RU2583042C2

RU2583042C2 - Модульная клеммная колодка

Info

Publication number: RU2583042C2
Application number: RU2014136391/07A
Authority: RU
Inventors: Майкл Энтони КОРРЕЛЛ; Терри Ли БАРБЕР; Михаель БРАУНС
Original assignee: Финикс Контакт Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2016-05-10
Also published as: WO2013117704A1; RU2014136391A; CN104321932A; EP2812950B1; US20140113503A1; EP2812950A1; CN104321932B; US8715017B1

Abstract

Изобретение касается клеммной колодки, устанавливаемой на DIN-рейку и образующей электрические соединения между рядом проводов и монтажной платой, установленной на колодке. Клеммная колодка включает в себя множество пакетированных модулей. Каждый модуль имеет корпус с контактами, множество проводных контактов и корпус удлинителя, установленный на корпусе с контактами. Монтажная плата или электронный компонент установлены на корпусе с контактами и корпусе удлинителя, которые образуют углубление для размещения электронного компонента. При этом на корпус с контактами могут быть установлены корпуса удлинителей различных размеров для размещения на колодке монтажных плат или компонентов различных размеров. Технический результат - повышение технологичности изготовления клеммной колодки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к модульной клеммной колодке, устанавливаемой на DIN-рейку, для соединения проводов, смонтированных на колодке, и электронного компонента, который может быть монтажной платой, смонтированной на колодке.

Уровень техники

Известны клеммные колодки, устанавливаемые на DIN-рейках, для образования электрических соединений между проводами и монтажными платами, установленными на колодке. Колодки собираются из ряда последовательных модулей, которые крепятся друг к другу с помощью защелок. Колодки устанавливаются на DIN-рейки.

Каждый модуль колодки включает в себя проводные контакты для образования соединений между рядом проводов и выводов, продолжающихся от проводных контактов к концам образующихся электрических соединений с монтажной платой, установленной в углублении колодки. Углубление имеет размеры, обеспечивающие крепление компонента. Колодки предназначены только для размещения монтажной платы одного размера. Для размещения монтажных плат различных размеров требуются модули различных размеров.

Изготовление модулей различных размеров для размещения монтажных плат различных размеров является дорогостоящим. Для изготовления модулей различных размеров требуется отдельная инструментальная оснастка.

Соответственно, существует необходимость в усовершенствованной клеммной колодке, устанавливаемой на DIN-рейку, для уменьшения расходов на изготовление и уменьшения ассортимента.

Сущность изобретения

Изобретение относится к усовершенствованной модульной клеммной колодке для установки на DIN-рейку с пакетированными модулями, где каждый модуль включает в себя корпус с контактами и корпус удлинителя, установленный на корпус с контактами. Корпус с контактами и корпус удлинителя образуют углубление для размещения электронного компонента, который может быть монтажной платой. Корпуса с контактами содержат соединители для размещения проводов и выводов, продолжающихся от соединителей к контактам для монтажной платы и компонента, установленного в углублении.

Корпуса удлинителей различных размеров устанавливаются на стандартные корпуса с контактами для получения углублений различных размеров для электронных компонентов различных размеров. Использование корпусов удлинителей различных размеров уменьшает расходы на изготовление и хранение запасов применительно к модульным клеммным блокам, устанавливаемым на DIN-рейки и используемым с монтажными платами или электронными компонентами различных размеров.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - перспективный вид первого варианта выполнения модульной клеммной колодки, установленной на DIN-рейке;

Фиг. 2 - вид сбоку на клеммную колодку и рейку из Фиг. 1;

Фиг. 3 - вид сверху на клеммную колодку и рейку из Фиг. 1;

Фиг. 4 - вид с торца на клеммную колодку и рейку;

Фиг. 5 - перспективный вид установки корпуса удлинителя на корпус с контактами для образования секции;

Фиг. 6 - вид секции в разрезе по линии 6-6 из Фиг. 4 с удаленной монтажной платой;

Фиг. 7 - вид трех секций в разрезе, аналогичный виду из Фиг. 6;

Фиг. 8 - вид второго варианта выполнения модульной клеммной колодки, аналогичный виду из Фиг. 4.

