CN114628943A - 用于工业插接连接器的插接连接器模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模块化的工业插接连接器的插接连接器模块(5、5^’、5”)，其中，插接连接器模块(5、5^’、5”)由至少两个独立的功能单元(6、6^’)构成。为了给保持框架(2)装配插接连接器模块(5、5^’、5”)，首先将第一功能单元(6)与至少一个第二功能单元(6^’)组合以形成插接连接器模块(5、5’、5”)并且其中，然后将所述插接连接器模块(5、5^’、5”、…)***保持框架(2)中。

Description

用于工业插接连接器的插接连接器模块

本申请是2019年6月13日申请的专利申请201980041898.8的分案申请。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求1的类型的用于工业插接连接器的插接连接器模块。本发明也涉及根据权利要求11的用于装配保持框架与插接连接器模块的方法。

这种插接连接器模块作为插接连接器模块化***的组成部分需要用于使插接连接器、尤其重型的工业插接连接器能够灵活地匹配例如在两个电气设备之间的信号和能量传输的特定要求。通常为此插接连接器模块被***相应的保持框架中，保持框架因此也称为铰接框架、模块框架或模块化框架。因此保持框架用于容纳多个彼此相同的和/或不同的插接连接器模块并且使得它们可靠地固定在一个面上和/或设备壁上和/或插接连接器壳体中等。

背景技术

插接连接器模块通常分别具有基本上方形的绝缘体或方形的壳体。绝缘体或壳体例如可用作触头载体并且容纳和固定不同类型的触头。于是由此形成的插接连接器的功能非常灵活。例如可在相应的绝缘体或壳体中容纳气动式模块、光学模块、用于传输电能和/或模拟和/或数字的电信号的模块并因此应用在插接连接器模块***中。插接连接器模块也越来越多地承担测量和数据相关的工作。

最好使用由两个彼此铰接连接的框架半部形成的保持框架。插接连接器模块设有从窄侧突出的、大致为矩形的保持件。在框架半部的侧部中设有构造为所有侧都闭合的开口的凹部或开口，在插接连接器模块***保持框架中时保持件进入凹部或开口中。通常使用所谓的铰接框架。为了放入插接连接器模块，将保持框架1翻转开，即打开，其中，框架半部仅围绕铰链翻转开如此程度，使得插接连接器模块能够放入。然后将框架半部合拢，即闭合保持框架，其中，保持件进入凹部中并且使得插接连接器模块可靠地、形状锁合地保持在保持框架中。

上述模块化的工业插接连接器提供高度灵活性并且可通过将具有不同功能的插接连接器模块一起安装在共同的保持框架中而用于不同的应用领域。但是在保持框架中的插接连接器位置数量有限。由此限制了这种工业插接连接器的灵活性。

德国专利和商标局在本申请的优先申请中检索到以下现有技术：DE 102017 123331B3、DE 10 2014 108 847A1和DE 202 14 132U1。

发明内容

本发明的目的是提出一种插接连接器模块，该插接连接器模块扩展了工业插接连接器的使用范围。

该目的通过独立权利要求1的主题实现。本发明的有利设计方案在从属权利要求中给出。

根据本发明的插接连接器模块应用在模块化的工业插接连接器中。在此，通常将多个相同和/或不同的插接连接器模块***所谓的保持框架中。然后将保持框架***插接连接器壳体或设备壁中。根据本发明的插接连接器模块由至少两个独立的功能单元构成。

功能单元形成独立的构件。这意味着，功能单元独立地、即无需与其连接的另一功能单元就可工作。在技术上，功能单元不是只有通过两个或多个功能单元接合成一个插接连接器模块才能使用。

优选地，一个功能单元具有至少一个接触元件和/或传感器和/或边缘计算机。边缘计算机例如可收集、存储、处理和传输数据。接触元件例如可为用于传输电流或信号的电接触元件。接触元件也可为光学接触元件，在光学接触元件上例如连接光导体。一个功能元件可具有多个接触元件、尤其多个不同的接触元件。例如可使电接触元件和光接触元件彼此混用。传感器例如可为电流传感器，电流传感器监控相邻的接触元件，例如布置在相邻的功能单元中的接触元件。但是也可设置温度传感器、光学传感器、尤其散射光传感器或其他的传感器。一个功能单元也可包含多个传感器，尤其不同的传感器。一个功能元件也可包含一个传感器或多个传感器并且同时包含一个接触元件或多个接触元件。

