CN1212081A - 多极电插接件和配属的插座部分 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多极电插接件(1)和配属的插座部分(35),这两者各有一个用于安装互相对应的接触模件(6a、6b、7)的框架(5、11),接触模件配备有与多芯电缆(3)的导线数量一致的接头,并为了将电势从插头端传输到仪器端至少有一个可装入的半个接触模件栅距的PE模件(7),以及它至少与一个在仪器端的可装入的PE插座模件(15)触点接通。一个在PE模件(7)之间,或PE插座模件(15)之间装在承接框架(5)和/或附接框架(11)上的桥接件(9、17)使得在选择和配置相应的接触模件(6a、6b、7、14a、14b、15)时有自由组合的可能性,与此同时借助于锁紧件(33)将横向连续配备的插座模件(14a、14b、15)构成一个紧凑的模件块(14),有利于与印刷电路板(19)的连接和它的固定。

Description

多极电插接件和配属的插座部分
本发明涉及多极插接件类型的一种电插接件，它的结构按积木式系统设计为带触点嵌件的模件式的，以及它的相对的插座部分具有相应的模件性，在这种情况下，在插头部分和在插座部分中各自的触点嵌件可卡紧在安装框架内，并为了附加地将插座的触点嵌件固定在仪器连接侧的插座部分内可以彼此紧靠地插装成一个触点嵌件块。
由不同的商品目录或产品说明书已知一些模件式结构的电插接件。在2E Rolf Hiller公司92年11月公开的产品目录“ElektrischeBauteile”中介绍了根据DIN 41612的一种模件的插接系统作为印刷电路板插接件，它的可装入一安装框架内的模件设计为多刀端子板和弹簧接线柱，并可针对具体的应用通过卡紧配备不同模压形状的触点。这种系统没有插头外壳，在设计为插头部分的多刀端子板中可配设一个以上可分开的印刷电路板接头作为工业插头。根据配置，模件可在保持基本栅格的情况下固定在印刷电路板上。此固定在一安装框架内进行，安装框架设置在印刷电路板侧作为汇集和定位框。插入此安装框架内的模件能买到的只有插接、卷边或钎焊的结构形式。没有提供一种导线和绞合线借助于端子或螺钉夹紧连接的万能的应用和组合在积木式系统中的PE触点接通。
在2/94欧洲出版的公开发行目录CONTACT Connectors 950331“EPIC Baureihe MC”,“Concept-Das modulare steckverbindersys-tem”,INNOVATION,Deckblatt Steckverbinder,Weidmuller,amphenol C 146 Modular-Katalog中，同样介绍了一种共用系统的模件式插接件。在此系统中各个模件通过侧面导肋和相应的沿插接方向延伸的槽在安装框架内导引，并通过锁钩与安装框架固定在一起。这些模件设计得非常粗壮并因而体积大。为了在插头部分和插座部分之间平衡电势，在框架侧面和在模件结构以外插接件的窄侧上设先行的PE金属触点，它们需要附加的安装空间用于加装触点连通用的侧向弹簧。这在插塞连接不需要电势平衡时成为每个插接件多余的触点数量。此外在粗壮的设计中连接/管座外壳和套管外壳满足重型插头的特殊要求，它们通常用金属制造。在这里所存在的外壳形状与一种配备的机械式铰接锁紧系统相匹配，这需要附加的安装空间用于整个电插接件。
本发明的目的是按通常用于电插接件的保护类型IP65设计前言所述类型的电插接件，使之在充分利用模件式电触点嵌件的优点的情况下，形成一种具有可按需要的情况组合的PE触点接通的紧凑的电插接件。在其结构方面应将已知先有技术的缺点减到最少程度，对于无需电势平衡的使用情况，在插头面积大小相同时可通过接触模件附加地利用在此使用情况下不需要的在插接件窄侧的PE接触面。所以对于此类使用情况可以增加每个插接件的触点数量和它的安装容积。这种设计应在同样的尺寸下与保护类型IP65一致，以及每一种插接件尺寸一方面为在仪器上使用具有塑料的套管外壳，而另一方面按第二种具有金属外壳的设计可使用于有极端的环境条件和附加的EMV保护的重型的工业设备中，此时在结构参数相同和触点嵌件不同的情况下尺寸与塑料外壳没有区别。
