CN106450984A - 模块接口 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模块接口，所述模块接口具有设置在电子模块上的、具有多个接触元件的装置侧插接式连接器。所述接触元件设计成能够与多种具有不同数量的接触元件的对应插接式连接器形成插接式连接。

Description

模块接口
技术领域
本发明涉及一种用于电子模块的模块接口。
背景技术
以下讨论类型的电子模块通常可以构成用于安全和自动化技术的装置；所述装置尤其可设计为安全开关。
这种电子模块可集合到模块布置结构中；所述模块布置结构然后可形成安全系统、例如锁合安全系统。该类型的一种系统例如为Euchner公司的MGB安全系统。该安全系统确保了可动的、分离的保护设备(尤其是保护门)可靠地保持关闭，并且由此使得出入口对于在安全方面关键性的被围起的危险区域而言是安全的。
该锁合安全系统包括布置在把手模块上的锁合模块。这些模块用于使保护门可靠地保持关闭。把手模块的门把手可通过弹簧力保持在关闭位置并且可通过磁力解锁。替代地，所述门把手可通过磁力保持在关闭位置并且可通过弹簧力解锁。
此外，锁合安全系统还具有呈功能模块形式的控制模块和总线模块，所述功能模块可连接至所述锁合模块。所述控制模块具有带有多个按钮和旋钮的控制单元。所述总线模块用于将锁合安全系统连接至外部总线系统。
各个模块通过连接模块、比如插头和插口连接；延伸进入各个模块的扁平带状线缆从所述连接模块伸出。
这种安全系统的主要缺点在于它们的配置无法改变或仅仅能在有限的程度上改变，这尤其是因为接口呈紧密预定好的连接模块的形式。对于不同应用或使用环境适配也仅仅局限于有限的程度上。
发明内容
本发明所基于的问题是提供一种具有下述特征的用于电子模块的模块接口：所述模块接口针对不同形式的电子模块具有高水平的灵活性和可变的使用可能性。
权利要求1的要素能够解决该问题。本发明有利的实施例以及有用的设计改进描述在从属权利要求中。
本发明涉及一种模块接口，该模块接口具有设置在电子模块上的、具有多个接触元件的装置侧插接式连接器，所述接触元件设计成能够与多种具有不同数量的接触元件的对应插接式连接器形成插接式连接。
本发明的基本思想在于为电子模块配备一种组合插接式连接器以实现：使具有不同数量的接触元件并且由此具有不同连接图案的接触元件的对应插接式连接器能连接至该组合插接式连接器。
由此，根据本发明的模块接口在硬件上没有局限于预定的特定类型。而是，能选择不同的插接式连接器模式来连接至电子模块的组合插接式连接器。
由于模块接口的这种可变性，电子模块的使用可能性也由此得以扩展。尤其是，所述电子模块能在不同的模块布置结构中使用，而不需要为此必须对电子模块或模块接口作出硬件改变。可变的安全系统、例如锁合安全系统尤其可以利用根据本发明的模块接口来实现。
依照本发明的一重要方面，通过将不同的对应插接式连接器连接至所述装置侧插接式连接器，可以改变所述模块接口的和/或所述电子模块的功能。
由此，仅通过选择与电子模块的插接式连接器相连接的对应插接式连接器，就可以适配模块接口的和/或电子模块的功能。这实现了能够由操作人员快速且容易地执行的尤为人性化的适配可能性。
原则上，所述装置侧组合插接式连接器可设计成插头的形式。
当所述装置侧插接式连接器为插口时是特别有利的。所述对应插接式连接器设计为插头。
依照本发明的一有利实施例，不同的对应插接式连接器的接触元件与所述装置侧插接式连接器的不同的接触元件接触。
在这种情况下，组合插接式连接器具有触孔，所述触孔的物理布置和数量选择成使得能与作为对应插接式连接器的不同插头的触针产生接触。由于组合插接式连接器的接触元件的区域所具有的物理分离性，因此在硬件上已经形成对不同的对应插接式连接器的明确配属。
当所述装置侧插接式连接器设计能够成连接五针式和八针式对应插接式连接器时，提供这种有利示例。所述装置侧插接式连接器具有五个接触元件以连接五针式对应插接式连接器并且还具有另外的八个接触元件以连接八针式对应插接式连接器。