插接连接器模块的功能单元可完全彼此独立地行动。但是尤其在一个功能单元的传感器与另一功能单元的接触元件组合时也可使功能单元通过接合而具有协同效果。

在本发明的有利改进方案中，插接连接器模块由第一功能单元和至少一个第二功能单元构成，其中，第一功能单元包括与第二功能单元不同类型的接触元件和/或不同数量的接触元件和/或具有不同线缆连接技术的接触元件。在第一功能单元中例如可设有坚固的接触元件以用于传输电流，例如为电动机传输电流。在与第一功能单元连接的第二功能单元中可有更精细的接触元件来传输信号，例如控制所述电动机。第一功能单元的接触元件例如可借助所谓的压接技术与相连的线缆的导体电连接。第二功能单元的接触元件例如可装备所谓的螺旋连接。由此可在插接连接器模块内实现不同的线缆连接技术。

各个功能单元例如可彼此焊接或粘结成插接连接器模块。但是也有利的是，在功能单元的侧壁上成型紧固件，第一功能单元经由紧固件与第二功能单元彼此能可逆地固定。由此可使功能单元彼此简单组合并且必要时也可重复利用功能单元。

有利地，在第一功能单元的侧壁上成型第一紧固件并且在第二功能单元的侧壁上成型第二紧固件，其中，第一和第二紧固件设计成彼此互补。由此能确保可靠且尤其无需工具就可组装的插接连接器模块。多个紧固件的轮廓可设计为不同，使得仅特定的功能单元可彼此组合。例如不利的是，第一功能单元的光学传感器与第二功能单元的电接触元件组合。由此可预先防止插接连接器模块的错误组装。

优选地，功能单元在一个侧壁上具有保持件，用于将插接连接器模块固定在保持框架中。与插接连接器模块完成装配的保持框架可被***工业插接连接器中。通常，第一功能单元在一个侧壁上具有第一保持件并且第二功能单元在一个侧壁上具有第二保持件。然后保持件如上所述地接合到保持框架的开口中，以便使插接连接器模块固定在保持框架中。

紧固件和保持件布置在功能单元的相对侧壁上。优选地，第一和第二保持件具有不同的几何结构。保持框架中的开口匹配相应的几何结构。由此确定插接连接器模块的定向、即所谓的极化(Polarisation)(正确对准)。通过该措施简化了工业插接连接器与根据本发明的插接连接器模块的组装。

在本发明的特别有利的实施方式中，插接连接器模块具有屏蔽元件，其中，屏蔽元件布置在两个相邻的功能单元之间以进行电磁屏蔽。屏蔽元件由金属材料、尤其板材构成。在例如信号接触元件布置在功能单元中时，通过屏蔽防止信号接触元件的所谓串扰。由此插接连接器模块实现了良好的信号完整性。

优选地，插接连接器模块具有应力消除元件。应力消除元件防止过高的横向力作用到插接连接器模块上，这会使得功能单元彼此撕开。应力消除元件可布置在两个相邻的功能单元之间并且例如与屏蔽元件形成一个功能单元。

下面描述保持框架如何与根据本发明的插接连接器模块进行装配：

首先将第一功能单元与至少一个第二功能单元组合以形成插接连接器模块。然后可将由此产生的插接连接器模块***保持框架中。保持框架是所谓的铰接框架，然后将保持框架的框架半部翻转开并且将组装好的插接连接器模块***框架半部之间。该过程可重复进行，直至保持框架的用于容纳插接连接器模块的容量用完。但是在保持框架中也可保留有插接位置空置，以便稍后必要时、例如在技术上升级机器时可改进其他的插接连接器模块。在装配保持框架时可使用由功能单元构造的插接连接器模块。但是也可使用市场上买得到的不是由这些功能单元构成的插接连接器模块。根据保持框架中由功能单元构成的插接连接器模块的比例，必须执行n遍第一方法步骤“组装”。方法步骤“***”(Einsetzen)与插接连接器模块的总数量一样进行m次。数值n和m来自自然数的集合，其中，n小于等于m。

在相应的框架半部中分别设有开口，一个插接连接器模块或多个插接连接器模块的保持件在接合时进入开口中。在框架半部被合拢时，保持件完全地进入开口中，由此使得一个插接连接器模块或多个插接连接器模块形状锁合地保持在保持框架中。

在各个插接连接器模块上分别连接通常为多芯的线缆的导体。在为保持框架装配期望数量的插接连接器模块之后，将保持框架***工业插接连接器的插接连接器壳体中。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面详细阐述。其中示出：

