CN109716597B - 用于模块化插接连接器的过压保护模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模块化插接连接器(5)的插接模块(1)，其中插接模块(1)具有带有至少一个接地连接件的过压保护。此外，本发明还涉及一种插头和具有这种插接模块(1)的模块化插接连接器。

Description

用于模块化插接连接器的过压保护模块

技术领域

本发明涉及一种用于模块化插接连接器的插接模块。

背景技术

模块化插接连接器广泛用于各种技术应用。模块化插接连接器基于如下技术原理：通过多个插接模块和配对插接模块传递多个不同信号或流，例如电流和/或流体流和/或光和/或数据流，该插接模块和配对插接模块在模块化插接连接器的插头和配对插头连接的状态下彼此连接。在每种情况下，插接模块和配对插接模块形成插接模块对，通过该插接模块对可以继续传递特定的期望信号，例如电信号和/或期望的流或期望的流体流或期望的光或期望的光流，例如，用于光电数据传输的光流，和/或任何类型的数据流。。

借助于模块化原理，可通过以简单且实际地执行的连接过程来实现这些不同的信号和/或流的传递。模块化插接连接器的典型的使用情况涉及为设备提供不同的信号，以及至少尤其供给电能，不同的电压和/或电流强度以及例如来自远离设备的设备控制器的信号。

EP 1 353 412 A2公开了模块化插接连接器的示例。模块化插接连接器或插接连接器模块化系统例如也在大量其它文献和出版物中公开，在展会上显示且尤其用在工业领域中。例如，在出版物DE 10 2013 106 279 A1，DE 10 2012 110 907 A1，DE 10 2012 107270 A1，DE 20 2013 103 611 U1，EP 2 510 590 A1，EP 2 510 589 A1，DE 20 2011 050643 U1，EP 0 860 906 A2，DE 296 01 998 U1，EP 1 353 412 A2中对其进行了描述。

从DE 10 2013 102 023 A1和WO 2011/100942 A1中已知了其他模块化插接连接器或插接模块。

从文献WO 2015/085995A1中已知一种用于插接连接器的保持框架，其具有良好的耐热性和高度的机械坚固性，当安装在金属插接连接器壳体中时，该保持框架能够实现保护性接地，但同时也确保了舒适的可操作性，特别是在更换单个模块时。为此，建议至少部分地由弹性金属板制造保持框架。为此，保持框架可以具有基本部分和变形部分，它们由不同的材料形成。基本部分用于将容纳的模块固定在平面中。变形部分可呈现插入状态和保持状态，其中插入状态允许至少一个模块沿横向于平面的方向插入到保持框架中，其中容纳的模块固定在保持状态中。

文献DE 10 2014 213 728 A1公开了一种接线盒系统，其具有用于多个基本上相同的彼此相邻的接线盒的过电保护装置，该接线盒布置在安装导轨(HUT)上。

然而，在实践中已经表明，具有安装导轨的完整开关柜并不总是可用于改装具有一个或多个过载保护模块的电气设备，在该安装导轨上可以连接相应的过压保护模块并且因此可集成在开关柜中。然而，经常需要随后为连接到或待连接到信号源和/或-接收器，网络和/或电流源的电气设备装备相应的过压保护装置。此外，在实践中已经表明有利的是，为不同的电气设备提供相应的不同尺寸的过载保护电路。

发明内容

本发明的目的在于，考虑上述缺点并以尽可能小的安装-、布线-和空间花费为电气设备设置单独的过压保护装置。

该目的通过具有独立权利要求1所述特征的、用于模块化插接连接器的插接模块来实现。

根据本发明的用于模块化插接连接器的插接模块的特征在于，插接模块具有电过压保护装置。

借助于具有过压保护模块的插接模块可以有利地把过压保护模块的功能转移到具有至少一个这种插接模块的模块化插接连接器上。通过这种方式，还可以有利地显著降低随后为电气设备配备这种模块化插接连接器的花费。特别有利的是，以这种方式，各个电气设备可以彼此分开地分别以独立的、专门适用于每个单独设备的过压保护装置改装，该过压保护装置尤其布置在所属的安装壳体中。这种适配例如可以涉及触发过压保护的反应时间和/或阈值电压。

借助于本发明，一方面可以省略，随后在需要保护的电气设备中安装传统的已知过压保护装置，这意味着与相应的设备接合伴随着相关的困难，例如缺乏空间以及可能需要更新证书等。

