RU2763375C1

RU2763375C1 - Mechanical bypass switch assembly for backplane

Info

Publication number: RU2763375C1
Application number: RU2020133958A
Authority: RU
Inventors: Скотт Майкл ФРАЙ; Кристофер Майкл БРИНК; Брайан Джон ГИЛЛЕСПИ
Original assignee: Феникс Контакт Дивелопмент Энд Мэньюфэкчуринг, Инк.
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-12-28

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, in particular to networks using a backplane. The result is achieved by the fact that the backplane or backplane module for transmitting data along the signal path of the network to one or more functional modules connected to the signal path includes a printed circuit board, an electrical connector of the functional module connected to the printed circuit board, and a mechanical bypass circuit node that maintains continuity of signals along the signal path when the functional module is not connected to the electrical connector of the functional module.EFFECT: ensuring reliability and efficiency.19 cl, 29 dwg

Description

Область техники изобретенияField of invention

Раскрытие в целом относится к сетям, использующим объединительную панель, которая обеспечивает электропроводящий сигнальный тракт через ряд электрических соединителей, присоединенных к объединительной панели.The disclosure generally relates to networks using a backplane that provides an electrically conductive signal path through a series of electrical connectors attached to the backplane.

Предпосылки изобретенияBackground of the invention

Промышленные сети управления часто используют электропроводящий сигнальный тракт, который передает данные, питание или как питание, так и сигналы данных по сети. Сигнальный тракт может быть организован в сетях разных топологий, включая сеть с шинной топологией (в которой сигнальный тракт проходит по линейной или разветвленной траектории) или сеть кольцевой топологии (в которой сигнальный тракт проходит по замкнутому контуру). В некоторых кольцевых сетях сигнальный тракт включает в себя два кольца, которые могут независимо переносить сигнал и обеспечивать резервирование в случае обрыва в сигнальном тракте.Industrial control networks often use an electrically conductive signal path that carries data, power, or both power and data signals over the network. The signal path can be organized in networks of different topologies, including a bus topology network (in which the signal path follows a linear or branched path) or a ring topology network (in which the signal path follows a closed loop). In some ring networks, the signal path includes two rings that can independently carry the signal and provide redundancy in the event of a break in the signal path.

Сигнальные тракты могут быть сформированы на объединительной панели, которая несет и соединяет несколько функциональных модулей с сетью. Функциональный модуль может обрабатывать данные, считанные из сети, может записывать данные в сеть или может выполнять другие задачи.Signal paths may be formed on a backplane that carries and connects multiple functional modules to the network. The functional module may process data read from the network, may write data to the network, or may perform other tasks.

Сигнальный тракт проходит через функциональные модули, присоединенные к объединительной панели. Активный функциональный модуль способен считывать и/или записывать данные из или в сигнальный тракт. Пассивный функциональный модуль лишь пропускает сигнальный тракт через функциональный модуль, поддерживая непрерывность сигнального тракта без считывания или записи данных.The signal path passes through functional modules attached to the backplane. The active functional module is capable of reading and/or writing data from or to the signal path. The passive function module only passes the signal path through the function module, maintaining the continuity of the signal path without reading or writing data.

Объединительная панель может быть монолитной объединительной панелью, сформированной из единой печатной платы. Печатная плата может соединять несколько функциональных модулей с сигнальным трактом. В качестве альтернативы объединительная панель может быть сформирована из ряда модулей объединительной панели, каждый из которых включает в себя печатную плату. Левый и правый электрические соединители на сторонах каждой печатной платы взаимно соединяют модули объединительной панели и обеспечивают возможность изменять размер объединительной панели, сформированной модулями объединительной панели, при использовании.The backplane may be a monolithic backplane formed from a single printed circuit board. The printed circuit board can connect several functional modules to the signal path. Alternatively, the backplane may be formed from a number of backplane modules, each including a printed circuit board. Left and right electrical connectors on the sides of each PCB interconnect the backplane modules and allow the backplane formed by the backplane modules to be resized in use.

Сигнальный тракт на печатной плате может в некоторых сетях состоять из единственного электропроводящего тракта, который соответствует передаче сигнала по единственному проводу. Сигнальный тракт на печатной плате может в других сетях состоять из нескольких электропроводящих трактов, которые соответствуют передаче сигнала по проводам многопроводного (многожильного) кабеля, причем каждый проводящий тракт (дорожка) соответствует разному проводу. Например, сигнальный тракт промышленной сети управления на основе сети Ethernet может быть сформирован в виде четырех электропроводящих трактов, соответствующих проводам 4-проводного кабеля сети Ethernet.The signal path on the printed circuit board may, in some networks, consist of a single electrically conductive path, which corresponds to signal transmission over a single wire. The signal path on a printed circuit board may, in other networks, consist of several electrically conductive paths that correspond to signal transmission over the wires of a multi-wire (stranded) cable, with each conductive path (track) corresponding to a different wire. For example, an industrial control network signal path based on an Ethernet network can be formed as four electrically conductive paths corresponding to the wires of a 4-wire Ethernet network cable.

Печатная плата монолитной объединительной панели может нести несколько электрических соединителей функционального модуля, которые съемным образом закрепляют функциональные модули на печатной плате. Печатные платы модульных объединительных панелей обычно несут единственный электрический соединитель функционального модуля.The monolithic backplane printed circuit board may carry a plurality of functional module electrical connectors that releasably secure the functional modules to the printed circuit board. Modular backplane printed circuit boards typically carry a single functional module electrical connector.

Электрический соединитель функционального модуля включает в себя электропроводящий сигнальный тракт, который соединен с сигнальным трактом печатной платы. Сигнальный тракт через электрический соединитель функционального модуля нормально разомкнут, если функциональный модуль не присоединен к электрическому соединителю функционального модуля. Функциональный модуль включает в себя электрический соединитель, который сопрягается с электрическим соединителем функционального модуля и замыкает сигнальный тракт, обеспечивая прохождение сигнального тракта через функциональный модуль.The electrical connector of the functional module includes an electrically conductive signal path that is connected to the PCB signal path. The signal path through the functional module electrical connector is normally open if the functional module is not connected to the functional module electrical connector. The functional module includes an electrical connector that mates with the electrical connector of the functional module and completes the signal path, allowing the signal path to pass through the functional module.

Как проиллюстрировано ниже, обрыв сигнального тракта на электрическом соединителе функционального модуля, у которого удален функциональный модуль, может препятствовать передаче данных другим функциональным модулям в сети.As illustrated below, a break in the signal path at an electrical connector of a function module from which a function module has been removed can prevent communication of data to other function modules on the network.

Фигура 24 иллюстрирует участок промышленной сети 510 управления, использующей монолитную объединительную панель 512, сформированную из единой печатной платы и ряда подобных электрических соединителей 514 функционального модуля, присоединенных к объединительной панели. Каждый электрический соединитель функционального модуля предназначен для приема соответствующего функционального модуля 516, который электрически и по меньшей мере частично механически соединяется с объединительной панелью через соединитель.Figure 24 illustrates a portion of an industrial control network 510 using a monolithic backplane 512 formed from a single printed circuit board and a number of similar functional module electrical connectors 514 attached to the backplane. Each functional module electrical connector is designed to receive a corresponding functional module 516, which is electrically and at least partially mechanically connected to the backplane via the connector.

Фигура 24 иллюстрирует объединительную панель 512, электрические соединители 514 функционального модуля и функциональные модули 516, пропускающие сигнальный тракт S сети Ethernet по участку промышленной сети управления, сконфигурированному в виде шинной топологии. Данные проходят последовательно через каждый функциональный модуль и затем выходят из объединительной панели. Объединительная панель может формировать часть сигнального тракта для топологии большей сети.Figure 24 illustrates a backplane 512, functional module electrical connectors 514, and functional modules 516 running an Ethernet signal path S over a section of an industrial control network configured as a bus topology. The data passes sequentially through each functional module and then exits the backplane. The backplane may form part of the signal path for the topology of a larger network.

Сигнальный тракт S включает в себя четыре параллельных электропроводящих тракта, соответствующих проводам 4-х проводного кабеля сети Ethernet.The signal path S includes four parallel electrically conductive paths corresponding to the wires of a 4-wire Ethernet cable.

Если функциональный модуль 516 удаляется из электрического соединителя 514 функционального модуля, то связь потока сигналов (сигнального тракта) сети Ethernet с расположенными далее по ходу функциональными модулями прерывается разомкнутой цепью на сигнальном тракте на электрическом соединителе функционального модуля. См. фигуру 25, на которой функциональный модуль был удален из соединителя. Прерывание сигнала указано символом «X» на фигуре.If function module 516 is removed from function module electrical connector 514, the Ethernet signal flow (signal path) communication with downstream functional modules is interrupted by an open circuit in the signal path at the functional module electrical connector. See figure 25 where the functional module has been removed from the connector. The interruption of the signal is indicated by the symbol "X" in the figure.

Для обеспечения связи с расположенными далее по ходу функциональными модулями 516, даже если функциональный модуль удален из электрического соединителя 514 функционального модуля, известно размещение программно-управляемых узлов 520 обходного переключателя в сигнальном тракте (см. фигуру 26). Каждый узел обходного переключателя связан с соответствующим электрическим соединителем функционального модуля. Узел обходного переключателя включает в себя обходную сигнальную цепь 522, соединенную с сигнальным трактом параллельно сигнальному тракту электрического соединителя функционального модуля, и обходной переключатель 524 в обходной цепи, который выборочно размыкает и замыкает обходную сигнальную цепь.To allow communication with downstream functional modules 516, even if the functional module is removed from the electrical connector 514 of the functional module, it is known to place program-controlled bypass switch nodes 520 in the signal path (see figure 26). Each bypass switch assembly is connected to a corresponding function module electrical connector. The bypass switch assembly includes a bypass signal circuit 522 connected to the signal path in parallel with the function module electrical connector signal path, and a bypass switch 524 in the bypass circuit that selectively opens and closes the bypass signal circuit.

Как видно на Фиг. 26, обходной переключатель 524, связанный с электрическим соединителем функционального модуля, замкнут, если нет функционального модуля, присоединенного к электрическому соединителю функционального модуля. Нормально замкнутый переключатель позволяет сигнальному тракту S обходить разомкнутый электрический соединитель 514 функционального модуля и продолжаться далее по ходу мимо разомкнутого соединителя.As seen in FIG. 26, the bypass switch 524 associated with the functional module electrical connector is closed if there is no functional module connected to the functional module electrical connector. The normally closed switch allows the signal path S to bypass the open electrical connector 514 of the functional module and continue downstream past the open connector.

Обходной переключатель 524 разомкнут, когда имеется функциональный модуль, присоединенный к электрическому соединителю функционального модуля. Сигнальный тракт S проходит через электрический соединитель функционального модуля и через функциональный модуль 516, присоединенный к соединителю.The bypass switch 524 is open when there is a function module connected to the function module's electrical connector. The signal path S passes through the electrical connector of the functional module and through the functional module 516 attached to the connector.

Обходные переключатели для объединительной панели, передающей сигналы сети, обычно выполнены в виде электрических устройств, которые размыкаются или замыкаются под управлением программного обеспечения. См., например, Monse (Монс) и др., патент США 7894336 и Noel (Ноэль) и др., публикация заявки на патент США 2011/0145433.Bypass switches for a backplane signaling the network are typically electrical devices that open or close under software control. See, for example, Monse (Mons) and others, US patent 7894336 and Noel (Noel) and others, the publication of the application for US patent 2011/0145433.