图1示出了工业插接连接器的插接连接器壳体的立体图，

图2示出了配备有不同的插接连接器模块的保持框架的立体图，

图3示出了根据本发明的插接连接器的第一实施例的立体图和局部透视图，

图4示出了两个功能单元的侧视图，两个功能单元组合形成根据本发明的插接连接器的第一实施例，

图5示出了根据本发明的插接连接器的第二实施例的侧视图，

图6示出了根据本发明的插接连接器的第二实施例的俯视图，

图7示出了根据本发明的插接连接器的第三实施例的立体图，

图8-15分别示出了两个功能单元，两个功能单元组合形成根据本发明的插接连接器的其他实施例，

图16示出了两个功能单元的连接件，以及

图17-18分别示出了两个功能单元，两个功能单元组合形成根据本发明的插接连接器的其他实施例。

具体实施方式

附图包含部分简化的示意图。部分地，对于相同的、但是可能不完全一致的元件使用相同的附图标记。相同元件的不同视图可按不同尺寸比例示出。

图1示出了工业插接连接器的插接连接器壳体1。插接连接器1通常由金属材料构成并且尤其利用锌压铸方法制成。这种插接连接器壳体1是牢固的并且具有良好的电磁屏蔽特性，因此特别适用于恶劣的工业环境。

在图2中可看见配备有不同插接连接器模块5、5’的保持框架2。保持框架2具有框架状的造型并且在其角部区域中分别具有螺钉4。插接连接器壳体1具有大致矩形的横截面并且在壳体内部中在其角部区域中具有相应的螺纹孔3。保持框架2可经由螺钉4与对应的螺纹孔3相互作用地固定在插接连接器壳体1中。

在图3和图4中示出了根据本发明的插接连接器模块5的第一实施方式。插接连接器模块5由两个彼此可逆连接的功能单元6、6’构成。功能单元6、6’在平行于插接连接器模块5的插接方向SR的平面中相接。根据本发明的功能单元6、6’形成插接连接器模块5的横向划分。每个功能单元6、6’的传输特性和/或传感器特性独立地起作用。这意味着，第一功能单元6无需与第二功能单元6’连接例如就可传输电流、数据和/或信号，反之亦然。

在各个功能单元6、6’中分别布置有期望数量的接触元件和/或传感器(由于示意描述未示出)。在第一功能单元6的侧壁上成型有第一紧固件7。在第二功能单元6’的侧壁上成型有与其配合的第二紧固件7’。第一和第二紧固件7、7’彼此互补地设计。在此处示出的实施例中在相应的功能单元6、6’的两个相对的侧壁上分别成型紧固件7、7’。此处示出的紧固件7、7’具有这种外部几何结构，使得紧固件可同时用作上述保持件，以便将插接连接器5紧固在保持框架2中。此处示出的紧固件7、7’如所述地具有双重功能，因此在图3中同时用附图标记7和8标注。

在图5和图6中示出了根据本发明的插接连接器5’的第二实施例。此处示出的插接连接器模块5’由第一功能单元6和第二功能单元6’构成，第一功能单元和第二功能单元在其技术功能方面分别独立。在功能单元6、6’的一个侧面上分别成型有紧固件7、7’。第一功能单元6的紧固件7大致构造成凹部。第二功能单元6’的紧固件7’具有与凹部配合的燕尾形状。已经发现所谓的燕尾连接使得功能单元6、6’特别稳定地固定，因为可抵抗高的横向力。此外燕尾连接是可逆的，由此可重复使用和/或可不同地组合功能单元6、6’。在功能单元6、6’上在相对的侧面上分别成型保持件8。

在图5中示出了插接连接器模块5’在沿插接方向SR的平面中的剖视图。在此可看出，插接连接器模块5’的宽度B_S或宽侧的宽度由两个功能单元6的宽度B_F组成

在图6中示出了插接连接器模块5’在横向于插接方向SR的平面中的剖视图。在此标注出插接连接器模块5’的深度B_T或窄侧的宽度。插接连接器模块5’的宽度B_T相应于功能单元6的宽度。通过上述将插接连接器模块5横向分成两个功能单元6、6’获得了各个功能单元6、6’的近似矩形的横截面。近似矩形是指，功能单元6、6’的深度B_T大约相当于功能单元6、6’的宽度B_F。功能单元6、6’深度B_T和功能单元6、6’的宽度B_F之间的长度差小于等于百分之10(≤10％)。

通过插接连接器模块5、5’的这种横向划分也可使用具有大的横截面或直径的接触元件。在图6中示出了两个功能单元6、6’，功能单元包括具有大直径的开口13以容纳具有相应大的横截面或直径的接触元件。在插接连接器模块5’的纵向划分中不再使用这种接触元件。