Осуществление изобретения

Описываемые модульные клеммные колодки относятся к колодкам, которые описаны в американском патенте №7,491,096, содержание которого полностью включено сюда посредством ссылки.

Первый вариант выполнения модульной клеммной колодки 10, показанной на Фиг. 1-7, включает в себя множество плоских секций или модулей 12 одинаковой толщины. Секции расположены последовательно и совместно образуют колодку. На концах колодки прищелкнуты торцевые крышки (не показаны).

Каждая секция 12 включает в себя литой пластиковый корпус 14 с контактами и литой пластиковый корпус 16 удлинителя. Корпуса 14 с контактами расположены на стороне 18 входа/выхода колодки 10. Корпуса 16 удлинителей расположены на стороне 20 монтажной платы в поперечном направлении от стороны 18 входа/выхода. Собранные секции монтажной платы или электронного компонента образуют углубление или пространство 22, расположенное между сторонами 18 и 20. Длина корпусов удлинителей определяет ширину углубления 22 и ширину монтажной платы 24 или компонента, установленного в углубление 22. На корпуса 14 с контактами могут быть установлены удлинители различной длины для получения углубления 22 для поддержки платы или компонента заданной ширины.

Секции 12 имеют противолежащие параллельные стороны 26 и 28. В канавках 31 на стороне 26 каждого корпуса 14 с контактами крепятся три образованных металлических вывода 30, которые продолжаются от штыревых контактов 32 в углублениях 22 к проводным контактам 34 на стороне 20 колодки. Выводы устанавливают электрические соединения между проводами, вставленными в контакты 34 в корпусе 14 для контактов, и схемой на монтажной плате 24, установленной в углублении 22.

Клеммная колодка 10 устанавливается на DIN-рейку 36. Фиксатор 38 DIN-рейки устанавливается на нижние поверхности 40 корпусов 14 с контактами, как показано на Фиг. 4. Полка 42 DIN-рейки продолжается в углубление 44, образованное между фиксатором 38 и нижними поверхностями 40 корпусов 14 для контактов. Другая полка 46 DIN-рейки продолжается в углубление 48, образованное между нижними поверхностями 40 корпусов и выступами или носками 50 на нижних участках корпусов 16 удлинителей. Фиксатор 38 и выступы 50 расположены под нижними поверхностями 40.

Монтажная плата 24 крепится в углублении 22 со штыревыми контактами 32, продолжающимися через отверстия в монтажной плате 24 для образования электрических соединений с компонентами, установленными на плате, включая сюда входное/выходное контактное гнездо 52. Наружный край монтажной платы поддерживается стойками 54. Внутренний край монтажной платы 24 поддерживается выравнивающей пластиной 55, которая, в свою очередь, поддерживается корпусами 14 с контактами. Монтажная плата удерживается на месте в углублении 22 гибкими фиксаторами 56. расположенными на наружных стойках 54 корпусов 16 удлинителей.

Корпус 14 с контактами и корпус 16 удлинителя отлиты из термопластичного материала и каждый из них включает в себя ряд стенок 58, продолжающихся поперек толщины корпуса от стороны 26 к стороне 28. Поперечные внутренние стенки 60 параллельны сторонам 26 и 28 и продолжаются через отверстия 61, образованные стенками 60. Отверстия 61 в корпусе 14 с контактами расположены ниже участка корпуса 14 с контактами, содержащего выводы 30. Стенки 58 и 60 увеличивают прочность корпусов. Косынки 62 усиливают стойки 54.