Однако, по причинам надежности и эффективности существует потребность в чисто механическом узле обходного переключателя для использования в сетях, применяющих объединительную панель, который обеспечивает сигнальный тракт между рядом электрических соединителей функционального модуля, присоединенных к объединительной панели. Механический узел обходного переключателя должен автоматически замыкать обходной переключатель, если функциональный модуль удаляется из электрического соединителя функционального модуля, и должен автоматически размыкать обходной переключатель, когда функциональный модуль функционально соединяется с электрическим соединителем функционального модуля. Механический узел обходного переключателя должен быть выполнен с возможностью применяться с сетями разных топологий и с сигнальными трактами с разным числом проводящих дорожек.However, for reasons of reliability and efficiency, there is a need for a purely mechanical bypass switch assembly for use in networks using a backplane that provides a signal path between a number of functional module electrical connectors attached to the backplane. The bypass switch mechanical assembly shall automatically close the bypass switch if the function module is removed from the function module's electrical connector, and shall automatically open the bypass switch when the function module is operatively connected to the function module's electrical connector. The mechanical bypass switch assembly must be able to be used with networks of different topologies and with signal paths with different numbers of conductive tracks.

Сущность раскрытияThe essence of disclosure

Раскрывается чисто механический узел обходного переключателя для использования в сетях, применяющих объединительную панель, которая обеспечивает сигнальный тракт через ряд электрических соединителей функционального модуля, присоединенных к объединительной панели. Механический узел обходного переключателя автоматически замыкает обходной переключатель, если функциональный модуль удаляется из электрического соединителя функционального модуля, и автоматически размыкает обходной переключатель, когда функциональный модуль соединяется с электрическим соединителем функционального модуля. Механический узел обходного переключателя способен применяться с сетями разных топологий и с сигнальными трактами с разным числом проводящих дорожек.A purely mechanical bypass switch assembly is disclosed for use in networks employing a backplane that provides a signal path through a series of functional module electrical connectors attached to the backplane. The bypass switch mechanical assembly automatically closes the bypass switch if the function module is removed from the function module's electrical connector, and automatically opens the bypass switch when the function module is connected to the function module's electrical connector. The mechanical bypass switch assembly can be used with networks of different topologies and with signal paths with different numbers of conductive tracks.

Объединительная панель или модуль объединительной панели, применяющие механический узел обходного переключателя, включает в себя печатную плату, электрический соединитель функционального модуля, способный разъемным образом соединяться с функциональным модулем для создания электрических соединений между ними, и узел обходной цепи. Печатная плата имеет первую сторону, противоположную вторую сторону и электропроводящий сигнальный тракт сети.A backplane or backplane module employing a mechanical bypass switch assembly includes a printed circuit board, a functional module electrical connector capable of being releasably connected to the functional module to create electrical connections therebetween, and a bypass circuit assembly. The printed circuit board has a first side, an opposite second side, and an electrically conductive network signal path.

Электрический соединитель функционального модуля присоединен к первой стороне печатной платы и включает в себя электропроводящий сигнальный тракт, соединенный последовательно с сигнальным трактом сети печатной платы. Сигнальный тракт сети имеет разомкнутый участок между первым и вторым участками сигнального тракта сети, когда функциональный модуль не соединен с электрическим соединителем функционального модуля.The electrical connector of the functional module is connected to the first side of the printed circuit board and includes an electrically conductive signal path connected in series with the signal path of the circuit board network. The network signal path has an open section between the first and second sections of the network signal path when the functional module is not connected to the electrical connector of the functional module.

Узел обходной цепи включает в себя обходную цепь, приводимый в действие механическим образом переключатель обходной цепи и исполнительный орган (привод). Обходная цепь формирует участок печатной платы и включает в себя электропроводящий обходной сигнальный тракт и первый и второй наборы электрических выводов. Обходной сигнальный тракт подсоединен последовательно между первым и вторым участками сигнального тракта сети, причем обходной сигнальный тракт проходит параллельно по разомкнутому участку сигнального тракта сети. Обходной сигнальный тракт включает в себя первый участок, соединенный с первым участком сигнального тракта сети, второй участок, соединенный со вторым участком сигнального тракта сети, и разомкнутый участок между первым и вторым участками обходного сигнального тракта.The bypass assembly includes a bypass circuit, a mechanically actuated bypass switch, and an actuator. The bypass circuit forms a portion of the printed circuit board and includes an electrically conductive bypass signal path and first and second sets of electrical leads. The bypass signal path is connected in series between the first and second sections of the signal path of the network, and the bypass signal path runs in parallel along the open section of the signal path of the network. The bypass signal path includes a first section connected to the first section of the network signal path, a second section connected to the second section of the network signal path, and an open section between the first and second sections of the bypass signal path.

Первый участок обходного сигнального тракта включает в себя первый набор электрических выводов, а второй участок обходного сигнального тракта включает в себя второй набор электрических выводов. Первый и второй наборы электрических выводов не находятся в электрической непрерывности (безобрывности) друг с другом и располагаются на второй стороне печатной платы.The first section of the bypass signal path includes the first set of electrical leads, and the second section of the bypass signal path includes the second set of electrical leads. The first and second sets of electrical leads are not in electrical continuity with each other and are located on the second side of the printed circuit board.

Электрический контакт находится на второй стороне печатной платы и способен перемещаться относительно печатной платы между разнесенными замкнутым и разомкнутым положениями. Электрический контакт соприкасается с первым и вторым наборами электрических выводов обходной цепи и тем самым замыкает обходной сигнальный тракт, когда электрический контакт находится в замкнутом положении. Электрический контакт разнесен от и не находится в соприкосновении с первым и вторым наборами электрических выводов обходной цепи, когда электрический контакт находится в разомкнутом положении.The electrical contact is located on the second side of the printed circuit board and is movable relative to the printed circuit board between spaced closed and open positions. The electrical contact contacts the first and second sets of bypass electrical terminals and thereby completes the bypass signal path when the electrical contact is in the closed position. The electrical contact is spaced from and not in contact with the first and second sets of bypass electrical terminals when the electrical contact is in the open position.

Привод соединен с электрическим контактом и способен совместно перемещаться с электрическим контактом. Привод проходит от второй стороны печатной платы и через печатную плату к свободному концу привода, расположенному на первой стороне печатной платы и разнесенному от печатной платы, когда электрический контакт находится в замкнутом положении. Усилие, приложенное к свободному концу привода, когда электрический контакт находится в замкнутом положении, поджимающее свободный конец привода к печатной плате, также поджимает электрический контакт в направлении разомкнутого положения электрического контакта.The actuator is connected to the electrical contact and is able to co-move with the electrical contact. The drive extends from the second side of the PCB and through the PCB to the free end of the drive located on the first side of the PCB and spaced from the PCB when the electrical contact is in the closed position. The force applied to the free end of the actuator when the electrical contact is in the closed position, pressing the free end of the actuator against the printed circuit board, also forces the electrical contact towards the open position of the electrical contact.

В вариантах осуществления раскрытого узла переключателя обходной цепи обходной переключатель включает в себя ряд электрических контактов, которые размыкают и замыкают соответствующие проводящие дорожки сигнального тракта сети. Сигнальный тракт сети, например, может иметь четыре проводящие дорожки, соответствующие четырем проводам стандартного четырехпроводного кабеля сети Ethernet, который формирует часть сети с шинной топологией или сети кольцевой топологии.In embodiments of the disclosed bypass switch assembly, the bypass switch includes a series of electrical contacts that open and close respective network signal path paths. The network signal path, for example, may have four wires corresponding to the four wires of a standard four-wire Ethernet cable that forms part of a bus or ring topology network.

В еще одних вариантах осуществления раскрытого узла обходного переключателя узел переключателя может быть расположен в корпусе, который также вмещает печатную плату и прикрепляет печатную плату и узел обходного переключателя к DIN-рейке.In still other embodiments of the disclosed bypass switch assembly, the switch assembly may be housed in a housing that also houses a printed circuit board and attaches the printed circuit board and bypass switch assembly to a DIN rail.

В вариантах осуществления раскрытого узла обходного переключателя электрический контакт удерживается держателем контактов. Держатель контактов поджимается пружиной к замкнутому положению электрического контакта, побуждая обходной переключатель быть нормально замкнутым переключателем. В еще одних вариантах осуществления раскрытого узла обходного переключателя держатель контактов удерживает два или более электрических контактов.In embodiments of the disclosed bypass switch assembly, the electrical contact is held by the contact holder. The contact holder is spring-loaded into the closed position of the electrical contact, causing the bypass switch to be a normally closed switch. In still other embodiments of the disclosed bypass switch assembly, the contact holder holds two or more electrical contacts.

Другие цели и признаки раскрытия станут очевидны по мере продолжения описания, в частности, при рассмотрении его совместно с листами сопроводительных чертежей, иллюстрирующими один или более иллюстративных вариантов осуществления.Other objects and features of the disclosure will become apparent as the description proceeds, in particular when considered in conjunction with sheets of the accompanying drawings illustrating one or more illustrative embodiments.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 является видом в перспективе модуля объединительной панели с механическим узлом обходного переключателя по первому варианту осуществления, причем модуль объединительной панели присоединен к DIN-рейке.Fig. 1 is a perspective view of a backplane module with a mechanical bypass switch assembly of the first embodiment, with the backplane module attached to a DIN rail.

Фиг. 2 является видом сверху модуля объединительной панели, показанного на фигуре 1.Fig. 2 is a top view of the backplane module shown in figure 1.

Фиг. 3 является видом сбоку модуля объединительной панели, показанного на фигуре 1.Fig. 3 is a side view of the backplane module shown in Figure 1.

Фиг. 4 является схематичным видом сбоку сигнального тракта и механического узла обходного переключателя модуля объединительной панели, показанного на фигуре 1.Fig. 4 is a schematic side view of the signal path and mechanical bypass switch assembly of the backplane module shown in Figure 1.

Фиг. 5 является схематичным видом по линиям 5-5 фигуры 4.Fig. 5 is a schematic view along lines 5-5 of Figure 4.

Фиг. 6 является видом в разрезе по линиям 6-6 фигуры 2.Fig. 6 is a sectional view along lines 6-6 of figure 2.

Фиг. 7 является видом в разрезе по линиям 7-7 фигуры 2.Fig. 7 is a sectional view taken along lines 7-7 of figure 2.

Фиг. 8 является видом в разрезе по линиям 8-8 фигуры 3.Fig. 8 is a sectional view along lines 8-8 of Figure 3.

Фиг. 9 аналогична фигуре 1, но с функциональным модулем, присоединенным к модулю объединительной панели.Fig. 9 is similar to figure 1, but with the functional module attached to the backplane module.

Фиг. 10 аналогична фигуре 2, но с функциональным модулем, присоединенным к модулю объединительной панели.Fig. 10 is similar to figure 2, but with the functional module attached to the backplane module.

Фиг. 11 является видом в разрезе по линиям 11-11 фигуры 10.Fig. 11 is a sectional view taken along lines 11-11 of Figure 10.

Фиг. 12 является видом в перспективе модуля объединительной панели с механическим узлом обходного переключателя по второму варианту осуществления, причем модуль объединительной панели присоединен к DIN-рейке.Fig. 12 is a perspective view of a backplane module with a mechanical bypass switch assembly of the second embodiment, with the backplane module attached to a DIN rail.

Фиг. 13 является видом сверху модуля объединительной панели, показанного на фигуре 12.Fig. 13 is a top view of the backplane module shown in FIG. 12.

