。

将一个锁定钩作为锁定装置集成在插塞连接的插座上，既可以最大程度地缩小锁定装置所需的空间，又可以简化整个插塞连接系统的操作，同时还可以确保模块之间具有可靠的电连接。本发明的插塞连接系统的另一个优点是，由于在上述情况下连接电缆的插头上不再需要安置锁定钩，就使得连接电缆和插头都不易受损。由于同样的原因，不仅连接电缆的插头在模块上的占用空间较小，同时还可以减小进行操作——将插头安置在模块上或将插头从模块上拆卸下来——所需的空间。此外，由于按本发明的插塞连接系统的解除操作简单，因而其制造成本也较为低廉。

通过按本发明的插塞连接系统可以将两个或若干个电气模块彼此连接起来。模块之间的连接分别通过一个多极连接电缆(例如一个10极连接电缆)实现，这种多极连接电缆一般有各种不同的长度。这样，模块就可以紧靠在一起，或者彼此间相隔一定的距离，例如最大相隔间距为200厘米。连接电缆的末端各有一个插头，其配合件，也就是插座则安置在模块里。

在按本发明的插塞连接装置的一个优选实施例中，锁定钩有一个固定端，这个固定端优选地安置在插座底部，但也可以安置在插座的其他部位。锁定钩由一种优选地为塑料的柔韧性材料制成。通过将锁定钩的固定端安置在插座上，同时又由于锁定钩本身的柔韧性，从而使锁定钩具有了弹性。

此外，锁定钩还有一个可以使插头和插座机械耦合的自由端。当插头处于锁定位置，即插头完全进入插座时，锁定钩的自由端就会卡在插头上，这样就实现了插头和插座的机械耦合。对此，一个特别有利的方案是，锁定钩的自由端上具有一个凸起，这个凸起在锁定位置上会与插头上一个具有互补结构的凹槽嵌接。这样，锁定钩上的凸起与插头上的凹槽共同作用，使得插头稳定地处于锁定位置。

锁定钩上的解锁钩与插座上的对应倒钩之间的啮合可采取一种特别有利的设计，即，使解锁钩在插头插入插座时自动脱开对应倒钩。这样，一旦插头到达锁定位置，只需通过将插头插入插座，就可以建立插头和插座之间的锁定，而不需要其他的操作步骤或对锁定钩进行附加操作。

另外，可将锁定钩弹性地固定在插座上，使锁定钩由于自身柔韧性而被向其锁定位置的方向加预应力，从而锁定钩在插头插入插座时自动卡入锁定位置。

如果锁定钩在其自由端上具有一个向插头插入插座方向倾斜的侧面，就可以更容易地把插头插入插座。其中特别有利的设计是，使这个侧面与凸起直接邻接，凸起在锁定位置上与插头嵌接。在插头插入插座的过程中，插头会滑到锁定钩自由端的斜面上，并在解锁位置方向上对锁定钩施加压力。一旦插头插入插座，使插头到达锁定位置，锁定钩就可以向回扣住，将插头固定在锁定位置。

如果外壳上的相对的两个面上各有一个锁定装置，它们在锁定位置上与插头或配套的插塞连接装置啮合，按本发明的插塞连接装置就会具有特别可靠的结构。因为这样就可以在两个相对的面上建立插头和插座间稳固的机械耦合。

附图说明

下面借助附图对本发明作进一步说明，其中：

图1是现有技术中一种用于电气模块之间的电连接的D-SUB插座；

图2是现有技术中一种用于电气模块之间的电连接的连接线路上的插头，其螺距为2.54毫米；

图3是图2所示的现有技术中用于电气模块之间的电连接的插头的详图，插头的螺距为2.54毫米；

图4是一个包括若干个电气模块的模块组；

图5是按照本发明、集成了锁定装置的插塞连接装置的一个优选实施方式的示意图；以及

图6是一个带有图5所示的插塞连接装置的机盖的透视图。

具体实施方式

下文所述的实施例是本发明的优选实施形式。

首先将详细说明图1到图3所示的、现有技术中的插塞连接系统，从而更好地理解按本发明的插塞连接系统。

图1显示的是现有技术中用于电气模块间电连接的D-SUB插座。插座5包括一个配合件1，一个连接电缆上具有互补结构的插头(图中未显示)可以插在所述配合件1上。配合件1具有若干个电极连接口4，这些接口通往插座底部相应的电缆2，电缆2可与一个电气模块(图中未显示)连接。在这种已知的插塞连接系统中，插头通过螺栓来固定。插座5上有若干个螺纹3，用于固定插头上可旋转的螺栓(图中未显示)。插头插入插座5，插头上的螺栓就拧入插座的螺纹3，从而在插头和插座5之间产生牢固连接。