在该实施例中，五针式插接式连接器可以构成用于总线系统的连接部件，即总线数据的串行传递通过该连接器的接触元件进行。相反地，八针式插接式连接器构成了并联接线，实现了分别通过模块接口的彼此连接的不同接触元件以目标方式传递特定信号。因而，根据是五针式还是八针式对应插接式连接器连接至所述组合插接式连接器，通过模块接口的数据传输的类型发生变化。
依照本发明的一有利设计形式，所述装置侧插接式连接器构成能与所述电子模块连接的连接模块。
所述电子模块可尤其构成安全开关或通常地构成安全系统的构件。例如，所述电子模块可为锁合安全系统的构件。
所述连接模块能够与所述电子模块的电路板有利地接触。
原则上，所述连接模块在过程中可硬接线至所述电子模块。
当所述连接模块构成电子模块中的可更换的单元时是特别有利的。
例如，这可以通过插接式连接触点、如弹簧触点来实现。
依照第一变型，所述对应插接式连接器或每个对应插接式连接器构成能与电子模块接触的连接模块。
不同的电子模块因此能通过所述模块接口的插接式连接器直接连接。
依照第二变型，所述对应插接式连接器或每个对应插接式连接器是用于连接线缆的连接模块的构件。
电子模块、特别是安全系统(比如锁合安全系统)的电子模块能通过线缆连接部与这种类型的连接模块连接。通常而言，例如较为简单的附属部件(比如按键开关)或者操作状态指示器(比如所谓的灯柱)也由此能够集成到与根据本发明的模块接口一同工作的模块布置结构中。
在该实施例中，除了能与电子模块的组合插接式连接器连接的对应插接式连接器外，所述连接模块还具有形式为线缆插头或线缆插口的线缆连接部。
通常而言，线缆连接部的线缆插头或线缆插口的接触元件的数量与所述对应插接式连接器的接触元件的数量相对应。
依照第一变型，一方面所述线缆连接部的线缆插头或线缆插口的接触元件和另一方面所述对应插接式连接器的接触元件具有相同的连接图案。所述线缆连接部的线缆插头或线缆插口的每个接触元件直接连接至所述对应插接式连接器的接触元件的引线。
依照第二变型，一方面所述线缆连接部的线缆插头或线缆插口的接触元件和另一方面所述对应插接式连接器的接触元件具有不同的连接图案。在所述连接模块中设置有转换单元，所述线缆连接部的线缆插头或线缆插口的连接图案通过所述转换单元转换成所述对应插接式连接器的连接图案。
所述转换单元有利地具有板。
因此，可以以构造方面非常小的努力来实现线缆连接部对直接连接至组合插接式连接器的对应插接式连接器的连接图案的适配。
附图说明
下文将借助于附图来解释本发明。附图为：
图1：根据本发明的模块布置结构的示例的第一变型。
图2：根据图1的模块布置结构的第二变型。
图3：根据图1的模块布置结构的第三变型。
图4：根据图1的模块布置结构的各连接模块的电连接的示意图。
图5：根据图2的模块布置结构的各个连接模块的电连接的示意图。
图6：根据本发明的模块接口的位于电路板上的组合插接式连接器的示意图。
图7：根据图6的布置的第二视图。
图8：将第一线缆连接模块配属给图6和7的组合插接式连接器的第一视角的视图。
图9：将第一线缆连接模块配属给图6和7的组合插接式连接器的第二视角的视图。
图10：图8和9中被连接至组合插接式连接器的线缆连接模块的图示。
图11：第二线缆连接模块前侧的平面视图。
图12：第二线缆连接模块后侧的平面视图。
图13：连接至组合插接式连接器的第二线缆连接模块的图示。
图14：第二线缆连接模块的转换单元的第一视角的图示。
图15：第二线缆连接模块的转换单元的第二视角的图示。
具体实施方式
图1和图3示出了模块布置结构1的三种变型，其中，这三种变型为根据本发明的模块接口的应用示例。模块布置结构1在此构成一种安全系统、具体是一种锁合安全系统，所述安全系统具有作为基础模块的锁合模块2。在图1的布置结构中，右手把手模块3布置在锁合模块2的右手侧上。在图2的布置结构中，左手把手模块3'布置在同样的锁合模块2的左手侧上。在两种情况下，把手模块3、3'都具有门把手4。
锁合模块2和把手模块3、3'形成确保保护门等保持关闭的功能单元。门把手4原则上能利用弹簧力保持在关闭位置并能够通过磁力解锁。在此，门把手4通过磁力保持在关闭位置并通过弹簧力解锁，所述磁力由布置在锁合模块2中的磁体产生。
此外，图1至图3的模块布置结构1还具有作为第一功能模块的控制模块5和作为第二功能模块的总线模块6。所述控制模块5构成控制单元并且具有多个作为控制元件的按钮7。锁合模块2本身具有紧急停止按钮8和用于操作所述安全系统的其它按钮9a、9b。总线模块6用于将安全系统连接至外部总线系统。