Рядом с корпусом 16 удлинителя на каждом корпусе 14 с контактами предусмотрена Т-образная головная часть или установочный элемент 64. Каждый корпус 16 удлинителя имеет Т-образное углубление или установочное отверстие 66 для размещения установочного элемента 64 и крепления корпуса удлинителя на корпусе с контактами. Установочный элемент 64 имеет узкую шейку 68 и широкую переднюю часть 70 на наружном конце шейки 68. Передняя часть 70 продолжается в боковом направлении с каждой стороны шейки 68 и включает в себя два концевых ребра 72, расположенных с каждой стороны шейки 68. Ребра продолжаются на некоторое расстояние к остальной части корпуса 14 для контактов. Наружные стенки на конце корпуса 14 для контактов, шейка 68, передняя часть 70 и ребра 72 образуют два L-образных фиксирующих углубления 74 на противоположных сторонах шейки 68. Углубления 74 продолжаются поперек толщины корпуса 14.

Установочное отверстие 66 в каждом корпусе 16 удлинителя включает в себя прямоугольное углубление 76, продолжающееся от стороны 26 к стороне 28, и центральный паз 78, образованный во внутреннем конце корпуса удлинителя и ведущий к углублению 76. Внутренние концы стенок паза 78 продолжаются в углубление 76 и образуют L-образные плечи 80, которые плотно входят в углубления 74, когда корпус 16 удлинителя устанавливается на корпус 14 с контактами, и передняя часть 70 перемещается в отверстие 66.

Скошенные поверхности 84 продолжаются вокруг установочных элементов 64 и отверстий 66 и расположены по центру меду сторонами 26 и 28. Поверхности 84 перекрывают друг друга. Поднутренная или углубленная периферийная стенка 82 продолжается вокруг установочного элемента 64 от скошенной поверхности к стороне 28. Как показано на Фиг. 6 и 7, поднутренная стенка 82 уменьшает размер установочного элемента 64 на стороне 26 по сравнению со стороной 28.

Скошенные поверхности 84 продолжаются вокруг стенок, образующих установочные отверстия 66. Поднутренная или углубленная периферийная стенка 88 продолжается вокруг установочного отверстия 66 от скошенной поверхности к стороне 28. Выступающая периферийная стенка 90 продолжается вокруг углубления и продолжается от скошенной поверхности 88 к стороне 26. Как показано на Фиг. 6, установочное отверстие 66 меньше на стороне 26 по сравнению со стороной 28.

Скошенные поверхности, поднутренные стенки и выступающие стенки облегчают перемещение установочного элемента 64 в установочное отверстие 66. Как показано на Фиг. 5, корпус 16 удлинителя расположен снаружи от стороны 26 корпуса 14 с контактами во время выравнивания установочного элемента 64 и установочного отверстия 66. Корпус удлинителя перемещается к корпусу с контактами для размещения меньшего конца установочного элемента 64 в установочном отверстии 66 с большей стороны. Дальнейшее перемещение корпуса удлинителя к корпусу с контактами обеспечивает совместное размещение двух корпусов, как показано на Фиг. 6, с плотно подогнанными смежными поднутренными и вступающими поверхностями, скошенными поверхностями 84 рядом друг с другом и выровненными сторонами 26 и 28.

С учетом допусков на размеры, предусмотренных для литья пластиковых частей, толщина установочного элемента 64 может быть немного больше толщины окружающих стенок 76. На краю каждой установочной стенки 90 отверстия 66 образована небольшая периферийная канавка 92 для размещения немного утолщенных установочных элементов 64. См. Фиг. 5 и 7.

Множество секций 12, показанных на Фиг. 6, собирается вместе, для образования колодки 10. Отдельные секции удерживаются вместе с помощью защелкивающихся штифтов 94, которые продолжаются наружу от стороны 28 секции в углубление 96 под штифт на стороне 26 смежной секции. Сборка колодки 10 завершается установкой фиксатора 38 DIN-рейки на стороне корпуса колодки и установкой торцевых крышек на концы корпуса, используя защелкивающиеся штифты и углубления под штифты.