为了将插头与插座5分离，必须拧开螺纹3上的螺栓。因此，这种插塞连接系统的缺点是，建立和解除连接的操作比较繁琐，安装和操作螺栓连接时所需要的空间也很大。

图2显示的是现有技术中用于电气模块间电连接的连接线路上的一个插头，其螺距为2.54毫米。这种连接系统的插头6锁紧在插座(图中未显示)内。为此，插头6上的摇臂7可在锁定位置与插座8上的锁定钩10啮合，使插头6和插座8机械耦合。弹性地安装在插头6上的摇臂7可在锁定位置和解锁位置之间转动。在摇臂7上加载一个朝向锁定位置方向的预应力。摇臂7位于插头的垂直最顶端，这样就增大了与此插头连接的电气模块所需的空间。

图3是图2所示的现有技术中用于电气模块之间的电连接的插头的详图，插头的螺距为2.54毫米。如图3所示，一旦插头6被插入插座8到锁定位置，插头6上的摇臂7即通过其锁定钩10卡住插座8上的夹持部件9。

在这种插塞连接系统中，若要将插头6与插座8分离，必须要通过手动的方式将摇臂7逐个调到解锁位置上，即，使锁定钩10与插座8上的夹持部件9相脱离。这种插塞连接系统的缺点同样在于，解开插塞连接的操作繁琐，插头6上的摇臂7的安装及其操作也需要较大空间。此外，摇臂7是和整个连接系统分开的单独部件。使用这个附加部件产生不好的效果，因此最好不使用这个部件。

图4所示的模块组12包括若干个电气模块13。若干个模块13通过连接电缆14彼此电连接。连接电缆14由带状电缆组成，在每个连接电缆的末端都有一个插头，这些插头与在模块13中的相应插座连接。使用本发明的、配有解锁元件的插塞连接系统可以改进连接电缆和模块之间的连接。

图5为根据本发明配有解锁元件的插塞连接装置的一个优选实施方式。图6显示的是图5所示的、根据本发明的插塞连接装置的优选实施方式的机盖的透视图。以下关于此实施方式的说明是基于已知的螺距为2.54毫米的插塞连接为例，当然也可以选择其它的标准系统为例来实现本发明。

图5显示的是正处于锁定位置的按本发明的插塞连接装置。一个标准插头(图中未显示)可以完全插入与其构造互补的插塞连接装置的外壳16中。在所示实施方式中，按本发明的插塞连接装置包括两个集成在外壳16上的、可以使插头与外壳16机械耦合的锁定钩17。两个锁定钩17安置在外壳16的两个相对的面上。

外壳16和锁定钩17都由优选地为塑料的柔韧性材料制成。两个锁定钩17各有一个安置在插座外壳16的底板23上的固定端22，其中，锁定钩17由于自身的柔韧性而弹性地固定在外壳16上。这样，在锁定钩17上加载了一个朝向锁定位置的预应力。

此外，所述的两个锁定钩17分别具有一个自由端，所述自由端上有一个向内突出的凸起18。当插头按箭头A所示的方向完全插入插座或插座的外壳16中，从而处于锁定位置时，凸起18就会嵌入插座上相应的凹穴或夹持部件内，锁定钩17从而通过其自由端上的凸起18使插头与插座16机械耦合。通过这种方式，插头可以稳定地保持在其锁定位置上。

两个锁定钩17的自由端上分别附加安装了一个侧面20，侧面20具有一个倒圆20，倒圆20向插头插入插座或外壳16的推进方向A倾斜，其中，侧面20与凸起18直接邻接，凸起18在锁定位置与插头嵌接。因此，插头按箭头A所示的方向插入插座16时会滑到锁定钩17自由端的斜面20上，并对锁定钩17向外施加压力。当插头完全插入插座16且到达锁定位置时，锁定钩17会由于自身的预应力向回扣住，并使插头固定在锁定位置上。