图1至图3的模块布置结构1通常也能扩展至如下效果：所述模块布置结构1可具有多个带有把手模块3、3'或带有更多的功能模块、比如更多的总线模块6或更多的控制模块5的锁合模块2、。
基础模块与功能模块之间的电连接通过连接模块10、11实现。
这种类型的连接模块10、11用来于位于壳体2a、5a、6a上的凹部12中组装至所述基础模块或功能模块。当使用连接模块10、11时，所述连接模块10、11与基础模块中或功能模块中未示出的电路板形成电接触。数据总线系统的总线线路在所述电路板中布设，所述数据总线系统形成安全系统的内部总线系统并独立于外部总线系统地操作。所述数据总线系统可尤其设计成CAN总线的形式。每个连接模块10、11具有与电路板形成接触的接触接口。
连接模块10、11形成模块系统。模块布置结构1的多个模块可通过连接模块10、11直接连接(图1和图2)或通过线缆13、14(图3)连接。
当安全系统的模块被固定至图3中所示的型材轨道15时是有利的。
作为模块布置结构1的基础模块的锁合模块2在相反两侧上具有两个连接模块10、11，在锁合模块2旋转180°的情况下，所述连接模块10、11的电连接是旋转不变的。这意味着锁合模块2在第一旋转位置(图1中所示)和相对于第一旋转位置旋转180°的第二旋转位置(图2中示出)这两个位置处形成对于控制模块5和总线模块6完全相同的连接接口，并且由此所述锁合模块能在这两个旋转位置处以相同的方式连接至控制模块5和总线模块6而无需附加总线电路。这继而意味着同一个锁合模块2既能用于连接右手把手模块3(图1)又能用于连接左手把手模块3'(图2)。在第一种情况下(图1)，锁合模块2的接收部16在右手侧上敞开以容纳所述右手把手模块3。在第二种情况下(图2)，所述接收部16在左手侧上敞开以容纳所述左手把手模块3'。
锁合模块2的连接模块10、11的电连接的旋转不变性利用图4和图5所示的连接布置结构而获得。
图4和图5示意性地示出了锁合模块2，该锁合模块2带有作为连接模块10、11的两个插头模块10a、10b；该锁合模块2还带有控制模块5和总线模块6，控制模块5和总线模块6均带有作为连接模块10、11的插口模块11a、11b。替代地，锁合模块2也可配备有两个插口11a、11b。插头模块10a、10b此时会对应地设置在控制模块5和总线模块6中。
图4和图5的布置结构的每个插口模块11a、11b以及每个插头模块10a、10b均具有外部连接接触部A、B、C、D、E(均以I指代)，所述外部连接接触部分别配属给相对配置的连接模块10、11的相应的连接接触部A、B、C、D、E。此外，图4和图5的布置结构的每个插口模块11a、11b以及每个插头模块10a、10b均具有内部连接接触部A、B、C、D、E(均以II指代)，所述内部连接接触部根据情况分别连接至锁合模块2、控制模块5、或总线模块6的内部电路板18。
对于集成到控制模块5或总线模块6中的插口模块11a、11b，内部连接接触部II和外部连接接触部I相应地通过分别沿直线延伸的线路连接，从而内部连接接触部II的布置A、B、C、D、E与外部连接接触部I的布置A、B、C、D、E相对应。
然而，对于位于锁合模块2中的插头模块10a、10b，内部连接接触部II通过交叉线路与外部连接接触部I连接，从而内部连接接触部II(A、B、C、D、E)的排列相对于外部连接接触部(E、D、C、B、A)的排列是颠倒的。此外，插头模块10a、10b的内部连接接触部II通过交叉线路连接；插头模块10b的连接接触部II(A、B、C、D、E)的排列相对于插头模块10a的连接接触部II(E、D、C、B、A)的排列是颠倒的。
因为插头模块10a、10b的连接接触部I、II的这种接线方式，因此它们的连接对于旋转180°是旋转不变的，如图4和图5的比较所示。对于图4的布置结构，锁合模块2处于第一旋转位置，在所述第一旋转位置中，用于连接右手把手模块13的接收部16位于右手侧上。对于图5的布置结构，锁合模块2处于相对于第一旋转位置旋转180°的第二旋转位置，在所述第二旋转位置中，用于连接左手把手模块3'的接收部16位于左手侧上。在两种布置结构中，插头模块10a、10b与控制模块5或总线模块6的插口模块11a、11b之间具有完全相同的连接。