Выступы 50 на корпусах 16 удлинителей образуют непрерывный профиль вдоль нижней части колодок 10 с противоположной стороны от фиксатора 38 DIN-рейки. Колодка 10 устанавливается на DIN-рейку 36 посредством отведения назад фиксатора 38, расположения полки 46 в углублении 48, поворачивания колодки вниз, так чтобы она опиралась на рейку 36, и отпускания фиксатора 38. Полка 46 удерживается в углублении 48 между нижней поверхностью 40 корпусов и выступами 50 удлинителей. Выступы 50 и фиксатор 38 расположены под нижней поверхностью 40 корпусов 14 с контактами. Выступы 50 расположены между установочными элементами 64 и отверстием 66 и фиксатором 38.

На Фиг. 8 показан второй вариант выполнения модульной клеммной колодки 100 с множеством секций 102. Каждая секция имеет корпус 104 с контактами и корпус 106 удлинителя. Корпуса 104 схожи с корпусами 14. Корпуса 106 удлинителей, устанавливаемые на корпуса 104, имеют большую длину по сравнению с корпусами 16 удлинителей и образуют увеличенное углубление 108 для размещения широкой монтажной платы 110. Каждый корпус 106 удлинителя устанавливается на корпус 104 с помощью соединения по прессовой посадке между Т-образным установочным элементом на корпусе 104 и Т-образным отверстием 116 на корпусе удлинителя. Установочный элемент 114 подобен установочному элементу 64. Отверстие 116 подобно установочному отверстию 66. Корпуса удлинителей устанавливаются на корпуса 104 с контактами таким же образом, как показано на Фиг. 5. Колодка 100 устанавливается на DIN-рейку 118.

Расстояние между противолежащими сторонами колодки 100 больше соответствующего расстояния между противоположными сторонами колодки 10. Для обеспечения надлежащего равновесия колодки 100 на DIN-рейки 118 центральная ось рейки 118 должна быть расположена как можно ближе к центральной оси колодки. Это обеспечивается посредством расположения выступа 120, образующего углубление 122 для полки 124 DIN-рейки, в стороне от корпусов 104 и перемещения фиксатора 126 DIN-рейки соответственно наружу или влево на Фиг. 8. Это уравновешивает колодку на DIN-рейке. Относительное наружное расположение DIN-рейки обеспечивает смещение углубления 122 в сторону от нижней поверхности 128 корпуса, и носок удлинителя или выступ 120 и нижняя поверхность 132 удлинителя образуют стороны углубления 122, и полка 124 DIN-рейки не входит в зацепление с нижней поверхностью 128 корпуса 104. Элемент 114 и отверстие 116 расположены между выступами 120 и фиксатором 126.

Модульные клеммные колодки 10 и 100 собраны из ряда секций или модулей, при этом каждая секция или модуль включает в себя корпус с контактами и прикрепленный к нему корпус удлинителя для поддержки монтажной платы. В корпусе с контактами устанавливается ряд ленточных проводников для обеспечения электрических соединений между проводами, вставленными в корпус, и монтажной платой, установленной на колодке. Изобретение позволяет использовать стандартный корпус с контактами с соответствующими фиксаторами DIN-рейки и корпуса удлинителей различных размеров для размещения монтажных плат различных размеров. Изобретение устраняет необходимость использования большого числа форм для изготовления цельных секций по специальным размерам.

Компоненты могут устанавливаться на соответствующий соединитель на колодке 10 или 100. Электронные компоненты могут включать в себя средства управления, выключатели, резисторные схемы, счетно-решающие устройства и другие электронные устройства. Компоненты могут размещаться в контейнере, устанавливаемом на одной из колодок.