此外，借助于本发明也不再需要将过压保护装置安装在例如开关柜中的板条或安装导轨上，在那里其占据了开关柜中特别宝贵的安装-和布线空间，该安装-和布线空间本也可用于其他组件。

此外通过本发明也排除了将多个可能不同的过压保护模块配属给系统的各个电气设备时的混淆，因为在相配的过压保护装置唯一地集成在相应的电气设备的安装壳体中且与之电缆连接之后，可视作其与之牢固连接。这有利于在安装期间的直观配属，并保护相应的设备免于使用可能不太合适的过压保护装置。

备选地，如果需要灵活配属，则根据本发明的过压保护模块也可以集成在相应的配对插头中，为此目的可以相应地指定和配属该配对插头。该变型方案例如适用于被指定用于网络中的特定设备，功能和/或位置的过压保护模块。

如前所述，当需要时，本发明还实现了过压保护模块在开关柜侧的布置，即在开关柜的相应的安装壳体中或者在与之连接的或设置用于连接的配对插头壳体中，其中还保留了优点，即节省了开关柜中在安装导轨上和布线空间中的宝贵空间，并且仅通过少量的手动操作就可以简单地通过重新插入配对插头来从外部调整过压保护装置。在此特别有利的是，根据本发明的插接模块是过压保护模块，其既确保了特别好的空间节省并且也可以以特别灵活的方式使用。

有利地可以通过本发明对待保护的电气设备以彼此分开地且尤其对应于其电子结构形式和/或其在网络中的接地特定布置相应地通过自身的、尺寸特别合适的过压保护装置进行保护，该待保护的电气设备例如在例如由于由雷击和/或接通过程和/或由于任意所谓的“脏网络”和/或特别是在由于相应预定的接地情况下由于过压而特别危险的环境中工作。

过压保护原则上对于本领域技术人员而言是已知的。通常，电压峰值通过为此目的而设置的过压保护电路借助于气体放电器和二极管传导至相应的电气设备的地网和/或接地，也就是说以导电方式与相应设备的地网-和/或接地触头连接。有利地，在此这些部件如此互连并且确定尺寸，使得电压峰值至少不会损坏所连接的电气设备的电气硬件。

根据本发明的用于模块化插接连接器的插头具有多个插接模块，其中至少一个插接模块构造为根据本发明的过压保护模块。如上所述，例如可以在相应的设备上实现具有安装壳体和配对插头的模块化插接连接器，通过该模块化插接连接器可以显著降低安装过压保护模块的花费和相关的电缆布线花费，并且还可以节省空间，特别是例如在开关柜或控制柜中或在相应的电气设备中的结构空间和/或布线空间。

在实际的实施例中，插头具有至少一个保持框架，插接模块容纳或保持在该保持框架中。然而，保持框架也可以安装或安置或附接在一表面上，例如在电气设备的表面上，以便将模块化插接连接器的插头与插接模块一起安置在表面上。插接模块优选地可拆卸地容纳在保持框架中并且特别是牢固且可拆卸地容纳。

插接模块特别优选地形状锁合地和/或力锁合地容纳在保持框架中。特别是通过设置在每个插接模块上的多个卡定栓可以实现形状锁合的容纳，卡定栓相应地可以容纳在设置在保持框架的侧部上的卡定窗口中。

在特别实际的实施例中，保持框架可以容纳或安装在插接连接器壳体中，特别是安装壳体中。插接连接器壳体，特别是安装壳体，可以安置到例如开关柜或设备柜的表面上，或者还特别有利地安置到待保护的电气设备的表面上。