Фиг. 14 является видом сбоку модуля объединительной панели, показанного на фигуре 12.Fig. 14 is a side view of the backplane module shown in Figure 12.

Фиг. 15 является видом в разрезе по линиям 15-15 фигуры 13.Fig. 15 is a sectional view taken along lines 15-15 of Figure 13.

Фиг. 16 является видом в разрезе по линиям 16-16 фигуры 13.Fig. 16 is a sectional view taken along lines 16-16 of Figure 13.

Фиг. 17 является видом в разрезе по линиям 17-17 фигуры 14.Fig. 17 is a sectional view taken along lines 17-17 of figure 14.

Фиг. 18 аналогична фигуре 12, но с функциональным модулем, присоединенным к модулю объединительной панели.Fig. 18 is similar to figure 12, but with the functional module attached to the backplane module.

Фиг. 19 аналогична фигуре 13, но с функциональным модулем, присоединенным к модулю объединительной панели.Fig. 19 is similar to figure 13, but with the functional module attached to the backplane module.

Фиг. 20 является видом в разрезе по линиям 20-20 фигуры 19.Fig. 20 is a sectional view taken along lines 20-20 of Figure 19.

Фиг. 21 является видом аналогичным фиг. 5, но с узлом обходного переключателя, используемым в сети кольцевой топологии, показанной на фигурах 25-27.Fig. 21 is a view similar to FIG. 5, but with a bypass switch node used in the ring topology network shown in Figures 25-27.

Фиг. 22 является видом сбоку электрического контакта по второму варианту осуществления с концом, присоединенным к печатной плате.Fig. 22 is a side view of the electrical contact of the second embodiment with the end attached to the printed circuit board.

Фиг. 23 является видом сбоку электрического контакта по третьему варианту осуществления со встроенным приводным элементом.Fig. 23 is a side view of the electrical contact of the third embodiment with an integrated driving member.

Фиг. 24-26 являются схематичными видами объединительной панели по предшествующему уровню техники, задающей сеть с шинной топологией и имеющей программно-управляемые узлы обходного переключателя.Fig. 24-26 are schematic views of a prior art backplane defining a bus topology network and having software controlled bypass switch assemblies.

Фиг. 27-29 являются схематичными видами объединительной панели по предшествующему уровню техники, задающей участок сети кольцевой топологии.Fig. 27-29 are schematic views of a prior art backplane defining a section of a ring topology network.

Подробное описаниеDetailed description

Фигуры 1-8 иллюстрируют модуль 110 объединительной панели, используемый для формирования модульной объединительной панели сети управления технологическими процессами на основе сети Ethernet. Модуль объединительной панели включает в себя печатную плату 112, которая формирует часть объединительной панели, и электрический соединитель 114 функционального модуля для соединения функционального модуля с печатной платой. Электрический соединитель функционального модуля располагается на верхней стороне 115 печатной платы.Figures 1-8 illustrate a backplane module 110 used to form a modular process control network backplane based on an Ethernet network. The backplane module includes a circuit board 112 that forms part of the backplane, and a functional module electrical connector 114 for connecting the functional module to the circuit board. The electrical connector of the functional module is located on the top side 115 of the printed circuit board.

Левый электрический соединитель 116 и правый электрический соединитель 118 электрически соединяют печатную плату 112 с печатными платами смежных левого или правого модулей объединительной панели. Осуществляется связь для передачи потока S сигналов сети Ethernet (см. Фигуру 4) между одной стороной печатной платы 112 и левым электрическим соединителем и осуществляется связь для передачи этого потока между другой стороной печатной платы и правым электрическим соединителем. Сигнальный тракт S формирует часть сети с шинной топологией, как показано на фигуре 22. Электрический соединитель 114 функционального модуля размещен в сигнальном тракте между левым и правым электрическими соединителями.The left electrical connector 116 and the right electrical connector 118 electrically connect the printed circuit board 112 to the printed circuit boards of adjacent left or right backplane modules. A connection is made to transfer the stream S of Ethernet signals (see Figure 4) between one side of the printed circuit board 112 and the left electrical connector, and a connection is made to transfer this flow between the other side of the printed circuit board and the right electrical connector. The signal path S forms part of a network with a bus topology as shown in Figure 22. An electrical connector 114 of the functional module is placed in the signal path between the left and right electrical connectors.

Печатная плата 112 помещена в пластиковый корпус 120. Корпус включает в себя верхнюю крышку 122, нижнюю стенку 124 и противоположные пары боковых стенок 126, сформированных как одно целое с нижней стенкой. Крышка корпуса и стенки совместно ограничивают внутренний объем корпуса. Верхняя крышка корпуса присоединяется к боковым стенкам корпуса рычагами 128, 130 защелки корпуса.The printed circuit board 112 is housed in a plastic case 120. The case includes a top cover 122, a bottom wall 124, and opposing pairs of side walls 126 integrally formed with the bottom wall. The housing cover and walls jointly limit the internal volume of the housing. The top cover of the housing is attached to the side walls of the housing by levers 128, 130 of the housing latch.

Проиллюстрированный модуль 110 объединительной панели показан установленным на обычной DIN-рейке 132. Пары установочных защелок 134, 136 DIN-рейки проходят с противоположных сторон верхней крышки 122 корпуса и присоединяют корпус 120 к выступам 138 DIN-рейки, как лучше видно на фигуре 7. Печатная плата 112 располагается между верхней крышкой корпуса и выступами DIN-рейки. Когда корпус присоединен к DIN-рейке, боковые стенки корпуса проходят в полость 140 DIN-рейки, сформированную между выступами DIN-рейки.The illustrated backplane module 110 is shown mounted on a conventional DIN rail 132. Pairs of DIN rail mounting latches 134, 136 extend from opposite sides of the chassis top cover 122 and attach the chassis 120 to the DIN rail tabs 138, as best seen in Figure 7. Printed board 112 is located between the top cover of the case and the protrusions of the DIN rail. When the housing is attached to the DIN rail, the side walls of the housing extend into a DIN rail cavity 140 formed between the protrusions of the DIN rail.

Верхняя крышка 122 корпуса расположена вплотную над верхней поверхностью 115 печатной платы 112. Верхняя крышка включает в себя ровный, плоский участок 144, который перекрывает печатную плату, и корпус 146 электрического соединителя функционального модуля, который вмещает электрический соединитель 114 функционального модуля. Корпус соединителя проходит вверх от печатной платы за пределы электрического соединителя 114 и ограничивает розетку 148, расположенную поверх электрического соединителя 114, которая помогает направлять функциональный модуля при присоединении к электрическому соединителю 114.The top cover 122 of the housing is positioned flush over the top surface 115 of the printed circuit board 112. The top cover includes a flat, flat area 144 that overlaps the printed circuit board and a function module electrical connector housing 146 that accommodates the functional module electrical connector 114. The connector body extends upward from the printed circuit board beyond the electrical connector 114 and defines a receptacle 148 located over the electrical connector 114 that helps guide the functional module when connected to the electrical connector 114.

Как схематично показано на фигурах 4 и 5, модуль объединительной панели включает в себя узел 150 обходного переключателя в сигнальном тракте S сети Ethernet с нормально разомкнутой обходной сигнальной цепью 152 и узлом 154 переключателя с механическим приводом в обходной цепи.As schematically shown in Figures 4 and 5, the backplane module includes a bypass switch assembly 150 in the Ethernet signal path S with a normally open bypass signal circuit 152 and a mechanically operated switch assembly 154 in the bypass circuit.

Узел 150 обходного переключателя функционально эквивалентен узлу 520 обходного переключателя, показанному на фигуре 23. Т.е. узел 150 обходного переключателя связывает два соответствующих конца разомкнутого участка цепи шинной топологии.Bypass switch assembly 150 is functionally equivalent to bypass switch assembly 520 shown in Figure 23. That is, bypass switch assembly 150 connects two respective ends of the open circuit portion of the bus topology.

Обходная цепь сформирована на печатной плате 112 и включает в себя набор открытых контактных выводов 156, 158, расположенных на соответствующих разомкнутых концах обходной цепи. Контактные выводы 156, 158 располагаются на нижней стороне 160 печатной платы от электрического соединителя 114 функционального модуля и размещены внутри корпуса 120. Узел 154 переключателя с механическим приводом также располагается внутри корпуса и работает, размыкая и замыкая обходную цепь.The bypass circuit is formed on circuit board 112 and includes a set of exposed terminals 156, 158 located at respective open ends of the bypass circuit. Contact leads 156, 158 are located on the bottom side 160 of the printed circuit board from the electrical connector 114 of the functional module and are located inside the housing 120. The power switch assembly 154 is also located inside the housing and operates by opening and closing the bypass circuit.

Сигнальный тракт S сети Ethernet проиллюстрированного модуля 110 объединительной панели включает в себя проводящие дорожки, которые несет печатная плата 112, соответствующие четырем проводам обычного четырехпроводного кабеля сети Ethernet. Сигнальный тракт S задается четырьмя проводящими дорожками Sa, Sb, Sc и Sd, сформированными на печатной плате и соответствующими соответственным проводам кабеля сети Ethernet. См. фигуру 5.The Ethernet signal path S of the illustrated backplane module 110 includes traces carried by the printed circuit board 112 corresponding to the four wires of a conventional four-wire Ethernet cable. The signal path S is defined by four conductive tracks Sa, Sb, Sc and Sd formed on the printed circuit board and corresponding to the respective wires of the Ethernet cable. See figure 5.

Обходная сигнальная цепь 152 задается четырьмя нормально разомкнутыми проводящими дорожками 152a, 152b, 152c, 152d так, что каждый обходит соответствующую проводящую дорожку сигнального тракта S по шинной сети или каждый взаимно соединяет соответствующие проводящие дорожки двух колец R1 и R2.The bypass signal circuit 152 is defined by four normally open traces 152a, 152b, 152c, 152d, such that each bypasses a respective trace of the signal path S over the bus network, or each interconnects the respective traces of the two rings R1 and R2 .

Контактные выводы 156, 158 сформированы соответствующими наборами открытых контактных выводов 156a-156d и 158a-158d, расположенных на нижней стороне печатной платы. Четыре пары контактных выводов 156, 158 в проиллюстрированном варианте осуществления сформированы в виде четырех пар контактных площадок (156a, 158a), (156b, 158b), (156c, 158c) и (156d, 158d), которые разнесены друг от друга в направлении, поперечном оси DIN-рейки. Каждая пара площадок 156, 158 разнесена друг от друга параллельно оси DIN-рейки, как лучше видно на фигуре 8.The terminals 156, 158 are formed by respective sets of exposed terminals 156a-156d and 158a-158d located on the underside of the circuit board. The four pairs of terminals 156, 158 in the illustrated embodiment are formed as four pairs of pads (156a, 158a), (156b, 158b), (156c, 158c) and (156d, 158d) which are spaced from each other in the direction transverse to the axis of the DIN rail. Each pair of pads 156, 158 are spaced apart parallel to the axis of the DIN rail, as best seen in Figure 8.

Узел 154 переключателя с механическим приводом включает в себя четыре переключателя (описанные более подробно ниже), причем каждый переключатель связан с соответствующей парой контактных площадок 156, 158, размыкая и замыкая соответствующую проводящую дорожку 152.The power switch assembly 154 includes four switches (described in more detail below), with each switch associated with a respective pair of pads 156, 158, opening and closing a respective conductive track 152.