Claims

1. Модульная клеммная колодка, устанавливаемая на DIN-рейку и образующая электрические соединения между рядом проводов и монтажной платой, установленной на колодке, содержащая:
A. пакет модулей, каждый из которых включает в себя:
i) корпус с контактами;
ii) множество проводных контактов на одной стороне указанного корпуса с контактами, множество штыревых контактов на противоположной стороне указанного корпуса с контактами, выводы в корпусе с контактами, продолжающиеся между проводными контактами и штыревыми контактами, и первую опору монтажной платы на указанной противоположной стороне корпуса с контактами;
iii) корпус удлинителя;
iv) вторую опору монтажной платы на корпусе удлинителя;
v) сопрягаемое соединение по толщине модуля для крепления корпуса удлинителя к корпусу с контактами под опорами монтажной платы, при этом сопрягаемое соединение включает в себя переднюю часть на одном корпусе, вставленную в отверстие в другом корпусе; и
vi) указанные модули собраны в пакет, сторона к стороне, для образования модульной колодки; и
B. фиксатор DIN-рейки на нижней части модульной колодки для зацепления с одной полкой DIN-рейки, поддерживающей модуль, и выступы DIN-рейки на нижней части корпусов удлинителей, обращенные к фиксатору DIN-рейки, для зацепления с другой полкой DIN-рейки, поддерживающей клеммную колодку,
C. при этом каждый корпус с контактами имеет постоянный размер вдоль модуля и каждый корпус удлинителя имеет выбранный размер вдоль модуля в зависимости от размера монтажной платы на опорах монтажной платы.

2. Модульная клеммная колодка по п. 1, в которой в каждом модуле указанная передняя часть и углубление пересекают всю толщину модуля, при этом передняя часть включает в себя больший участок с первой стороны модуля и меньший участок со второй стороны модуля, а углубление включает в себя больший участок с первой стороны модуля и меньший участок со второй стороны модуля.

3. Модульная клеммная колодка по п. 2, в которой в каждом модуле вокруг передней части между сторонами модуля выполнена скошенная поверхность.

4. Модульная клеммная колодка по п. 2, в которой в каждом модуле вокруг углубления между сторонами модуля выполнена первая скошенная поверхность и вокруг передней части выполнена вторая скошенная поверхность, которая перекрывает первую скошенную поверхность.

5. Модульная клеммная колодка по п. 2, в которой в каждом модуле канавка углубления продолжается вокруг меньшего участка углубления со второй стороны модуля.

6. Модульная клеммная колодка по п. 5, в которой в каждом модуле углубление и передняя часть имеют Т-образную форму.

7. Модульная клеммная колодка по п. 1, в которой в каждом модуле передняя часть включает в себя пару ребер, продолжающихся по ширине модуля, и каждое углубление имеет стенку, окружающую каждое ребро.

8. Модульная клеммная колодка по п. 1, в которой в каждом модуле сопрягаемое соединение расположено между фиксатором DIN-рейки и выступом DIN-рейки.

9. Модульная клеммная колодка по п. 1, в которой выступ DIN-рейки расположен между фиксатором DIN-рейки и сопрягаемым соединением.

10. Модульная клеммная колодка, устанавливаемая на DIN-рейку и образующая электрические соединения между рядом проводов и электронным компонентом, установленным на колодке, содержащая:
А. множество модулей, имеющих противолежащие параллельные стороны, при этом каждый модуль включает в себя:
i) корпус с контактами;
ii) корпус удлинителя;
iii) множество первых контактов на одной стороне корпуса соединителя, множество вторых контактов на противоположной стороне корпуса соединителя, проводники в корпусе соединителя, продолжающиеся между указанными первыми контактами и вторыми контактами, и первую опору электронного компонента на противоположной стороне корпуса с контактами;
iv) вторую опору электронного компонента на корпусе удлинителя;
v) сопрягаемое соединение, крепящее корпус удлинителя к корпусу с контактами под опорами, при этом сопрягаемое соединение включает в себя выпуклый элемент на одном корпусе, вставленный в вогнутый участок на другом корпусе, причем указанный выпуклый элемент и указанный вогнутый участок расположены между сторонами модуля; и
vi) указанные модули собраны в пакет, сторона к стороне, для образования модульной колодки;
B. фиксатор DIN-рейки на нижней части указанных корпусов с контактами для зацепления с одной полкой DIN-рейки, поддерживающей модуль, и выступы DIN-рейки на нижней части корпусов удлинителей для зацепления с другой полкой DIN-рейки, поддерживающей клеммную колодку;
C. при этом корпуса с контактами имеют постоянный размер вдоль длины модулей и корпуса удлинителей имеют выбранный размер вдоль длины модулей в зависимости от размера вдоль модулей электронного компонента на опорах модуля.