规定将具有互相匹配的线距的已知的印刷电路板-微型插接件成批地合并成一个模件并加以修改，使此模件一方面作为套管外壳的插头部分以及另一方面作为在连接或仪器侧的插座部分能装在一个安装框架内。这一配置在结构上这样实现，即操作元件或操作口朝安装框架的纵侧，以便使各接线位置易于布线。因此可按螺钉夹紧技术或弹簧力夹紧技术组合多个具有用于功率和/或信号传输的不同的触点嵌件的模件，并按照规定的安装框架的栅距，排列成一个可自由选择的次序。
另一项特征在于，通过使插头一侧的安装框架以及仪器一侧的连接框架的壁厚减到最小程度，可以最佳地利用插接件的面积，用于要插入的模件的数量。为做到这一点，在一种安装框架的结构方案中取消了固定装在框架上用于先行触点连通的弹性的PE金属部分，它们通常在插接件纵向的端部与安装框架固定连接成一体。
对于需要先行的PE触点的情况，提供一个与插接件模件的模件性协调一致的特殊的安装框架作为连接部件，在安装框架沿纵向的外端设置有半个模件栅距的模件形式的PE触点，它们合成一个完整的模数并通过一个固定在框架内侧上的纵向的用导电金属制的设计为扁条或圆线的桥接件互相连接起来，在此在套管外壳内的PE模件上可连接一根与电缆一起延伸的导线。
另一种方案在于，通常固定在仪器侧或连接侧的连接框架上或固定在工业19″机架上的电连接器的插座部分，其鲜明的特点在于其用作没有PE接头的插头部分的相配件以及用作有PE模件的插头部分的相配件。为此，连接框架在用作没有PE接头的插头侧相配部分的使用情况下设计有最大数量的连接模件。对于具有PE接点的使用情况，连接框架的模件间距与插头侧的模件位置相匹配，并同样有一个用导电金属条或圆线制的可插入的桥接件，它在插座部分另一端处与可卡锁在安装框架内的PE模件连接。这样做的优点在于，只须固定一个转接的PE接头，它可能作为在印刷电路板上的印制导线，或可能是可自由连接的导线。
此外有利的是连接侧或仪器侧触点嵌件借助于在各模件侧面处的锁紧件彼此靠紧锁定成一块，它导致在插座部分中触点嵌件附加的稳定性并除此之外提供在整个插接件内的稳定性。有利的还包括触点嵌件为了触点接通与印刷电路板和用于连接进一步延伸的软电线的触点嵌件组合。每一个这种不同的触点嵌件可与另一种类型的连接技术的一个模件通过设在这些模件侧面的制动销或燕尾状导向装置牢固地连接成一块。
另一项特征在于提供EMV保护的屏蔽板的结构设计，屏蔽板在规定用于此目的的金属制套管外壳与一个用于套管外壳定位设在连接侧仪器正面的安装框架之间，与此同时它还是仪器侧插座接触模件的承接件。此屏蔽板从仪器侧那里围绕着安装框架，所以在屏蔽板与连接框架一起插入仪器连接孔中后，通过多个支承在安装框架纵侧上的屏蔽板弹性的分段同时与仪器面板孔的边缘接触。
另一方面存在这样的可能性，即，通过连接法兰将插头仪器面板与印刷电路板的PE接头连接起来。为此作为连接法兰固定元件的金属部分设计为可以与印刷电路板的印制导线触点接通。
在这种情况下整个插接件结构的保护类型IP65的达到，通过一个在塑料和/或金属外壳的套管外壳壁中朝接触面所设的槽和装在槽中并朝插接件接触面凸出的一个塞绳密封件实现，后者通过将插接件套管用螺钉旋紧在仪器壁上促使在两个部分之间的密封性。这种结构有优点和价廉物美，因为由此可以取消插接件与连接外壳具有除仪器壁之外附加的密封件以及与之相连系的附加的安装空间。
本发明其他特征、优点和应用可能性由下面借助于附图对实施例的说明和附图本身给出，这些附图结合图象详细说明。其中所有说明的和/或用图表示的特征本身或任意组合均构成本发明的内容，与它们在保护的权利要求中的概括或它们涉及的方面无关。其中表示：