Далее описана конструкция узла 154 переключателя, которая лучше видна на фигурах 6-8. Держатель 162 контактов размещен под парой контактных площадок 156, 158. Держатель контактов сформирован из электроизолирующего полимера. Держатель контактов несет четыре электрических контакта 164, сформированных в виде разнесенных друг от друга одинаковых пружинных контактов 164a, 164b, 164c, 164d. Каждый пружинный контакт связан с соответствующей парой контактных площадок (156a, 158a), (156b, 158b), (156c, 158c) и (156d, 158d). Каждый пружинный контакт включает в себя пару изогнутых пружинных рычагов 166a, 166b, проходящих друг от друга в противоположных направлениях вдоль оси DIN-рейки. Каждый пружинный рычаг 166 включает в себя изогнутый контактный носик 168, который обращен к соответствующей контактной площадке на печатной плате.The following describes the design of the node 154 switch, which is better seen in figures 6-8. The contact holder 162 is placed below the pair of pads 156, 158. The contact holder is formed from an electrically insulating polymer. The contact holder carries four electrical contacts 164 formed as spaced identical spring contacts 164a, 164b, 164c, 164d. Each spring contact is associated with a respective pair of pads (156a, 158a), (156b, 158b), (156c, 158c) and (156d, 158d). Each spring contact includes a pair of curved spring arms 166a, 166b extending from each other in opposite directions along the axis of the DIN rail. Each spring arm 166 includes a curved contact nose 168 that faces a corresponding pad on the printed circuit board.

Держатель 162 контактов установлен с возможностью перемещения в корпусе 120 под печатной платой 112 для прямолинейного перемещения к и от печатной платы. Прямолинейное перемещение держателя контактов вызывает соответствующее совместное прямолинейное перемещение пружинных контактов 164, которые несет держатель контактов. Держатель контактов способен перемещаться между замкнутым положением, показанным на фигуре 6, и разомкнутым положением (лучше видно на фигуре 11). Пары внутренних плоских направляющих стенок 170 проходят в корпус от боковых стенок корпуса и вплотную размещаются в соответствующих узких пазах 172, сформированных на концах держателя контактов.The contact holder 162 is movably mounted in the housing 120 below the printed circuit board 112 for linear movement to and from the printed circuit board. The rectilinear movement of the contact holder causes a corresponding joint rectilinear movement of the spring contacts 164 carried by the contact holder. The contact carrier is movable between a closed position shown in Figure 6 and an open position (better seen in Figure 11). Pairs of inner planar guide walls 170 extend into the housing from the side walls of the housing and fit snugly into respective narrow slots 172 formed at the ends of the contact holder.

Когда держатель 162 контактов находится в замкнутом положении, держатель контактов находится ближе всего к печатной плате 112 с канатными носиками 168 в контакте с соответствующими контактными площадками 156 или контактными площадками 158. Каждый пружинный контакт 164a, 164b, 164c, 164d тем самым электрически соединяет соответствующие пары контактных площадок, связанные с пружинным контактом, и в результате этого замыкает соответствующую обходную сигнальную цепь 152.When the contact holder 162 is in the closed position, the contact holder is closest to the printed circuit board 112 with the rope noses 168 in contact with the respective pads 156 or pads 158. Each spring contact 164a, 164b, 164c, 164d thereby electrically connects the respective pairs pads associated with the spring contact, and as a result closes the corresponding bypass signal circuit 152.

Направляющие стенки 170 и пазы 172 держателя контактов помогают в противодействии перекосу или заклиниванию держателя 162 контактов, которые вызваны усилиями пружины, передаваемыми держателю контактов от пружинных контактов при перемещении держателя контактов относительно печатной платы 120 и когда держатель контактов находится в своем замкнутом положении.The guide walls 170 and slots 172 of the contact carrier assist in counteracting misalignment or jamming of the contact carrier 162 that is caused by spring forces imparted to the contact carrier from the spring contacts when the contact carrier is moved relative to the printed circuit board 120 and when the contact carrier is in its closed position.

Держатель 162 контактов перемещается от печатной платы 112 при перемещении из замкнутого положения в разомкнутое положение держателя контактов. Когда держатель контактов находится в разомкнутом положении, пружинные контакты 164 разнесены от контактных площадок 156, 158, а контактные носики 168 разнесены от контактных площадок воздушным зазором. Обходная сигнальная цепь 152 разомкнута и не несет обходной сигнал.The contact holder 162 moves away from the circuit board 112 when moving from the closed position to the open position of the contact holder. When the contact holder is in the open position, the spring contacts 164 are spaced from the pads 156, 158 and the contact noses 168 are spaced from the pads by an air gap. Bypass signal circuit 152 is open and carries no bypass signal.

Пружинный узел 174, который поджимает держатель 162 контактов в замкнутое положение, размещен внутри корпуса 120. Пружинный узел включает в себя пару пружин 176 сжатия, установленных на удлиненных стойках 178, ограниченных нижней стенкой корпуса. Пружины соприкасаются (противостоят) с ровными нижними опорными поверхностями 180 держателя контактов. Длина при сжатии и формируемое усилие пружины у пружин 176 определяется расстоянием между опорными поверхностями 180 и нижней стенкой 124 корпуса.The spring assembly 174, which presses the contact holder 162 into the closed position, is housed within the housing 120. The spring assembly includes a pair of compression springs 176 mounted on elongated posts 178 bounded by the bottom wall of the housing. The springs contact (oppose) the flat bottom bearing surfaces 180 of the contact carrier. The compression length and generated spring force of the springs 176 is determined by the distance between the bearing surfaces 180 and the bottom wall 124 of the housing.

Электрические контакты 164 располагаются между пружинами.Electrical contacts 164 are located between the springs.

Пара приводов 182 используется вместе, приводя в движение держатель 162 контактов из замкнутого положения в разомкнутое положение. Приводы являются удлиненными элементами, каждый из которых сформирован как одно целое с держателем 162 контактов, которые проходят вверх от соответствующих поверхностей 180 держателя контактов. См. фигуру 7. Приводы проходят свободно через соответствующие выровненные сквозные отверстия, сформированные в и проходящие через печатную плату 122 и плоский участок 144 верхней крышки корпуса. Приводы разнесены на одинаковое расстояние от и расположены относительно близко к стороне корпуса 146 электрического соединителя функционального модуля, обращенной к правому электрическому соединителю 118.A pair of actuators 182 are used together to drive the contact carrier 162 from a closed position to an open position. The actuators are elongated elements, each of which is integrally formed with the contact holder 162, which extend upward from the respective surfaces 180 of the contact holder. See Figure 7. The actuators pass freely through corresponding aligned through holes formed in and through the printed circuit board 122 and flat section 144 of the top cover of the housing. The actuators are equidistantly spaced from and relatively close to the side of the functional module electrical connector housing 146 facing the right electrical connector 118.

Приводы 182 выходят из корпуса 120 ровными, как правило, находящимися в одной плоскости поверхностями 184 верхнего конца, которые в целом параллельны ровной крышке 144.Actuators 182 emerge from housing 120 as flat, generally coplanar top end surfaces 184 that are generally parallel to flat cover 144.

Фигуры 9-11 иллюстрируют модуль 110 объединительной панели с функциональным модулем 310, функционально присоединенным к модулю 110 объединительной панели. Функциональный модуль включает в себя электрический соединитель 312 объединительной панели, который взаимно соединяется с электрическим соединителем 114 функционального модуля у модуля объединительной панели. Для упрощения чертежей электронные компоненты функционального модуля, отличные от электрического соединителя объединительной панели, исключены.Figures 9-11 illustrate a backplane module 110 with a functional module 310 operatively coupled to the backplane module 110. The functional module includes a backplane electrical connector 312 that is mutually connected to the functional module electrical connector 114 of the backplane module. To simplify the drawings, the electronic components of the functional module other than the backplane electrical connector are omitted.

Присоединение функционального модуля к модулю объединительной панели приводит в движение держатель 162 контактов из его замкнутого положения, показанного на фигуре 6, в его разомкнутое положение, показанное на фигуре 11, в результате чего размыкаются обходные цепи 152a-152d. Позже удаление функционального модуля из модуля объединительной панели позволяет пружинному узлу 174 возвращать держатель контактов из его разомкнутого положения обратно в его замкнутое положение, в результате чего замыкаются обходные цепи 152a-152d.Attaching the functional module to the backplane module drives the contact holder 162 from its closed position, shown in Figure 6, to its open position, shown in Figure 11, thereby opening the bypass circuits 152a-152d. Later, removal of the functional module from the backplane module allows the spring assembly 174 to return the contact holder from its open position back to its closed position, thereby closing the bypass circuits 152a-152d.

Электрический соединитель 312 объединительной панели расположен в корпусе функционального модуля 310. Корпус функционального модуля имеет ровную нижнюю стенку 316. Электрический соединитель объединительной панели выровнен с отверстием 318 в нижней стенке, которое имеет размер, чтобы вплотную размещать крышку 146 корпуса при подсоединении электрического соединителя объединительной панели к электрическому соединителю функционального модуля. Поперечная плоская боковая стенка 320 располагается вдоль одной стороны отверстия и проходит вверх к электрическому соединителю объединительной панели. Боковая стенка и крышка 146 корпуса взаимодействуют друг с другом при направлении относительного перемещения функционального модуля и обеспечении выравнивания электрических соединителей 114, 312 при присоединении или отсоединении электрических соединителей.The backplane electrical connector 312 is located in the functional module housing 310. The functional module housing has a flat bottom wall 316. The backplane electrical connector aligns with an opening 318 in the bottom wall that is sized to snugly accommodate the housing cover 146 when connecting the backplane electrical connector to the electrical connector of the functional module. A transverse flat side wall 320 extends along one side of the opening and extends upward to the backplane electrical connector. The side wall and the housing cover 146 cooperate with each other in the direction of relative movement of the functional module and ensure the alignment of the electrical connectors 114, 312 when connecting or disconnecting the electrical connectors.

Функциональный модуль 310 также включает в себя обычные элементы, которые противодействуют дальнейшему перемещению электрического соединителя 312 объединительной панели в направлении электрического соединителя 114 функционального модуля после того, как соединители будут полностью соприкасаться друг с другом.The functional module 310 also includes conventional features that resist further movement of the backplane electrical connector 312 towards the functional module electrical connector 114 after the connectors are in full contact with each other.

Нижняя стенка 316 функционального модуля включает в себя ровный плоский участок 322, который параллелен плоскому участку 144 верхней крышки, и когда электрические соединители 114, 312 направляются для присоединения, они прикрепляются друг к другу или отсоединяются друг от друга.The bottom wall 316 of the functional module includes a flat, flat portion 322 that is parallel to the flat portion 144 of the top cover, and when the electrical connectors 114, 312 are guided for connection, they attach to or detach from each other.

Приводы 182 находятся на пути перемещения участка 322 нижней стенки при соединении электрических соединителей 114, 312. Когда электрический соединитель 312 сначала перемещается в участок 148 розетки верхней крышки, участок 322 нижней стенки соприкасается с и нажимает на верхние поверхности 184 приводов 182. Перемещение при продолжении присоединения функционального модуля 310 побуждает участок 322 нижней стенки толкать приводы в корпус и толкать держатель 162 контактов (контактный элемент) из его замкнутого положения в его разомкнутое положение.The actuators 182 are in the path of movement of the bottom wall section 322 when the electrical connectors 114, 312 are connected. function module 310 causes the bottom wall portion 322 to push the actuators into the housing and push the contact holder 162 (contact element) from its closed position to its open position.