保持框架可以特别优选地形状锁合地和/或力锁合地容纳在插接连接器壳体中。保持框架尤其可以通过该形状锁合的和力锁合的容纳而牢固且可靠地保持在插接连接器壳体中。

保持框架尤其可以具有以铰接方式彼此连接的两个侧部。然后，通过将保持框架旋拧到插接连接器壳体中或另一表面上使侧部能够自动地彼此平行地定向，并因此将插接模块固定在其位置中。然而，还可以设想的是，保持框架部件通过平移运动一起移动，或者具有横截面基本上为矩形的基础框架的保持框架例如在侧向附加于其上的侧板部件上具有弹性舌板，该舌板具有卡定窗口，插接模块通常沿插接方向插入该卡定窗口中，然后垂直于该卡定窗口保持在固定框架中，并且插接模块通过其卡定栓卡定在卡定窗口中而额外地沿插接方向固定。这种保持框架尤其可以由导电材料，特别是金属制成，以便允许例如通过接地螺钉和/或通过与插接连接器壳体的电接触进行必要的接地。例如侧板部件可以由弹性金属板制成。过压保护模块可以具有接地弹簧，该接地弹簧将其过压保护电路—该过压保护电路尤其连同该接地连接布置在印刷电路板上—的接地连接导电地连接到保持框架上，可以直接在其侧部上或者也可能通过导电地固定在其中或其上的、尤其是粘接、熔焊、钎焊、铆接、卡定连接或螺纹连接的弹性侧板部件。当特别是由弹性金属板形成的侧板部件例如弯曲180°并且因此优选地从内部附接到基础框架上时，尤其出现了在该侧板部件处的电接触，其中应该根据尽可能良好的导电性选择侧板部件在基础框架上的合适的附接方法。尤其适合于此的有，把弹性侧板部件熔焊、钎焊、铆接、卡定或螺纹连接在基础框架上，以便确保侧板部件和基础框架之间的特别好的导电性。

根据本发明的模块化插接连接器具有根据本发明的保持框架，优选具有多个插接模块和尤其是安装壳体以及具有多个配对插接模块的配对插头，其中插头的插接模块和配对插头的配对插接模块分别形成插接模块对，其中插头和配对插头可呈现彼此连接的状态，其中插接模块对的每个的插接模块和配对插接模块彼此连接，即插接并且特别是例如通过卡定架彼此卡定在一起，然而它们也可以呈现它们彼此分开的状态，其中插接模块对的每个的插接模块和配对插接模块彼此脱开，其中在具有根据本发明的插接模块的插接模块对中或复数个插接模块对中，在插头和配对插头的连接状态下，至少一个插接模块对包含至少一个过压保护模块。

附图说明

附图中示出了并在下面详细说明本发明的实施例。附图示出：

图1a，b示出了插接模块和配对插接模块；

图2a-e以分解图示出了组装状态中的插接模块；

图3示出了具有接地弹簧的、插入保持框架中的插接模块；

图4以单独的视图示出了接地弹簧；

图5a，b以侧视图示出了插接模块和配对插接模块，它们各自插入保持框架中；

图6a，b以斜视图示出了安装壳体和配对插头壳体连同安装在其中的保持框架；

图7以侧视图示出了插接连接器，连同安装壳体和与其插接且卡定的配对插头壳体。

附图包括部分简化的、示意的视图。部分地，对于相同的但是必要时不一致的元件也使用相同的附图标记。相同元件的不同视图可能以不同的比例示出。

具体实施方式

图1a示出了插接模块1，以及图1b示出了可以与其插接的配对插接模块2。插接模块1具有过压保护电路，使得插接模块1是过压保护模块。在该视图中，通过模块外壳覆盖该过压电路。模块壳体由电绝缘材料，例如塑料制成，并且由第一壳体部分11和与第一壳体部分拼合的第二壳体部分13形成。第二壳体部分13具有两个与其自身极性(定位/取向)不同的大的卡定栓132、133，它们形成在第二壳体部分13的两个对置的窄的侧部上，并且在该视图中仅可以看到其中的第一卡定栓132。此外，销触头111压接在第一壳体部分11上并因此形成插接模块1的插接面。在图中未示出的备选实施例中，插接模块1具有插座触头。

图1b中所示的配对插接模块2具有带插座触头211的相应插接面。在上述图中未示出的备选实施例中，配对插接模块具有插接触头。在配对插接模块2的壳体上同样形成了两个这种卡定栓232、233。

此外，两个插接面还具有未具体标示的、形式为定位接片和-凹槽/狭缝形式的插接侧的定位部件。

图2以分解图示出了插接模块1。图2a示出了第一壳体半部和来自其连接侧的引脚触头111。在图2b中可以清楚地看到具有过压保护电路的矩形印刷电路板12，该过压保护电路由二极管122和气体放电器123构成。为了连接到引脚触头111的连接侧，印刷电路板12在其窄侧上具有相应的连接焊盘121，它们通过印制导线与保护电路导电连接。彼此对置地在其纵向侧上两个接地弹簧4(在图4中也示出为单独的构件)焊接到印刷电路板12的接地连接上。

在图2c中，印刷电路板12以其连接焊盘121焊接到引脚触头111上。在其彼此对置的窄侧上，印刷电路板12具有电缆连接元件124，该电缆连接元件的接头通过另外的印制导线与过压保护电路导电连接，即连接到二极管122的连接部。