图1电插接件(1)套管外壳(2)第一部分透视图和所连接的多芯电缆(3)，带解除拉力装置的电缆螺母(4)，被取出的安装框架(5)和两个可卡紧在此安装框架(5)内的不同的接触模件(6a、6b)；
图2透视表示安装框架(5)和沿方向“A”看PE触点以及卡住的接触模件(6a、6b)、单体地装在安装框架(5)中的PE模件(7)和它们借助导电的金属件(8)通过贴靠在安装框架(5)上的桥接件(9)的连接以及套管外壳(2)固定螺钉(10)的位置；
图3透视表示在有PE触点的设计中仪器正面的连接部分和它们在仪器侧连接框架(11)中的配置、放上的桥接件(17)，屏蔽板(12)的位置，仪器的面板(13)和由印刷电路板插座模件(14a、14b)和安装法兰(16)以及用于与自由电线(20)触点接通的PE模件(15)组成的模件块(14)可能的排列；
图4在没有PE触点接通的设计中连接框架(11)、屏蔽板(12)和连接法兰(16)连接的布局透视图，其中屏蔽板(12)借助于弹性触点(34)与仪器面板(13)安装孔(13a)内边缘触点连通，以及通过连接法兰(16)可以使屏蔽板(12)和仪器面板(13)与印刷电路板(19)的印制导线(18)连通，并与此同时通过连接法兰(16)将印刷电路板(19)固定在仪器面板(13)上；以及
图5PE模件(15)在连接框架(11)上的布局透视图，并表示了可插入的桥接件(17)在安装框架(11)上的位置和它的旁侧与PE模件(15)弹性触点(28)触点接通，PE模件在这里主要作为自由导线(20)的连接件。
图1表示电插接件(1)的第一部分即插头部分，它的组成部分包括套管外壳(2)、安装框架(5)和至少一个可卡在安装框架(5)内的接触模件(6a、6b)、用于机械和密封地将电缆(3)与在电缆内一般的夹紧和密封件固定在一起的PG螺母(4)、将套管外壳(2)固定在如图3和6中所示仪器壁(13)正面上的固定螺钉(10)、以及最好置入套管外壳接触面的槽内的密封件(25)，它与PG螺母(4)一起可以使整个电插接件按IP65密封。这样便省去了在管座部分内附加的密封件和管座部分本身。这些部分由图2中可看到的紧固件(28)组成一体。套管外壳(2)的安装口(37)有矩形横截面，在纵侧(38)上制有止挡面，它与扁平的安装框架(5)的纵侧(39)配合作用。
在电缆(3)外皮按规定长度去绝缘后，电缆的各芯线在套上带有消除拉力装置的电缆螺母(4)后插入套管外壳(2)的螺钉固紧孔中，接着准备好做夹持接通。此外，安装框架(5)通过沿插接方向“B”的直接卡入，配备按顺序的不同或相同的接触模件(6a、6b)。安装框架(5)用塑料制造既好又经济，为了固定接触模件(6a、6b)在结构上设计有朝插接方向“B”伸出的块(30)，在块30上于安装框架(5)内侧制有凹槽(29)，用于容纳相对接触模件(6a、6b)的插接方向“B”垂直伸出的锁块(31)。在安装框架(5)没有插入套管外壳(2)内的状态，这种连接可以用不大的力通过安装框架(5)的小量弯曲脱开，所以可以立即取下接触模件(6a、6b)。
在接触模件(6a、6b)在安装框架(5)内处于完全卡锁住的状态，电缆(3)的各导线可以连接在接触模件(6a、6b)上。为此，接触模件(6a、6b)在其结构上最好这样设计，即，夹紧连接的操作元件朝向安装框架(5)的纵侧(39、39a)，而且不被安装框架(5)伸出的块(30)遮盖。
在电缆(3)所有的各导线连接好后，安装框架(5)连同已卡锁住的接触模件(6a、6b)沿插接方向“B”推入套管外壳(2)中，与此同时电缆(3)的各导线在套管外壳(5)的内部到位。借助于紧固件(28)(见图2)与套管外壳(2)沿插接方向“B”将安装框架5拧紧在套管外壳的内部。当安装框架(5)固定后，便不可能取出连接件的模件(6a、6b)，因为套管外壳(2)的内部止挡面(38)作为形状相配部分阻止安装框架(5)纵侧(39)的扩张。