Когда электрические соединители 114, 312 полностью соприкасаются и соединены друг с другом, как показано на фигуре 11, держатель 162 контактов протолкнут функциональным модулем 310 в разомкнутое положение, как показано на фигуре. Теперь цепи 152a-152d обходного переключателя являются разомкнутыми цепями, и сигнальный тракт S проходит через функциональный модуль 310, а не через цепи обходного переключателя.When the electrical connectors 114, 312 are fully engaged and connected to each other as shown in Figure 11, the contact holder 162 is pushed by the function module 310 to the open position as shown in the Figure. The bypass switch circuits 152a-152d are now open circuits, and the signal path S passes through the function module 310 and not through the bypass switch circuits.

Первоначальное перемещение держателя 162 контактов из его замкнутого положения не размыкает цепи 152a-152d обходного переключателя. Упругая деформация пружинных рычагов удерживает контактные носики 168 на контактных площадках 156-158 во время этого первоначального перемещения. Контактные носики демонстрируют холостой ход в направлении перемещения держателя контактов во время первоначального перемещения держателя контактов из замкнутого положения в разомкнутое положение (другие варианты осуществления узла обходного переключателя могут фактически не включать в себя холостой ход контактных носиков, осуществляемый держателем контактов).The initial movement of the contact holder 162 from its closed position does not open the bypass switch circuits 152a-152d. The elastic deformation of the spring arms keeps the contact noses 168 on the contact pads 156-158 during this initial movement. The contact noses exhibit idling in the direction of movement of the contact holder during the initial movement of the contact holder from the closed position to the open position (other embodiments of the bypass switch assembly may not actually include contact nose idling by the contact holder).

Фигура 6 иллюстрирует держатель 162 контактов в его замкнутом положении, но с пружинным рычагом 164 в его ненагруженной, ненапряженной форме. Холостой ход контактных носиков 168 контактного элемента равен упругой деформации контактного носика от его ненагруженного положения, показанного на фигуре 6, до его фактической формы с контактным носиком, прижатым к контактной площадке 156 или контактной площадке 158.Figure 6 illustrates the contact holder 162 in its closed position, but with the spring arm 164 in its unloaded, unstressed form. The free play of the contact noses 168 of the contact element is equal to the elastic deformation of the contact nose from its unloaded position, shown in figure 6, to its actual shape with the contact nose pressed against the contact pad 156 or pad 158.

В проиллюстрированном варианте осуществления электрические соединители 114, 312 создают электрическое соединение друг с другом до того, как контактные носики 168 пружинного рычага теряют контакт с контактными площадками 156, 168. Электрический соединитель функционального модуля механически входит в соприкосновение с электрическим соединителем 314 объединительной панели на первоначальном расстоянии 184 механического соприкосновения (см. фигуру 11) до того, как электрические соединители 114, 314 электрически соединяются друг с другом. Электрический соединитель функционального модуля и электрический соединитель объединительной панели продолжают электрическое соединение друг с другом по мере того, как электрический соединитель функционального модуля механически соприкасается с электрическим соединителем объединительной панели на втором расстоянии 186 механического соприкосновения до тех пор, пока электрические соединители не будут полностью механически соприкасаться друг с другом.In the illustrated embodiment, the electrical connectors 114, 312 make an electrical connection with each other before the spring arm contact noses 168 lose contact with the pads 156, 168. The functional module electrical connector mechanically engages the backplane electrical connector 314 at an initial distance 184 mechanical contact (see figure 11) before the electrical connectors 114, 314 are electrically connected to each other. The functional module electrical connector and the backplane electrical connector continue to electrically connect with each other as the functional module electrical connector mechanically contacts the backplane electrical connector at a second mechanical contact distance 186 until the electrical connectors are fully mechanically engaged with each other. with friend.

Электрические соединения между электрическим соединителем 114 функционального модуля и электрическим соединителем 312 объединительной панели у функционального модуля при присоединении функционального модуля к электрическому соединителю функционального модуля создаются во время фазы холостого хода при перемещении держателя контактов из замкнутого положения. Электрическое соединение между электрическими соединителями 114, 312 создается до того, как размыкается узел 154 обходного переключателя с тем, чтобы гарантировать отсутствие потери непрерывности сигналов при присоединении функционального модуля.Electrical connections between the functional module electrical connector 114 and the backplane electrical connector 312 at the functional module when the functional module is connected to the functional module electrical connector are made during the idle phase when the contact carrier is moved from the closed position. An electrical connection between the electrical connectors 114, 312 is made before the bypass switch assembly 154 is opened to ensure that there is no loss of signal continuity when the functional module is connected.

Когда функциональный модуль 310 удаляется из модуля 110 объединительной панели, пружины 176 сжатия поджимают держатель 162 контактов обратно в его замкнутое положение. Контактные носики 168 повторно соприкасаются с контактными площадками 156, 158 до того, как держатель контактов достигает замкнутого положения. Контактные носики демонстрируют тот же самый холостой ход в направлении перемещения держателя контактов во время завершающей части перемещения держателя контактов из разомкнутого положения в замкнутое положение. Электрическое соединение между модулем объединительной панели и функциональным модулем прерывается во время фазы холостого хода контактных носиков по мере того, как держатель контактов перемещается в замкнутое положение, чтобы отсутствовала потеря непрерывности сигналов при удалении функционального модуля из модуля объединительной панели.When the functional module 310 is removed from the backplane module 110, the compression springs 176 force the contact holder 162 back into its closed position. The contact noses 168 re-engage with the pads 156, 158 before the contact holder reaches the closed position. The contact noses show the same idling in the direction of movement of the contact holder during the final part of the movement of the contact holder from the open position to the closed position. The electrical connection between the backplane module and the functional module is interrupted during the idle phase of the contact noses as the contact holder moves to the closed position so that there is no loss of signal continuity when the functional module is removed from the backplane module.

Фигуры 12-17 иллюстрируют модуль 110a объединительной панели по второму варианту осуществления. Модуль 110a объединительной панели подобен модулю 110 объединительной панели и поэтому будут обсуждаться только отличия. Такие же ссылочные позиции, которые использовались при описании модуля 110 объединительной панели по первому варианту осуществления, будут использованы для соответствующих элементов модуля 110a объединительной панели по второму варианту осуществления.Figures 12-17 illustrate the backplane module 110a according to the second embodiment. The backplane module 110a is similar to the backplane module 110 and therefore only the differences will be discussed. The same reference numerals that were used in describing the backplane module 110 of the first embodiment will be used for the corresponding elements of the backplane module 110a of the second embodiment.

В этом варианте осуществления держатель 162 контактов узла 150 обходного переключателя поворачивается вокруг оси поворота, а не совершает прямолинейное перемещение при перемещении между разомкнутым и замкнутым положениями. Сторона держателя контактов прикреплена к валу 186, сформированному как одно целое с держателем контактов. Вал установлен с возможностью вращения с помощью защелки или посадки с натягом в разнесенных опорах 188. Вал соосен с осью поворота и простирается поперек оси DIN-рейки.In this embodiment, the contact holder 162 of the bypass switch assembly 150 rotates about the pivot axis rather than making a straight line movement when moving between the open and closed positions. The side of the contact holder is attached to a shaft 186 integrally formed with the contact holder. The shaft is rotatably mounted with a snap or interference fit in spaced supports 188. The shaft is coaxial with the axis of rotation and extends across the axis of the DIN rail.

Вал 186 позволяет держателю контактов поворачиваться вокруг оси вала и перемещаться из его замкнутого положения, которое лучше видно на фигурах 15 и 16, в его разомкнутое положение (показанное на фигуре 20).Shaft 186 allows the contact holder to rotate about the axis of the shaft and move from its closed position, best seen in Figures 15 and 16, to its open position (shown in Figure 20).

Обходная цепь 152 замкнута, когда держатель 162 контактов находится в замкнутом положении. Обходная цепь разомкнута, когда держатель контактов находится в разомкнутом положении.The bypass circuit 152 is closed when the contact holder 162 is in the closed position. The bypass circuit is open when the contact carrier is in the open position.

Держатель 162 контактов имеет разнесенные поперечины 189a, 189b, параллельные валу 186. Поперечины располагаются на противоположных сторонах наборов контактных площадок 156, 158, расположенных на нижней поверхности 160 печатной платы 112. Каждая поперечина несет пару пружинных контактов (164a, 164с) или пружинных контактов (164b, 164d). Каждый пружинный контакт имеет пару изогнутых пружинных рычагов 166, которые проходят бок о бок друг с другом, и контактный носик 168 на каждом пружинном рычаге. Контактный носик 168 каждого пружинного рычага создает контакт с соответствующей парой контактных площадок 156, 158, замыкая обходную сигнальную цепь 152, связанную с парой контактных площадок.The contact holder 162 has spaced crossbars 189a, 189b parallel to the shaft 186. The crossbars are located on opposite sides of sets of pads 156, 158 located on the bottom surface 160 of the printed circuit board 112. Each crossbar carries a pair of spring contacts (164a, 164c) or spring contacts ( 164b, 164d). Each spring contact has a pair of curved spring arms 166 that extend side by side with each other and a contact nose 168 on each spring arm. The contact nose 168 of each spring arm makes contact with the corresponding pair of pads 156, 158, completing the signal bypass circuit 152 associated with the pair of pads.

Пружинный узел 174 включает в себя пару пружин 176 сжатия, которые прикладывают крутящий момент к держателю 162 контактов, осуществляя поджатие поворота держателя 162 контактов в замкнутое положение. Нижние концы пружин сжатия размещены в открытых каналах 178, которые ограничиваются нижней стенкой 128 корпуса. Верхние концы пружин сжатия окружают выпуклости 180, проходящие вниз из держателя контактов.The spring assembly 174 includes a pair of compression springs 176 that apply a torque to the contact holder 162 to cause the contact holder 162 to rotate into a closed position. The lower ends of the compression springs are placed in open channels 178, which are limited by the bottom wall 128 of the housing. The upper ends of the compression springs are surrounded by bulges 180 extending downward from the contact holder.

Приводы 182 расположены вдоль стороны держателя контактов на расстоянии от вала и проходят через выровненные сквозные отверстия в печатной плате и верхней стенке корпуса. Отверстия имеют такой размер, чтобы обеспечивать поворот держателя контактов без помех со стороны приводов, трущихся о стороны отверстий.The actuators 182 are located along the side of the contact carrier, spaced from the shaft, and pass through aligned through holes in the circuit board and top wall of the housing. The holes are sized to allow the contact carrier to rotate without interference from the actuators rubbing against the sides of the holes.

Фигуры 12-17 иллюстрируют модуль 110a объединительной панели без функционального модуля, присоединенного к электрическому соединителю 114 функционального модуля. Держатель 162 контактов находится в своем замкнутом положении, пружинный узел 174 прижимает контактные носики пружинных контактов к контактным площадкам. Один из пружинных рычагов нарисован на фигуре 15 в его ненагруженном, ненапряженном состоянии, чтобы показать величину холостого хода при повороте контактных носиков (соответствующего холостому ходу при прямолинейном перемещении контактных носиков у модуля 110 объединительной панели по первому варианту осуществления), когда держатель контактов поворачивается в или из замкнутого положения.Figures 12-17 illustrate a backplane module 110a without a functional module connected to an electrical connector 114 of the functional module. The contact holder 162 is in its closed position, the spring assembly 174 presses the contact noses of the spring contacts against the pads. One of the spring arms is drawn in FIG. 15 in its unloaded, unstressed state to show the amount of free travel when the contact noses are rotated (corresponding to the free travel when the contact noses move in a straight line in the backplane module 110 of the first embodiment) when the contact holder is rotated to or from closed position.