图2d示出了第二壳体部分13，其中在该视图中可以看到两个卡定栓132、133中的第二个133。在电缆连接侧，第二壳体部分13具有连接窗口134。在与其对置的开口处，其设置用于将印刷电路板12推入第二壳体部分13中，或者换句话说用于把第二壳体部分13插接到印刷电路板12上，第二壳体部分13在两侧在两个彼此对置的侧面部分上分别具有狭缝状开口131，并且还具有未详细标示的用于将其附接在第一壳体部分11上的卡定机构。在图2e中所示的插接在一起的，即安装状态中，至少在狭缝状开口131的端部区域中保留了窗口开口。在安装状态下，由此形成的窗口开口也允许接触弹簧4的部分突出以用于接地接触。

图3中示出了，在用金属保持框架3容纳了插接模块1时的接地接触。插接模块1的卡定栓132、133容纳在保持框架3的卡定窗口33中，由此把插接模块1固定在保持框架3中。

插接模块的接触弹簧4及其两个弹簧臂41在保持框架3内以虚线示出，其中接触弹簧4通过其弹簧臂41与保持框架3电接触。这使得可以通过过压保护电路经由保持框架3导出过电压和进而必要时还导出至在图7中所示的插接连接器壳体5上。

图4示出了接触弹簧4。它是由弹性金属板制成的冲压弯曲部件，该弹性金属板在未弯曲状态下基本上为矩形。由此在部分区域中与窗口42的三个外侧平行地在三个侧面上进行冲压，从而在这三个侧面上形成三侧的矩形框架43并且在第四侧面上形成弹性舌片。通过把该舌片分成两个半部形成了两个平行的、分别在三个侧面上自由竖立的弹簧臂41，该弹簧臂在其突出部中沿第一方向从窗口平面向外弯曲，并且朝向其端部在相反的方向上略微向后朝着接触弹簧的框架43弯曲。

第二部分区域具有沿窗口42的方向延伸的两个平行的狭缝，通过该狭缝首先形成三个平行的舌片。两个外部舌片在第一弯曲边缘处以直角并且在与第一方向相反的方向上弯曲，由此形成以直角弯曲的附接脚44。内部舌片在相同方向上在第二弯曲边缘处弯曲，由此在与窗口42不同的距离处形成直角焊片45，其中第一弯曲边缘比第二弯曲边缘距窗口42更远离了约印刷电路板12的厚度。因此，接触弹簧一方面能够以其附接脚例如在印刷电路板“下方”并且另一方面以其焊片45例如在印刷电路板“上方”从侧向方向夹紧在印刷电路板上，由此已经确保了保持。然后可以将焊片45焊接到印刷电路板12的相应的接地触点上，以与接触弹簧4接地接触，由此也进一步增强了接触弹簧4在印刷电路板12上的附接。

图5以侧视图示出了两个相同的保持框架3、3'。第一保持框架3配备有插接模块1。第二保持框架3'配备有配对插接模块2。两个保持框架3、3'和两个模块1、2各自适于相互插接在一起。

图6示出了具有安装壳体51的插头以及具有配对插头壳体52的配对插头。具有插接模块1的保持框架3安装在安装壳体51中。具有配对插接模块2的第二保持框架3'安装到配对插头壳体52中。安装壳体51具有卡定架513。配对插头壳体52具有卡定栓523，卡定栓设置用于与卡定架513共同作用。配对插头壳体52因此可以与安装壳体51插接和卡定。

图7示出了处于插入和卡定状态的插接连接器连同其插接连接器壳体5。

即使在附图中分别组合地示出本发明的不同方面或特征，除非另有说明，否则对于本领域技术人员显而易见的是，所示和所讨论的组合不是唯一可能的组合。特别地，来自不同实施例的相应单元或特征组可彼此交换。

附图标记列表

1 插接模块

11 第一壳体部分

111 引脚触头

12 印刷电路板

121 连接焊盘

122 二极管

123 气体放电器

124 电缆连接元件

13 第二壳体部分

131 狭缝

132、133 卡定栓

134 连接窗口

2 配对插接模块

211 插座触头

232、233 卡定栓

3、3' 第一、第二保持框架

33 卡定窗口

4 接触弹簧

41 弹簧臂

42 窗口

43 框架

44 附接脚

45 焊片

5 插接连接器壳体

51 安装壳体

513 卡定架

52 配对插头壳体

523 卡定栓

Claims (14)