此外，所述的两个锁定钩17的自由端上分别有一个解锁钩19，所述解锁钩19在解锁位置上与外壳16上与该解锁钩具有互补构造的倒钩啮合。为了将锁定钩17从锁定位置调到解锁位置，可对锁定钩17向外施加压力，从而将插头拔出外壳16。在此过程中，一方面锁定钩17的凸起18与插头的夹持部件的嵌接被解除，另一方面解锁钩19向外壳16上的倒钩推进直至互相啮合。这样，插头和插座或外壳16之间的机械耦合解除，就可以从插座16中拔出插头。通过解锁钩19与插座16上的倒钩21之间的啮合，锁定钩17就可以稳定地处于解锁位置。

通过将解锁钩19往回推进到倒钩12，可以解开锁定钩17的自由端上的解锁钩19与外壳16上的倒钩21之间的啮合。特别有利的做法是，将倒钩21设计为可在压入插头时进行相应移动(图中未显示)，例如使其相应向下移动，就可以使锁定钩17的解锁钩19与插座16上的倒钩21之间的啮合在插头插入插座16时自动解除。

Claims

1.一种插塞连接装置，用于电气模块之间的电连接、可插入一个配套的插塞连接装置，它具有，

一个外壳(16)，和

至少一个锁定装置(17)，所述锁定装置(17)和所述外壳(16)相连，用于使所述插塞连接装置与所述配套插塞连接装置机械耦合，

所述锁定装置(17)可在一个锁定位置和一个解锁位置之间移动，

所述锁定装置(17)和所述外壳连为一体，

其特征在于：所述锁定装置(17)具有一个解锁部件(19)，在解锁位置上所述解锁部件(19)与一个在所述外壳(16)上与所述解锁部件(19)结构互补的配合部件(21)啮合，使所述锁定装置(17)固定在解锁位置上。

2.根据权利要求1所述的插塞连接装置，其特征在于：所述锁定装置(17)具有一个锁定钩或一个锁定孔，用于使所述插塞连接装置与所述配套插塞连接装置机械耦合。

3.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的插塞连接装置，其特征在于：所述锁定装置(17)具有一个末端(22)，该末端(22)固定在所述外壳(16)上，从而使所述锁定装置(17)由于自身的柔韧性而弹性地固定在所述外壳(16)上。

4.根据权利要求3所述的插塞连接装置，其特征在于：所述解锁部件(19)包括一个解锁钩或一个解锁孔。

5.根据权利要求1或2所述的插塞连接装置，其特征在于：所述解锁部件(19)和所述配合部件(21)之间的啮合采取这样的设计，即在所述插塞连接装置插入所述配套插塞连接装置时，所述解锁部件(19)自动与所述配合部件(21)脱开。

6.根据权利要求3所述的插塞连接装置，其特征在于：所述锁定装置(17)弹性地固定在所述外壳(16)上，在所述锁定装置(17)上向所述锁定位置方向加预应力，从而使所述锁定装置(17)在所述插塞连接装置插入所述配套插塞连接装置时自动扣住所述锁定位置。

7.根据权利要求2所述的插塞连接装置，其特征在于：所述锁定钩(17)的自由端上有一个侧面(20)，所述侧面(20)基本上朝着所述插塞连接装置插入所述配套插塞连接装置的插入运动方向(A)倾斜。

8.根据权利要求7所述的插塞连接装置，其特征在于：所述侧面(20)与所述锁定钩(17)的一个凸起(18)直接邻接，所述凸起(18)在锁定位置上与配套插塞连接装置嵌接。

9.根据权利要求1或2所述的插塞连接装置，其特征在于：所述外壳(16)的两个相对面上各配有一个锁定装置(17)。

10.一种具有上述任一项权利要求所述的插塞连接装置的插塞连接系统，其特征在于：所述插塞连接装置设计成一个插座，所述配套插塞连接装置对应一个插头。

11.一种具有权利要求1至9中任一项权利要求所述的插塞连接装置的插塞连接系统，其特征在于：所述插塞连接装置设计成一个插头，所述配套插塞连接装置对应一个插座。

12.一种解除权利要求1到8中任一项权利要求所述的插塞连接装置与其配套的插塞连接装置之间的连接的方法，其特征在于：

通过所述解锁装置将至少一个所述锁定装置(17)固定在解锁位置上，和

解除所述插塞连接装置与其配套插塞连接装置之间的连接。