Фигуры 18-20 иллюстрируют модуль 110a объединительной панели с функциональным модулем 310, присоединенным к электрическому соединителю 114 функционального модуля. Участок 322 нижней стенки функционального модуля находится в соприкосновении с приводами 182 и побуждает держатель 162 контактов поворачиваться в разомкнутое положение. Обходная цепь 152 теперь разомкнута и поток S сигналов проходит через электрический соединитель 114 функционального модуля и электрический соединитель 312 объединительной панели.Figures 18-20 illustrate a backplane module 110a with a functional module 310 connected to an electrical connector 114 of the functional module. The section 322 of the bottom wall of the functional module is in contact with the actuators 182 and causes the contact holder 162 to rotate to the open position. The bypass circuit 152 is now open and signal flow S passes through the functional module electrical connector 114 and the backplane electrical connector 312.

Когда функциональный модуль 310 удаляется из электрического соединителя 114 функционального модуля, пружины 176 поджимают держатель 162 контактов обратно в его замкнутое положение, замыкая обходную цепь 152. Сигнальный тракт S проходит через обходную цепь, а не через электрический соединитель функционального модуля.When function module 310 is removed from function module electrical connector 114, springs 176 force contact holder 162 back into its closed position, completing bypass circuit 152. The S signal path passes through the bypass circuit and not through the function module electrical connector.

Холостой ход контактных носиков обеспечивает точно такое же поведение по принципу «замыкание-разрыв» электрических соединителей 114, 312 и обходных цепей 152, как описано ранее для модуля 110 объединительной панели по первому варианту осуществления, при присоединении или отсоединении функционального модуля к/от модуля 110a объединительной панели.The idling of the spouts provides exactly the same make-and-break behavior of the electrical connectors 114, 312 and bypass circuits 152 as previously described for the backplane module 110 of the first embodiment when attaching or detaching a functional module to/from module 110a backplane.

Прерывание сигнала в сигнальном тракте S, вызванное удалением функционального модуля из сети, может отличаться в сетях разных топологий.Signal interruption in the signal path S caused by the removal of a functional module from the network may differ in networks of different topologies.

Например, фигура 27 иллюстрирует участок промышленной сети 610 управления, которая включает в себя монолитную объединительную панель 612. Объединительная панель 612 ограничивает участок сети кольцевой топологии для сети Ethernet, который передает данные сети по объединительной панели, при этом обеспечивая сетевое резервирование в случае одиночного прерывания сигнала.For example, Figure 27 illustrates a section of an industrial control network 610 that includes a monolithic backplane 612. The backplane 612 defines a section of an Ethernet ring topology network that carries network data over the backplane while providing network redundancy in the event of a single signal interruption. .

Объединительная панель несет головной модуль 612, который осуществляет связь для передачи данных между объединительной панелью и PLC (не показано), и ряд функциональных модулей 614, присоединенных к электрическим соединителям функционального модуля (не показаны) на объединительной панели. Функциональные модули записывают и/или считывают данные в или из кольцевой сети. Концевые модули 616, 618 замыкают кольцевую топологию на обоих концах объединительной панели.The backplane carries a head module 612 that performs data communications between the backplane and a PLC (not shown) and a number of function modules 614 connected to functional module electrical connectors (not shown) on the backplane. The function modules write and/or read data to or from the ring network. End modules 616, 618 complete the ring topology at both ends of the backplane.

Объединительная панель 612 и концевые модули 616, 618 совместно задают сигнальный тракт S кольцевой сети, состоящий из пары колец R1 и R2, каждое из которых способно независимо передавать данные между головным модулем 612 и функциональными модулями 614. Объединительная панель 612 несет две стороны каждого из колец R1 и R2, которые замыкаются концевыми модулями.Backplane 612 and end modules 616, 618 jointly define a signal path S of the ring network, consisting of a pair of rings R1 and R2, each of which is capable of independently transmitting data between the head module 612 and functional modules 614. Backplane 612 carries two sides of each of the rings R1 and R2 , which are closed by end modules.

Если удаляется единственный функциональный модуль 614, то прерывание сигнала, вызванное этим удалением, размыкает кольца R1 и R2, как показано на фигуре 28. Коммутатор 620 сети Ethernet в функциональном модуле, смежном с модулем, в котором прервался сигнал, может переносить данные из одного кольца в другое кольцо, поддерживая непрерывность сигнального тракта между головным модулем 612 и присоединенными функциональными модулями.If the single function module 614 is removed, then the signal interruption caused by this removal opens the R1 and R2 rings, as shown in Figure 28. rings to another ring, maintaining continuity of the signal path between the head unit 612 and attached functional modules.

Но если пара функциональных модулей 614 будет удалена с противоположных сторон присоединенного модуля 614a, как показано на фигуре 29, то сигнальный тракт S прерывается на обеих сторонах присоединенного функционального модуля 614a. Функциональный модуль 614a «выключается» в сети и теряет возможность осуществления связи с головным модулем 610 и другими функциональными модулями 614.But if a pair of functional modules 614 are removed from opposite sides of the attached functional module 614a, as shown in Figure 29, then the signal path S is interrupted on both sides of the attached functional module 614a. Functional module 614a "goes offline" on the network and loses the ability to communicate with the head module 610 and other functional modules 614.

Фигура 21 схематично иллюстрирует печатную плату 120 для модуля объединительной панели, предназначенного для формирования части модульной объединительной панели, задающей двухкольцевую сеть Ethernet типа, показанного на фигурах 25-27. Модуль объединительной панели включает в себя узел 150 переключателя объединительной панели, идентичный узлу переключателя объединительной панели модуля 110 объединительной панели или модуля 110a объединительной панели, но предназначенный для поддержания непрерывности сигналов по кольцевым участкам, которые переносятся печатной платой. Для упрощения чертежа на фигуре показаны только участки узла переключателя объединительной панели на печатной плате 120.Figure 21 schematically illustrates a circuit board 120 for a backplane module for forming part of a modular backplane defining a dual ring Ethernet network of the type shown in Figures 25-27. The backplane module includes a backplane switch assembly 150 identical to the backplane switch assembly of backplane module 110 or backplane module 110a, but designed to maintain signal continuity over the annular portions that are carried by the printed circuit board. To simplify the drawing, only portions of the backplane switch assembly on circuit board 120 are shown in the figure.

Модуль 110b объединительной панели подобен модулям 110, 110a объединительной панели, но предназначен для задания и формирования части сигнального тракта S двухкольцевой сети Ethernet, показанного на фигурах 25-27. Участки колец R1 и R2, которые переносятся печатной платой 112, заданы проводящими дорожками Sa, Sb, Sc, Sd, которые соответствуют четырем проводам обычного четырехпроводного кабеля сети Ethernet.The backplane module 110b is similar to the backplane modules 110, 110a, but is designed to define and form part of the Ethernet dual ring signal path S shown in Figures 25-27. The portions of the rings R1 and R2 that are carried by the printed circuit board 112 are defined by the conductive tracks Sa , Sb , Sc , Sd , which correspond to the four wires of a conventional four-wire Ethernet cable.

Когда функциональный модуль 310 не присоединен к электрическому соединителю 114 функционального модуля, узел 150 переключателя объединительной панели замыкает кольца R1, R2 и поддерживает непрерывность сигналов через разрыв в обоих кольцах, вызванный отсутствием функционального модуля. Когда функциональный модуль присоединяется к электрическому соединителю функционального модуля, узел переключателя объединительной панели размыкается и кольца R1, R2 проходят через присоединенный функциональный модуль.When the function module 310 is not connected to the function module electrical connector 114, the backplane switch assembly 150 closes the rings R1 , R2 and maintains signal continuity through a break in both rings caused by the absence of the function module. When a function module is attached to the function module's electrical connector, the backplane switch assembly opens and rings R1 , R2 pass through the connected function module.

Каждый вышеописанный электрический контакт 164 имеет пару контактных носиков 168, которые создают или прерывают соединения с парой контактных выводов 156, 158 на печатной плате. Альтернативная конструкция электрического контакта показана на фигуре 22. Электрический контакт 164’, подобно электрическому контакту 164, имеет один пружинный рычаг, постоянно прикрепленный к печатной плате, а другой пружинный рычаг является свободным рычагом с контактным носиком 168. Контактный носик 168 создает или прерывает контакт с единственным контактным выводом на печатной плате, замыкая и размыкая цепь обходного переключателя, связанную с электрическим контактом. Контактный носик 168 также может быть сконструирован с холостым ходом, как проиллюстрировано на фигуре.Each electrical contact 164 described above has a pair of contact noses 168 that make or break connections to a pair of terminals 156, 158 on a printed circuit board. An alternative design of the electrical contact is shown in FIG. the only pin on the PCB, closing and opening the bypass switch circuit associated with the electrical contact. The contact spout 168 can also be designed with an idle stroke as illustrated in the figure.

Привод 182 в возможных вариантах осуществления снабжен несколькими приводными элементами. Фигура 23 иллюстрирует электрический контакт 164’, полностью прикрепленный к приводному элементу 182’, которые сформированы единой штамповкой из металлической пластины. Каждый электрический контакт 164’ многоконтактного узла обходного переключателя в этом варианте осуществления как одно целое присоединен к соответствующему приводному элементу 182’, причем несколько приводных элементов формируют привод. В проиллюстрированном варианте осуществления пружина 176’ сжатия (нарисованная на фигуре 23 пунктирными линиями в упрощенной форме) окружает приводной элемент 182’ и зафиксирована между верхней крышкой 144 и увеличенным верхним концом приводного элемента. Пружина поджимает электрический контакт в направлении его замкнутого положения.The drive 182 in possible embodiments is provided with several drive elements. Figure 23 illustrates the electrical contact 164' fully attached to the drive element 182', which are formed by a single stamping of a metal plate. Each electrical contact 164' of the multi-contact bypass switch assembly in this embodiment is integrally connected to a respective drive element 182', with multiple drive elements forming a drive. In the illustrated embodiment, a compression spring 176' (drawn in simplified form in dashed lines in FIG. 23) surrounds the drive member 182' and is fixed between the top cover 144 and the enlarged upper end of the drive member. The spring compresses the electrical contact towards its closed position.

Функциональные модули 310 предназначены для пропускания потока S сигналов через модуль. Однако, к модулю 110, 110a или 110b объединительной панели по любому варианту осуществления также может быть присоединен «фиктивный модуль». Фиктивный модуль механически сопрягается с электрическим соединителем 114 функционального модуля или розеткой 148 корпуса, не формируя электрических соединений с электрическим соединителем функционального модуля. Фиктивный модуль не будет включать в себя структуру, которая соприкасается с приводами 182 и поэтому присоединение фиктивного модуля не прерывает обходную цепь 152. Фиктивный модуль может быть использован в качестве защитной крышки для розетки 148 корпуса или использован для некоторых других целей, когда обходная цепь должна оставаться замкнутой.Functional modules 310 are designed to pass a stream of signals S through the module. However, a "dummy module" can also be attached to the backplane module 110, 110a or 110b of any embodiment. The dummy module mechanically mates with the functional module's electrical connector 114 or housing receptacle 148 without making electrical connections to the functional module's electrical connector. The dummy module will not include structure that comes into contact with the actuators 182 and therefore the connection of the dummy module does not interrupt the bypass circuit 152. The dummy module can be used as a protective cover for housing receptacle 148 or used for some other purpose where the bypass circuit must remain closed.