图7至图15示出了根据本发明的模块结构或其构件的实施例。
图6和图7示出了组合插接式连接器17，即作为根据本发明的模块接口的构件的装置侧插接式连接器。组合插接式连接器17形成集成到一电子模块中的连接模块10、11；这种类型的电子模块例如可以是根据图1至图5所示的示例的锁合模块2、控制模块5或总线模块6。如图6和图7所示，通过将所述组合插接式连接器17连接至电路板18来实现向电子模块的集成。
组合插接式连接器17的正面具有多个呈触孔19形式的接触元件。将组合插接式连接器17连接至电路板18的接触部的引线20在组合插接式连接器17的背面处伸出。在此，各引线20被相应地分别配属给组合插接式连接器17的一个触孔19。由于具有触孔19的正面垂直于电路板18的平面地布置，因此在组合插接式连接器17处伸出的引线20在它们导至电路板18之前方向改变90°。
孔的数量(即组合插接式连接器17的触孔19的数量)及其布置方式(即触孔19的连接图案)依照本发明可以以如下方式设计：使得具有各种数量的接触部以及各种连接图案的不同的对应插接式连接器能连接至组合插接式连接器17的触孔19。
图8和图15示出了这种装置侧插接式连接器的各种示例。
图8和图9示出了作为第一线缆连接模块21a的构件的第一对应插接式连接器。该对应插接式连接器设计成五针插头的形式，即插头22a具有五个触针23a。通过将插头22a推压到组合插接式连接器17中，插头22a的五个触针23a能插入到该组合插接式连接器17的五个中央触孔19中；由此形成根据本发明的模块接口。图10示出了以这方式与组合插接式连接器17接触的线缆连接模块21a。
除了用于连接至组合插接式连接器17的插头22a以外，线缆连接模块21a还具有用于连接线缆14的线缆连接部。在这种情况下，线缆连接部设计成M12连接的形式。线缆连接部在此设计成组合插接式连接器17的形式。与线缆连接模块21a的插头22a类似，组合插接式连接器17设计成具有五个触点；组合插接式连接器17的五个触针25具有相同的连接图案，即具有与插头22a的触针23a相同的布置结构。在该情况下，组合插接式连接器17的触针25各自通过引线26直接连接至插头22a的触针23a。
除图8至图10的线缆连接模块21a的插头22a外，图11至图15的线缆连接模块21b的插头22b也能连接至图6和图7的组合插接式连接器17。线缆连接模块21b的插头22b设计有八个触点，即具有八个触针23b。所述八个触针23b被分成分别具有四个触针的两组，这两组布置成关于插头22b的中央轴线镜像对称。当插头22b插入到组合插接式连接器17中时，所述八个触针23b对应地插入到组合插接式连接器17的外部触孔19中。
当一方面使插头22b与组合插接式连接器17接触并且使插头22a与组合插接式连接器17接触时，组合插接式连接器17布置的互补式触孔19藉此被使用，即组合插接式连接器17的每个触孔19仅被一个插头22a或22b使用。因此实现了组合插接式连接器17的触孔19相对于仅仅一个插头22a、22b的触针23b的基于硬件的、独特配属。
因此，组合插接式连接器17的接触元件的数量对应于待连接的不同插头变型体的接触元件的总和。由于八触点式和五触点式的插头变型体能连接至组合插接式连接器17，所以组合插接式连接器17具有十三个接触元件。
线缆连接模块21b除了插头22b外还具有线缆连接部，所述线缆连接部在当前情况下设计为线缆插口27。其形成对于线缆14的标准M12连接。该线缆插口27具有八个触孔19。如同线缆连接模块21b的插头22b那样，线缆插口27因此构成了八触点式连接元件30。但是如图11和图12的比较示出，线缆插口27与插头22b的连接图案(即它们的接触元件的几何布置)是不同的。
形式为支承在保持件28上的板29形式的转换单元被提供以用于连接图案的转换。如图13所示，这些元件布置在线缆连接模块21b的内部。用于形成线缆插口27的触孔19的连接元件30直接布置在板29上。由于该转换，一方面，使得具有插头22b的线缆连接模块21b能直接插入到组合插接式连接器17中，这是因为插头22b的触针23b的连接图案与组合插接式连接器17的触孔19的连接图案相匹配。另一方面，线缆14能直接插入到线缆插口27中，这是因为这两种连接图案也相互匹配。