11. Модульная клеммная колодка по п. 10, в которой в каждом модуле выпуклый элемент и вогнутый участок продолжаются по всей толщине модуля, при этом выпуклый элемент включает в себя больший участок с первой стороны модуля и меньший участок со второй стороны модуля и вогнутый участок включает в себя больший участок с первой стороны модуля и меньший участок со второй стороны модуля.

12. Модульная клеммная колодка по п. 11, в которой в каждом модуле первая скошенная поверхность продолжается вокруг вогнутого участка, вторая скошенная поверхность продолжается вокруг вогнутого участка и скошенные поверхности перекрывают друг друга.

13. Модульная клеммная колодка по п. 12, в которой в каждом модуле канавка углубления продолжается вокруг вогнутого участка со стороны модуля.

14. Модульная клеммная колодка по п. 11, в которой в каждом модуле выпуклый элемент и углубление имеют Т-образную форму.

15. Модульная клеммная колодка по п. 13, в которой в каждом модуле выпуклый элемент включает в себя пару ребер, продолжающихся по ширине модуля, и каждый вогнутый участок включает в себя стенки, окружающие каждое ребро.

16. Модульная клеммная колодка по п. 10, в которой в каждом модуле сопрягаемое соединение расположено между фиксатором DIN-рейки и выступом DIN-рейки.

17. Модульная клеммная колодка по п. 10, которой выступ DIN-рейки расположен между фиксатором DIN-рейки и сопрягаемым соединением.

18. Модульная клеммная колодка, устанавливаемая на DIN-рейку и образующая электрические соединения между рядом проводов и электронным компонентом, установленным на колодке, содержащая:
А. множество модулей, имеющих противолежащие параллельные стороны, при этом каждый модуль включает в себя:
i) корпус с контактами;
ii) корпус удлинителя;
iii) вторую опору электронного компонента на корпусе удлинителя;
iv) сопрягаемое соединение, крепящее корпус удлинителя к корпусу с контактами под опорами, при этом сопрягаемое соединение включает в себя выпуклый элемент на одном корпусе, вставленный в вогнутый участок на другом корпусе, причем указанный выпуклый элемент и указанный вогнутый участок расположены между сторонами модуля, причем ниже первой и второй опор; и
v) указанные модули собраны в пакет, сторона к стороне, для образования модульной колодки; и
B. первый установочный элемент DIN-рейки на нижней части указанных корпусов с контактами для зацепления с одной полкой DIN-рейки, поддерживающей модуль, и второй установочный элемент DIN-рейки на нижней части корпусов удлинителей для зацепления с другой полкой DIN-рейки, поддерживающей клеммную колодку;
C. при этом корпуса с контактами имеют постоянный размер вдоль длины модулей и корпуса удлинителей имеют выбранный размер вдоль длины модулей в зависимости от размера вдоль модулей электронного компонента на опорах модуля.

19. Модульная клеммная колодка по п. 18, в которой в каждом модуле сопрягаемое соединение расположено между фиксатором DIN-рейки и выступом DIN -рейки.

20. Модульная клеммная колодка по п. 18, в которой в каждом модуле выступ DIN-рейки расположен между фиксатором DIN-рейки и сопрягаемым соединением.