Другие варианты осуществления узла обходного переключателя могут включать в себя больше или меньше пар контактных площадок в зависимости от проводящих дорожек, необходимых для типа сигнала, который переносится модулем объединительной панели, и компоновка контактных площадок может отличаться от показанных в проиллюстрированных вариантах осуществления.Other embodiments of the bypass switch assembly may include more or fewer pad pairs depending on the conductive traces required for the type of signal carried by the backplane module, and the pad layout may differ from those shown in the illustrated embodiments.

Нет необходимости в том, чтобы электрические контакты узла обходного переключателя с двумя или более электрическими контактами были идентичными друг другу. Если, например, один из электрических контактов передает высокочастотный сигнал данных, то один электрический контакт может иметь элементы, предназначенные для минимизации ослабления сигнала данных, передаваемого через контакт, причем другие электрические контакты не включают в себя такие элементы.It is not necessary for the electrical contacts of the bypass switch assembly with two or more electrical contacts to be identical to each other. If, for example, one of the electrical contacts transmits a high frequency data signal, then one electrical contact may have features designed to minimize attenuation of the data signal transmitted through the contact, and the other electrical contacts do not include such features.

Хотя это изобретение включает один или более иллюстративных подробно описанных вариантов осуществления, следует понимать, что каждый из упомянутых одного или более вариантов осуществления может быть модифицирован и что объем этого раскрытия не ограничивается точными подробностями, изложенными в данном документе, а включает в себя такие модификации, которые будут очевидны обычному специалисту в соответствующей области техники, включая (но не ограничиваясь этим) изменения в выборе материала, размере, рабочих диапазонах (ход держателя контактов, холостой ход и подобное), среде использования, числе и компоновке контактных площадок, монолитной против модульной конструкции объединительной панели и подобного, а также такие изменения и переделки, которые попадают в рамки нижеследующей формулы изобретения.While this invention includes one or more illustrative embodiments described in detail, it should be understood that each of said one or more embodiments may be modified and that the scope of this disclosure is not limited to the exact details set forth herein, but includes such modifications, which will be apparent to one of ordinary skill in the relevant art, including (but not limited to) changes in material selection, size, operating ranges (contact holder travel, idle travel, and the like), usage environment, number and layout of pads, monolithic versus modular design backplane and the like, as well as such changes and alterations that fall within the scope of the following claims.

1. Объединительная панель или модуль объединительной панели для передачи данных по сигнальному тракту сети, причем объединительная панель или модуль объединительной панели такого типа, который выполнен с возможностью присоединения функционального модуля к объединительной панели или модулю объединительной панели для соединения функционального модуля с сигнальным трактом, причем объединительная панель или модуль объединительной панели содержит:1. Backplane or backplane module for data transmission over the signal path of the network, moreover, the backplane or backplane module of the type that is configured to attach a functional module to the backplane or backplane module to connect the functional module to the signal path, moreover, the backplane a panel or backplane module contains:

печатную плату, электрический соединитель функционального модуля, выполненный с возможностью разъемным образом электрически и механически соединяться с функциональным модулем для создания электрических соединений между ними, и узел обходной цепи; a printed circuit board, an electrical connector of the functional module, configured to be detachably electrically and mechanically connected to the functional module to create electrical connections therebetween, and a bypass assembly;

при этом печатная плата содержит первую сторону, противоположную вторую сторону, отделенную от первой стороны на толщину печатной платы, и электропроводящий сигнальный тракт сети;wherein the printed circuit board contains the first side opposite the second side, separated from the first side by the thickness of the printed circuit board, and an electrically conductive signal path of the network;

электрический соединитель функционального модуля присоединен к первой стороне печатной платы и содержит электропроводящий сигнальный тракт, последовательный с сигнальным трактом сети печатной платы, причем сигнальный тракт имеет разомкнутый участок, размещенный между первым и вторым участками сигнального тракта сети, когда функциональный модуль не соединен с упомянутым электрическим соединителем функционального модуля;the electrical connector of the functional module is connected to the first side of the printed circuit board and contains an electrically conductive signal path in series with the signal path of the network of the printed circuit board, and the signal path has an open section located between the first and second sections of the signal path of the network when the functional module is not connected to the said electrical connector functional module;

узел обходной цепи содержит обходную цепь, переключатель обходной цепи механического действия, содержащий электрический контакт, и привод;the bypass assembly includes a bypass circuit, a mechanical bypass switch comprising an electrical contact, and an actuator;

обходная цепь формирует участок печатной платы, причем обходная цепь содержит электропроводящий обходной сигнальный тракт и первый и второй наборы электрических выводов, причем обходной сигнальный тракт присоединен последовательно между первым и вторым участками сигнального тракта сети, обходной сигнальный тракт проходит параллельно по разомкнутому участку сигнального тракта сети, обходной сигнальный тракт содержит первый участок, соединенный с первым участком сигнального тракта сети, второй участок, соединенный со вторым участком сигнального тракта сети, и разомкнутый участок, размещенный между первым и вторым участками обходного сигнального тракта;the bypass circuit forms a section of the printed circuit board, and the bypass circuit contains an electrically conductive bypass signal path and the first and second sets of electrical leads, and the bypass signal path is connected in series between the first and second sections of the network signal path, the bypass signal path runs in parallel along an open section of the network signal path, the bypass signal path includes a first section connected to the first section of the signal path of the network, a second section connected to the second section of the signal path of the network, and an open section located between the first and second sections of the bypass signal path;

первый участок обходного сигнального тракта содержит первый набор электрических выводов, второй участок обходного сигнального тракта содержит второй набор электрических выводов, причем первый и второй наборы электрических выводов не находятся в электрической непрерывности друг с другом;the first section of the bypass signal path contains the first set of electrical outputs, the second section of the bypass signal path contains the second set of electrical outputs, and the first and second sets of electrical outputs are not in electrical continuity with each other;

электрический контакт способен перемещаться относительно печатной платы между разнесенными замкнутым и разомкнутым положениями, причем электрический контакт соприкасается с по меньшей мере одним из первого и второго наборов электрических выводов обходной цепи и замыкает обходной сигнальный тракт, когда электрический контакт находится в замкнутом положении, причем электрический контакт разнесен от и не соприкасается с упомянутым по меньшей мере одним из первого и второго наборов электрических выводов обходной цепи, когда электрический контакт находится в разомкнутом положении;the electrical contact is movable relative to the printed circuit board between spaced closed and open positions, wherein the electrical contact contacts at least one of the first and second sets of bypass electrical terminals and completes the bypass signal path when the electrical contact is in the closed position, the electrical contact being spaced apart away from and not in contact with said at least one of the first and second sets of electrical bypass terminals when the electrical contact is in the open position;

привод соединен с электрическим контактом и способен совместно перемещаться с электрическим контактом, причем привод, размещенный на первой стороне печатной платы, проходит от первой стороны печатной платы к свободному концу привода, при этом свободный конец разнесен от печатной платы, когда электрический контакт находится в замкнутом положении, при этом усилие, приложенное к свободному концу привода, когда электрический контакт находится в замкнутом положении, поджимающее свободный конец привода к печатной плате, также поджимает электрический контакт в направлении разомкнутого положения электрического контакта.an actuator connected to and co-movable with the electrical contact, wherein the actuator located on the first side of the printed circuit board extends from the first side of the printed circuit board to the free end of the actuator, the free end being spaced apart from the printed circuit board when the electrical contact is in the closed position , wherein the force applied to the free end of the actuator when the electrical contact is in the closed position, pressing the free end of the actuator against the printed circuit board, also presses the electrical contact towards the open position of the electrical contact.

2. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых переключатель обходной цепи содержит держатель контактов, удерживающий электрический контакт, причем держатель контактов выполнен из электрического изолятора, а привод жестко прикреплен к держателю контактов.2. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the bypass switch includes a contact holder holding an electrical contact, the contact holder being made of an electrical insulator and the actuator rigidly attached to the contact holder.

3. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 2, в которых держатель контактов и привод сформированы в виде цельного единого элемента.3. The backplane or backplane module of claim 2, wherein the contact carrier and actuator are formed as a one-piece unit.

4. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых электрический контакт содержит соответствующий контактный носик, который соприкасается с упомянутым по меньшей мере одним из первого и второго наборов электрических выводов, когда электрический контакт находится в замкнутом положении, и при этом электрический контакт перемещается на расстояние холостого хода при перемещении из замкнутого положения в разомкнутое положение до того, как каждый соответствующий контактный носик выйдет из соприкосновения с упомянутым по меньшей мере одним из первого или второго наборов электрических выводов.4. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the electrical contact comprises a corresponding contact nose that contacts said at least one of the first and second sets of electrical leads when the electrical contact is in the closed position, and wherein the electrical the contact moves an open travel distance when moving from a closed position to an open position before each respective contact nose has disengaged from said at least one of the first or second set of electrical terminals.

5. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 4, в которых при присоединении функционального модуля к электрическому соединителю функционального модуля функциональный модуль электрически соединяется с электрическим соединителем функционального модуля до того, как каждый соответствующий контактный носик выйдет из соприкосновения с упомянутым по меньшей мере одним из первого и второго наборов электрических выводов.5. The backplane or backplane module according to claim 4, wherein when the functional module is connected to the electrical connector of the functional module, the functional module is electrically connected to the electrical connector of the functional module before each respective contact spout is out of contact with said at least one from the first and second sets of electrical leads.

6. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 4, в которых при отсоединении функционального модуля от электрического соединителя функционального модуля функциональный модуль электрически разъединяется с электрическим соединителем функционального модуля после того, как каждый соответствующий контактный носик войдет в соприкосновение с упомянутым по меньшей мере одним из первого и второго наборов электрических выводов.6. The backplane or backplane module of claim 4, wherein upon disconnection of the functional module from the electrical connector of the functional module, the functional module is electrically disconnected from the electrical connector of the functional module after each respective contact nose comes into contact with said at least one from the first and second sets of electrical leads.

7. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 4, в которых каждый соответствующий контактный носик размещен на соответствующем пружинном рычаге электрического контакта, причем каждый из пружинных рычагов упруго отклоняется во время холостого хода электрического контакта.7. The backplane or backplane module of claim 4, wherein each respective contact nose is placed on a respective spring arm of the electrical contact, each of the spring arms resiliently deflecting during idling of the electrical contact.

8. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых при присоединении функционального модуля к электрическому соединителю функционального модуля функциональный модуль электрически соединяется с электрическим соединителем функционального модуля после того, как электрический контакт выйдет из соприкосновения с упомянутым по меньшей мере одним из первого и второго наборов электрических выводов.8. The backplane or backplane module according to claim 1, wherein when the functional module is connected to the electrical connector of the functional module, the functional module is electrically connected to the electrical connector of the functional module after the electrical contact is released from contact with said at least one of the first and a second set of electrical leads.

9. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых при отсоединении функционального модуля от электрического соединителя функционального модуля функциональный модуль электрически разъединяется с электрическим соединителем функционального модуля до того, как электрический контакт войдет в соприкосновение с упомянутым по меньшей мере одним из первого и второго наборов электрических выводов.9. The backplane or backplane module according to claim 1, wherein upon disconnecting the functional module from the electrical connector of the functional module, the functional module is electrically disconnected from the electrical connector of the functional module before the electrical contact comes into contact with said at least one of the first and a second set of electrical leads.

10. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, содержащие крышку, перекрывающую по меньшей мере участок первой стороны печатаной платы, причем привод проходит через крышку.10. The backplane or backplane module of claim. 1, comprising a cover that overlaps at least a portion of the first side of the printed circuit board, and the actuator passes through the cover.

11. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 10, в которых крышка является частью корпуса, содержащей первый и второй наборы контактных выводов, причем корпус дополнительно содержит множество разнесенных боковых стенок и нижнюю стенку, причем нижняя стенка размещена на второй стороне печатной платы, а боковые стенки проходят от крышки к нижней стенке.11. The backplane or backplane module according to claim 10, in which the cover is part of the housing containing the first and second sets of contact leads, and the housing further comprises a plurality of spaced side walls and a bottom wall, and the bottom wall is located on the second side of the printed circuit board, and the side walls extend from the lid to the bottom wall.

12. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 11, содержащие пружину, размещенную между электрическим контактом и нижней стенкой корпуса, причем пружина вызывает перемещение электрического контакта к замкнутому положению.12. The backplane or backplane module of claim 11, comprising a spring placed between the electrical contact and the bottom wall of the housing, the spring causing the electrical contact to move to a closed position.

13. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 12, содержащие держатель контактов, удерживающий электрический контакт и способный перемещаться с электрическим контактным выводом между разомкнутым и замкнутым положениями, причем пружина соприкасается с держателем контактов и нижней стенкой.13. The backplane or backplane module of claim 12, comprising a contact holder holding an electrical contact and capable of being moved with an electrical contact terminal between an open and a closed position, with the spring in contact with the contact holder and bottom wall.

14. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 13, содержащие направляющую стенку, проходящую по пути перемещения электрического контакта межу разомкнутым и замкнутым положениями, и паз, который плотно размещает направляющую стенку, причем направляющая стенка проходит от одного из (a) и (b), а паз сформирован в другом из (a) и (b): (a) держатель контактов и (b) одна из боковых стеной корпуса.14. The backplane or backplane module of claim 13, comprising a guide wall extending along the travel path of the electrical contact between an open and a closed position, and a slot that tightly accommodates the guide wall, the guide wall extending from one of (a) and ( b), while a groove is formed in the other of (a) and (b): (a) a contact holder and (b) one of the side walls of the housing.

15. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 10, содержащие взаимодействующие элементы защелки на крышке и боковых стенках, которые скрепляют вместе крышку и боковые стенки.15. The backplane or backplane module of claim 10, comprising cooperating latch elements on the lid and sidewalls that hold the lid and sidewalls together.

16. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых электрический контакт прямолинейно перемещается относительно печатной платы при перемещении между разомкнутым и замкнутым положениями.16. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the electrical contact moves in a straight line relative to the printed circuit board when moving between an open and a closed position.

17. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых электрический контакт поворачивается вокруг оси, зафиксированной относительно печатной платы, при перемещении между разомкнутым и замкнутым положениями.17. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the electrical contact rotates about an axis fixed to the printed circuit board as it moves between open and closed positions.

18. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых сигнальный тракт сети содержит множество проводников, каждый из которых независимо передает питание и/или данные, причем каждый из первого и второго участка обходного сигнального тракта содержит множество проводников, соединенных с соответствующими проводниками сигнального тракта сети, причем каждый из первого и второго наборов электрических выводов содержит множество электрических выводов, причем каждый электрический вывод соединен с соответствующим проводником участков обходного сигнального тракта, и переключатель обходной цепи содержит один или более дополнительных электрических контактов, причем каждый электрический контакт связан с соответствующей парой электрических проводников участков переключателя обходной цепи и может соприкасаться и не соприкасаться с по меньшей мере одним из пары электрических выводов первого набора и второго набора, соединенных со связанной парой электрических проводников.18. The backplane or backplane module according to claim 1, in which the network signal path contains a plurality of conductors, each of which independently transmits power and / or data, and each of the first and second sections of the bypass signal path contains a plurality of conductors connected to the corresponding network signal path conductors, wherein each of the first and second sets of electrical leads comprises a plurality of electrical leads, each electrical lead being connected to a corresponding conductor of the bypass signal path sections, and the bypass circuit switch comprising one or more additional electrical contacts, each electrical contact being connected to a corresponding pair of electrical conductors of the bypass switch portions and may or may not contact at least one of a pair of electrical terminals of the first set and the second set connected to the associated pair of electrical conductors.

19. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 18, в которых сигнальный тракт сети содержит четыре проводящих дорожки, соответствующих проводам 4-проводного кабеля сети Ethernet.19. The backplane or backplane module of claim 18, wherein the network signal path contains four conductive traces corresponding to the wires of a 4-wire Ethernet network cable.

20. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 19, в которых четыре проводящих дорожки задают участок сети кольцевой топологии.20. The backplane or backplane module of claim 19, wherein the four conductive paths define a portion of the ring topology network.

21. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых каждый электрический вывод сформирован в виде контактной площадки с размером по ширине и размером по длине, перпендикулярным размеру по ширине.21. The backplane or backplane module according to claim 1, wherein each electrical terminal is formed as a pad with a width dimension and a length dimension perpendicular to the width dimension.

22. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых узел обходного переключателя содержит электрический контакт и один или более дополнительных электрических контактов.22. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the bypass switch assembly comprises an electrical contact and one or more additional electrical contacts.

23. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, включающие в себя функциональный модуль, присоединенный к электрическому соединителю функционального модуля и нажимающий на привод, в результате чего электрический контакт находится в разомкнутом положении.23. The backplane or backplane module of claim. 1, including a functional module connected to the electrical connector of the functional module and pressing the actuator, resulting in an electrical contact in the open position.

24. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых первый и второй наборы электрических выводов размещены на второй стороне печатной платы.24. The backplane or backplane module of claim. 1, wherein the first and second sets of electrical leads are placed on the second side of the printed circuit board.

25. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых электрический контакт выполнен как одно целое с приводом.25. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the electrical contact is integral with the drive.

26. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых узел обходного переключателя содержит множество электрических контактов, а привод содержит множество приводных элементов, причем каждый приводной элемент соединен с соответствующим электрическим контактом из множества электрических контактов.26. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the bypass switch assembly comprises a plurality of electrical contacts and the actuator comprises a plurality of actuators, each actuator being connected to a respective electrical contact of the plurality of electrical contacts.

27. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых электрический контакт способен соприкасаться и не соприкасаться как с первым набором электрических выводов, так и со вторым набором электрических выводов.27. The backplane or backplane module of claim 1, wherein the electrical contact is capable of making or not making contact with both the first set of electrical leads and the second set of electrical leads.

28. Объединительная панель или модуль объединительной панели по п. 1, в которых первый и второй наборы электрических выводов и узел обходного переключателя размещены на второй стороне печатной платы.28. The backplane or backplane module of claim. 1, wherein the first and second sets of electrical leads and the bypass switch assembly are located on the second side of the printed circuit board.

Claims

1. A method for maintaining continuity of a network signal path passing through a backplane having a functional module electrical connector attached to the backplane configured to selectively attach or detach a functional module to or from the backplane, wherein the network signal path passes through the functional module electrical connector and through the functional module, when the functional module is connected to the electrical connector of the functional module, the network signal path is open on the electrical connector of the functional module between the first and second portions of the backplane network signal path when the functional module is not connected to the backplane, the method comprising the steps of, where:

providing a bypass signal circuit compatible with the network signal path and electrically connected in series with the first and second sections of the network signal path, and the bypass signal circuit includes a normally open section of the circuit and an electrical contact movable relative to the bypass signal circuit;

mechanically moving an electrical contact that is out of contact with the bypass signal circuit into contact with the bypass signal circuit as a result of disconnecting the functional module from the electrical connector of the functional module, and not as a result of an electrical control signal, while said electrical contact, when in contact with the bypass signal circuit, circuit closes the bypass signal circuit and thereby allows the bypass signal circuit to close the signal path of the network between the first and second sections of the signal path of the network; and

mechanically moving an electrical contact in contact with the bypass signal circuit out of contact with the bypass signal circuit by connecting the functional module to the electrical connector of the functional module, and not as a result of an electrical control signal, while the bypass signal circuit is open when the electrical contact is out of contact with the bypass signal circuit, thereby the first and second sections of the network signal path are electrically connected by the network signal path passing through the electrical connector of the functional module and the functional module, and not by the bypass signal circuit.

2. The method of claim 1, wherein the step of mechanically moving the electrical contact into contact with the bypass signal circuit comprises transmitting force from the functional module to the electrical contact.

3. The method of claim 2, wherein the step of transmitting force from the functional module to the electrical contact comprises contacting and displacing, by the functional module, an actuator connected to the electrical contact to co-move with the electrical contact.

4. The method of claim 1, wherein the step of mechanically moving the electrical contact out of contact with the bypass signal circuit comprises releasing the force transmitted from the functional module to the electrical contact.

5. The method of claim 4, wherein the step of removing the force transmitted from the functional module to the electrical contact comprises moving the functional module out of contact with an actuator connected to the electrical contact to move with the electrical contact.

6. The method of claim 1, comprising the step of transmitting force from the functional module to an electrical contact maintaining the electrical contact in contact with the signal bypass circuit while the functional module is connected to the electrical connector of the functional module.

7. The method according to claim 6, wherein the step of transmitting force from the functional module to the electrical contact comprises maintaining the functional module against an actuator rigidly connected to the electrical contact.

8. The method of claim 1, comprising the step of removing the force transmitted from the functional module to the electrical contact, when the functional module is disconnected from the electrical connector of the functional module, thereby the electrical contact comes out of contact with the bypass signal circuit.

9. The method of claim 8, wherein the step of removing the force transmitted from the functional module to the electrical contact comprises moving the functional module out of contact with an actuator connected to the electrical contact to move with the electrical contact.

10. The method of claim 1, comprising the step of continuously applying force to the electrical contact to force the electrical contact away from the signal bypass circuit.

11. The method of claim 10, wherein the force applied to the electrical contact, urging the electrical contact away from the signal bypass circuit, is provided by a spring.

12. The method of claim 1, wherein the network signal path comprises multiple traces and the bypass signal path comprises multiple traces, wherein each respective network signal path trace is electrically connected to a respective bypass signal path when the bypass signal path is connects the first and second sections of the signal path of the network.

13. The method of claim 1, wherein the multiple network signal paths and the multiple bypass signal paths each comprise four signal paths corresponding to four wires of a 4-wire Ethernet network cable.

14. The method of claim 1, wherein the network signal path across the backplane comprises a plurality of conductive traces and the electrical contact comprises a plurality of electrical contact elements, wherein each respective conductive path of the network signal path is electrically connected to a respective contact element of the electrical contact when bypassed. the signal circuit connects the first and second sections of the signal path of the network.

15. The method of claim 1, wherein the backplane comprises a plurality of backplane modules, wherein the functional module electrical connector is connected to one of the plurality of backplane modules.

16. The method of claim 1, wherein the network signal path over the backplane is a section of a ring network.

17. The method of claim 1, wherein the network signal path over the backplane is a section of a linear network.

18. The method of claim 1, wherein disconnecting the functional module from the electrical connector of the functional module interrupts the electrical connection between the functional module and the electrical connector of the functional module, and the electrical contact comes into contact with the bypass signal circuit as a result of disconnecting the functional module from the electrical connector of the functional module until the electrical connection is interrupted.

19. The method of claim 1, wherein connecting the functional module to the electrical connector of the functional module creates an electrical connection between the functional module and the electrical connector of the functional module, and the electrical contact goes out of contact with the bypass signal circuit as a result of connecting the functional module to the electrical connector of the functional module after making said electrical connection.