附图标记列表
(1) 模块布置结构
(2) 锁合模块
(2a) 壳体
(3) 右手把手模块
(3') 左手把手模块
(4) 门把手
(5) 控制模块
(5a) 壳体
(6) 总线模块
(6a) 壳体
(7) 按钮
(8) 紧急停止按钮
(9a，b) 按钮
(10) 连接模块
(10a，b) 插头模块
(11) 连接模块
(11a，b) 插口模块
(12) 凹部
(13) 线缆
(14) 线缆
(15) 型材轨道
(16) 接收部
(17) 组合插接式连接器
(18) 电路板
(19) 触孔
(20) 引线
(21a) 线缆连接模块
(21b) 线缆连接模块
(22a) 插头
(22b) 插头
(23a) 触针
(23b) 触针
(24) 线缆插头
(25) 触针
(26) 引线
(27) 线缆插口
(28) 保持件
(29) 板
(30) 连接元件

Claims (15)

1.一种模块接口，所述模块接口具有设置在电子模块上的、具有多个接触元件的装置侧插接式连接器，所述接触元件设计成能够与多种具有不同数量的接触元件的对应插接式连接器形成插接式连接。
2.根据权利要求1所述的模块接口，其特征在于，所述模块接口的功能和/或所述电子模块的功能能够通过将不同的对应插接式连接器连接至所述装置侧插接式连接器来改变。
3.根据权利要求1或2所述的模块接口，其特征在于，所述装置侧插接式连接器为插口并且所述对应插接式连接器被设计为插头(22a，22b)。
4.根据权利要求1至3中任一所述的模块接口，其特征在于，不同的对应插接式连接器的接触元件能够与所述装置侧插接式连接器的不同的接触元件接触。
5.根据权利要求4所述的模块接口，其特征在于，所述装置侧插接式连接器设计成能够连接五触点式对应插接式连接器和八触点式对应插接式连接器，并且所述装置侧插接式连接器具有五个接触元件以连接所述五触点式对应插接式连接器并且还具有另外的八个接触元件以连接所述八触点式对应插接式连接器。
6.根据权利要求1至5中任一所述的模块接口，其特征在于，所述装置侧插接式连接器构成能连接至所述电子模块的连接模块(10，11)。
7.根据权利要求6所述的模块接口，其特征在于，所述连接模块(10，11)能与所述电子模块的电路板(18)接触。
8.根据权利要求6或7所述的模块接口，其特征在于，所述连接模块(10，11)是所述电子模块上的可更换的单元。
9.根据权利要求1至8中任一所述的模块接口，其特征在于，所述对应插接式连接器或每个对应插接式连接器构成能与电子模块接触的连接模块(10，11)。
10.根据权利要求1至8中任一所述的模块接口，其特征在于，所述插接式连接器或每个插接式连接器是用于连接线缆(14)的连接模块(10，11)的构件。
11.根据权利要求10所述的模块接口，其特征在于，所述连接模块(10，11)具有呈线缆插头(24)或线缆插口(27)形式的线缆连接部。
12.根据权利要求10或11所述的模块接口，其特征在于，线缆连接部的线缆插头(24)或线缆插口(27)的接触元件的数量与所述对应插接式连接器的接触元件的数量相对应。
13.根据权利要求12所述的模块接口，其特征在于，一方面的所述线缆连接部的线缆插头(24)或线缆插口(27)的接触元件与另一方面的所述对应插接式连接器的接触元件具有相同的连接图案，并且所述线缆连接部的线缆插头(24)或线缆插口(27)的每个接触元件直接连接至所述对应插接式连接器的接触元件的引线(20)。
14.根据权利要求12所述的模块接口，其特征在于，一方面的所述线缆连接部的线缆插头(24)或线缆插口(27)的接触元件与另一方面的所述对应插接式连接器的接触元件具有不同的连接图案，并且在所述连接模块(10，11)中设置有转换单元，所述线缆连接部的线缆插头(24)或线缆插口(27)的连接图案通过所述转换单元转换成所述对应插接式连接器的连接图案。
15.根据权利要求14所述的模块接口，其特征在于，所述转换单元具有板(29)。
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