为了沿插接方向“B”支承和定位接触模件，在接触模件(6a、6b)的塑料壳上制有侧向伸出的支承部分(32)，它们沿插接方向“B”支承在安装框架(5)的边缘上，并借助侧向支承部分(32)扣住安装框架(5)纵侧(39)的边缘，阻止接触模件(6a、6b)横向于插接方向“B”运动和安装框架(5)扩张，亦即防止连接件模件(6a、6b)松脱。
图2以透视图表示从方向“A”看的一种用于PE触点接通的设计方案已部分配备好的安装框架(5)，其中明显表示了安装框架(5)上带凹槽(29)的前伸锁块(30)。
经常要求通过敷设电缆将电势导向和输往仪器，以便保护设在仪器内的电子元件。在电插接件(1)的一种实施方案中，这样的电势从插头侧输往仪器侧，即，设置一个按接触模件(6a、6b)的形式设计的PE模件(7)，它与在图3中在仪器侧的一个可装入的PE插座模件(15)触点接通。
因此在图2中建议了一种有利的结构，它配备有这种在安装框架(5)中的固定PE触点(7)，且同时不妨碍继续在侧面配备接触模件(6a、6b)。这些可以以接触模件6a的形式卡在安装框架5中的PE模件(7)的结构使其可以是设备侧可更换的PE套插件15的插入件。PE插座模件(15)即可设计为有自由导线接头，也可设计为有用于印刷电路板触点接通的插接或焊接接头。
此外有利地规定，在一种结构方案中，当PE模件(7)在两端与安装框架(5)构成一体时使安装框架(5)和连接框架(11)分别具有接触模件(6a)的二分之一接触模件宽度，并装上一个预制的导电金属件(8)和在外部的金属件之间的桥接件(9)，后者又在端部与PE模件(7)导体接头的夹紧连接装置电接触。在另一种结构方案中可以是一个可插入和可锁住的PE模件(7)可以有同样的二分之一接触模件宽度，其中这些触点接通的金属件与此结构相配。具有PE触点接通的连接框架的构造合并在一个连接组件中。插接件1和插座部分35(图3)互相匹配的PE模件7、15有超前触点36。
在图3中表示了连接侧(仪器侧)亦即插座部分35和用于与仪器面板(13)连接的必要构件。在这种设计中有利的是，将连接框架(11)的结构设计为一方面作为用于套管外壳(2)的固定与定位法兰，另一方面作为插头侧的相配件而被定位的插座模件(14a、14b、15)导向用的连接框架(11)。
插座模件(14a、14b、15)可相应于插头侧通过插入关系按相同的相互次序配备，所以这里所需的卡锁技术借助于在插头侧的图1和2中所示的元件29至32得以实施。
实际上仪器侧的插座模件(14a)与印刷电路板(19)也是借助于压紧技术电连通。为此有利的是连接件模件按图3夹紧成块(14)。
按图5在每个插座模件(14a、14b、15)侧面通常设锁紧件(33)，如相对的锥形销和有凹槽的孔和/或燕尾状导向装置和燕尾状槽。用于与自由导线连接的插座模件(14b)也可以借助于侧面的可连接装置(33)与插座模件(14a)的可钎焊或可压紧的印刷电路板的变形一起锁紧成块(14)。锁紧在一起的模件块(14)可以焊在印刷电路板(19)上，并且作为模件块(14)以整体的形式可插入和卡锁在连接框架(11)内。此外，连接框架(11)借助于连接件(26)从插头侧那里(图3)固定在外壳面板(13)上，在这种情况下连接件块(14)从外壳面板(13)的后面按前面已说明的方式锁紧在连接框架(11)中，由此将外壳面板夹在连接框架(11)与插座模件(14a、14b、15)之间。除此之外，在外壳面板(13)的印刷电路板侧上在模件块(14)的两边设连接固定法兰(16)，它一方面可与插座模件(14a、14b、15)侧面固定在一起，但另一方面可借助于连接件(26)将连接框架(11)拉紧、定位和固定在外壳面板(13)上。
在仪器侧也设有桥接件(17)，用于连接分别设在模件块(14)端部的PE插座模件(15)，模件15与PE模件(7)相配合。为此，可插入仪器侧但没有与连接框架(11)固定连接的PE接触模件(15)在它们上部开口的外壳部分(15)中和背对印刷电路板19的那一侧设有可在图5中看到的弹性接触元件(28)，桥接件(17)上弯折的导电端段(27)可插入接触元件(28)中，由此而与PE插座模件夹紧连接件接通，PE插座模件夹紧连接件实施与印刷电路板电连接或如图3和图5中所表示的那样与自由的PE导线(20)电连接。