1.一种模块化插接连接器的插接模块(1)，所述模块化插接连接器具有由导电材料制成的保持框架(3，3’)，所述插接模块(1)包括：布置在印刷电路板(12)上的过压保护电路，从而所述插接模块(1)是过压保护模块；由电绝缘材料制成的模块壳体，所述模块壳体包围所述印刷电路板，所述模块壳体在横向侧具有窗口开口，当所述插接模块被容纳在所述保持框架中时，所述窗口开口面向所述保持框架；和至少一个接触弹簧(4)，所述至少一个接触弹簧导电地连接至所述过压保护电路的接地连接用于导离过压，所述至少一个接触弹簧包括一个或多个接触臂，所述一个或多个接触臂通过所述模块壳体的窗口开口向外伸出并且当所述插接模块被容纳在所述保持框架中时接触所述保持框架。

2.根据权利要求1所述的插接模块(1)，其中所述接触弹簧(4)形成为由弹性金属板制成的冲压弯曲部件，从该接触弹簧在三个侧面上冲压出窗口(42)，从而在这三个侧面上形成三侧的矩形框架(43)并且在第四侧面上形成弹性舌片。

3.根据权利要求2所述的插接模块(1)，其中所述舌片分成两个半部，从而形成了两个平行的、分别在三个侧面上自由竖立的弹簧臂(41)。

4.根据权利要求3所述的插接模块(1)，其中所述弹簧臂(41)在其突出部中沿第一方向从窗口平面向外弯曲，并且朝向其端部在相反的方向上略微向后朝着所述接触弹簧(4)的框架(43)弯曲。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的插接模块(1)，其中所述过压保护电路具有至少一个二极管(122)和至少一个气体放电器(123)以及布置在所述印刷电路板(12)上。

6.一种用于模块化插接连接器(5)的插头，其中所述插头适合于容纳多个插接模块(1)以及具有根据权利要求1至5中任一项所述的至少一个插接模块(1)。

7.根据权利要求6所述的插头，其中所述插头具有保持框架(3)，在所述保持框架中容纳了所述插接模块(1)。

8.根据权利要求7所述的插头，其中所述插接模块(1)形状锁合地和/或力锁合地容纳在所述保持框架(3)中。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的插头，其中所述保持框架(3)由金属材料制成。

10.根据权利要求9所述的插头，

-其中所述插接模块(1)具有印刷电路板(12)，以及其中所述过压保护电路布置在所述印刷电路板(12)上，

-其中所述插接模块(1)具有至少一个接触弹簧(4)用于导出过压，以及其中所述印刷电路板(12)具有至少一个接地连接，所述接地连接作为过压保护电路的组成部分与所述接触弹簧(4)导电连接，

-其中所述插接模块(1)具有由电绝缘材料制成的模块壳体，所述模块壳体在安装状态下包围所述印刷电路板(12)，其中所述模块壳体在安装状态下具有至少一个窗口开口，所述至少一个接触弹簧(4)的一个或多个接触臂(41)从所述窗口开口伸出以用于接地接触，以及-其中所述接触弹簧(4)的所述接触臂(41)通过所述插接模块(1)容纳在所述保持框架(3)中而与所述保持框架(3)自动电接触。

11.根据权利要求6至8中任一项所述的插头，其中所述插头具有金属插接连接器壳体(5)和保持框架(3，3’)，其中所述保持框架(3)能容纳在所述插接连接器壳体(5)中。

12.根据权利要求11所述的插头，其中所述保持框架(3)能够形状锁合地和/或力锁合地容纳在所述插接连接器壳体(5)中并由此能与其电接触。

13.根据权利要求11所述的插头，其中所述插接连接器壳体(5)由安装壳体(51)和配对插头壳体(52)组成以及其中所述保持框架(3)与所述插接模块(1)一起能够形状锁合地和/或力锁合地容纳在所述安装壳体(51)中。

14.一种模块化插接连接器，其中所述模块化插接连接器具有根据权利要求6至13中任一项所述的插头以及具有多个配对插接模块(2)的配对插头(22)，其中所述插头的相应一个插接模块(1)和所述配对插头的配对插接模块(2)形成了插接模块对，其中所述插头和所述配对插头能占据彼此连接的状态，在所述彼此连接的状态中，所述插接模块对中的每对的所述插接模块(1)和所述配对插接模块(2)彼此连接，以及所述插头和所述配对插头能占据彼此分开的状态，在所述彼此分开的状态中，所述插接模块对中的每对的所述插接模块(1)和所述配对插接模块(2)彼此脱开，其中在具有根据权利要求1所述的插接模块(1)的所述插接模块对中，在所述插头和所述配对插头的连接状态中，用于建立导电插接连接的至少一个过压保护模块连接到待针对过压被保护的电器设备上。

Images