在电连接件(1)的EMV保护方案中建议了一块屏蔽板(12)，在将连接框架(11)插接在外壳面板(13)上之前于仪器侧将该板套在连接框架(11)上并与之一起固定在外壳面板(13)上，在这种情况下弹性导电屏蔽板触点(34)与外壳面板开口的内边缘(13a)建立电的触点接通。
图4中表示了具有印刷电路板印制导线PE触点接通的EMV方案，为了更清楚地详细表示，图中没有表示仪器面板和它的孔。在图3中已清楚表示，弹性的屏蔽板触点(34)可与仪器面板安装孔的内边缘触点接通，所以连接固定法兰(16)并不是绝对需要与屏蔽板(12)接通的，因为仪器的外壳面板(13)例如可通过漆层是电绝缘的。图4表示了一种使用情况，其中连接固定法兰(16)一方面设计为可与印刷电路板(19)的印制导线(18)触点接通，另一方面借助于连接固定法兰(16)的金属部分可建立与外壳面板(13)的接通。
此外，图5表示了在导电的桥接件(17)与用于PE转接到自由导线(20)上的PE插座模件(15)之间的连接和布局。在这种情况下桥接件(17)在其端段(27)处弯折，在所表示的设计中尤其是弯成直角，并通过伸出的端段(27)与在PE插座模件(15)朝桥接件(17)开口的上部外壳区内的PE插座模件(15)的导电弹性接触元件(28)触点接通。在PE插座模件(15)下部区内，为尤其与作为设在插头部分内的PE模件(7)相配件的触针电接触而配备弹性接触元件，其中，此插座模件(15)的触针又与弹性接触元件(28)连接成一体。插座模件(15)也可以有侧面的锁紧件(33)，用于彼此靠紧排列成一个模件块(14)。

Claims (10)

1．多极的电插接件和配属的插座部分，两者各有一个用于安装互相对应的接触模件的框架，接触模件配备有用于相应数量导线的接头，其特征为：插接件(1)和插座部分(35)的框架(5、11)内可按选择代替至少一个接触模件(6a、6b)装入两个PE模件(7、15)，它们有在插接件(1)与插座部分(35)接合时超前的触点(36)，以及可在框架(5、11)上安装连接两个PE模件(7、15)的桥接件(9、17)。
2．按照权利要求1所述的插接件，其特征为：插接件和/或插座部分(35)的PE模件(7、15)有用于一根自由导线(20)的接头。
3．按照权利要求1或2所述的插接件，其特征为：插座部分(35)的PE模件(15)有用于与印刷电路板(19)触点接通的插接或焊接的接头。
4．按照权利要求3所述的插接件，其特征为：在印刷电路板(19)上固定安装有连接法兰(16)，它们与插座部分(35)的框架(11)可用螺钉连接。
5．按照权利要求1至4之一所述的插接件，其特征为：接触模件(6a、6b)有一个相同间距的模件宽度，以及PE模件(7、15)有半模件宽度。
6．按照权利要求1至5之一所述的插接件，其特征为：接触模件(6a、6b)和PE模件(7、15)有侧面的锁紧件(33)。
7．按照权利要求1至6之一所述的插接件，其特征为：连接PE模件(7、15)的桥接件(9、17)用扁条或圆线构成。
8．按照权利要求7所述的插接件，其特征为：连接PE模件(7、15)的桥接件(9、17)装在框架(5、11)上内部或外部。
9．按照权利要求7或8所述的插接件，其特征为：插座部分(35)连接PE模件(15)的桥接件(17)与一块围绕着框架(11)的屏蔽板(12)触点接通，屏蔽板在接合好的装置中与插接件(1)的套管外壳(2)接通。
10．按照权利要求9所述的插接件，其特征为：通过屏蔽板(12)经由在印刷电路板(19)上的安装法兰(16)与PE印制导线(18)电接通，后者布设在印刷电路板(19)上。
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