保持框架2由两个彼此铰接连接的框架半部9构成。在保持框架2的相应框架半部9中分别设有开口10，一个插接连接器模块5、5’或多个插接连接器模块5、5’的保持件8在***时进入该开口中。在框架半部9合拢时，保持件8完全地进入开口10中，由此形成该一个插接连接器模块5、5’或多个插接连接器模块5、5’在保持框架2中的形状锁合保持。保持件8的尺寸不同。相应地调节对应的开口10，从而经由保持件提供所谓的极化。插接连接器模块5、5’、5”、…仅可以特定的取向嵌入保持框架2中。

在图7中示出了根据本发明的插接连接器模块5”的第三变型方案。插接连接器模块5”由两个功能单元6、6’构成并且配备有与第一实施方式相同的紧固件7、7’或保持件8、8’。在此用于可逆地固定功能单元的紧固件7、7’同时也承担用于将插接连接器模块5”固定在保持框架2中的保持件8、8’的功能。插接连接器5”具有应力消除元件11，应力消除元件布置在功能单元6、6’之间。应力消除元件11在线缆连接侧具有两个开口12。用于使连接在插接连接器模块5”上的线缆(未示出)固定并且应力消除的线缆系带(未示出)被引导通过开口12。在功能单元6、6’之间，应力消除元件11配备有另一开口(由于示意图未示出)，由此紧固件7、7’可接合到彼此中以便固定功能单元6、6^’。由于应力消除元件11使得插接连接器模块5”稍微更宽，由此插接连接器模块在安装状态下通过保持框架2的框架半部9更紧地被夹紧。由此有效地防止插接连接器模块5”的功能单元6、6’的剪切运动。应力消除元件11可由金属材料制成并且由此也引起两个功能单元6、6’相对彼此的电磁屏蔽。

图8示出了根据本发明的插接连接器模块5”’的另一实施例。在图8中示出了两个功能单元6、6’，两个功能单元具有部分圆形的轮廓和与其相应的容纳部作为紧固件7”。功能单元6、6’可经由转动运动彼此可逆地连接。一旦功能单元6、6’的止挡轮廓15进入另一功能单元6、6’的设置的凹部14中并且在此卡锁，则终止转动运动。

图9和图10示出了根据本发明的插接连接器模块5^IV的另一实施例。可看见两个另外的功能单元6、6’，功能单元经由卡锁轮廓16和相应的凹部17通过倾斜运动彼此可逆地卡锁。

图11示出了根据本发明的插接连接器模块5^V的另一实施例。由于是示意图，功能单元6透明地示出。功能单元6、6’在面对的侧面上分别具有栓钉18和套筒19并且可根据乐高原理可逆地彼此卡锁。

图12示出了根据本发明的插接连接器模块5^VI的另一实施例。功能单元6、6’可经由框架状的卡锁板20彼此可逆地连接。卡锁板20具有沿插接方向指向的卡锁臂30，卡锁臂在端侧具有卡锁钩21，卡锁钩接合到功能单元6、6’的为此设置的凹部中。在卡锁板20上成型有保持件8。因此经由卡锁板20实现了插接连接器模块5^V’在***保持框架2中时的上述极化。此外各个功能单元6、6’无需包括极化装置并且可任意地彼此对调。卡锁板20优选由弹性的金属材料构成并且也可同时具有屏蔽或接地功能。

图13和图14示出了根据本发明的插接连接器模块5^VII的另一实施例。两个功能单元6、6’可经由复杂的结构22彼此可逆地卡锁。

图15示出了根据本发明的插接连接器模块5^VIII的另一实施例。两个功能单元6、6’经由在图16中可看出的单独的连接件23彼此可逆地连接。功能单元6、6’在其连接面上具有T形凹槽，双T支架状的连接件23可被推入该凹槽中。

图17示出了根据本发明的插接连接器模块5^IX的另一实施例。第一功能单元6在端部区域中分别具有向外指向的腹板26，腹板分别具有内置的凹部24。第二功能单元6’具有匹配在腹板26之间的箱轮廓27。在箱轮廓27的端部区域上成型有与腹板26的凹部24匹配的销25。在功能单元6、6’组合在一起时销25接合到凹部24中，由此实现功能单元6、6’彼此的可逆固定。

图18示出了根据本发明的插接连接器模块5^X的另一实施例。可从上方看见插接连接器模块5^X的横截面。此处示出的插接连接器模块5^X由托架28构成，在托架上已经成型有用于***保持框架2中的保持件8。托架28具有两个分别用于功能单元6、6’的容纳区域29。在功能单元6、6’本身上没有成型保持件8。由此功能单元6、6’可灵活地***容纳区域29中。

即使在附图中分别以组合的方式示出本发明的不同方案或特征，本领域技术人员在没有另外说明的情况下也清楚，示出的和提及的组合不是唯一可能的方案。尤其不同实施例中的彼此对应的单元或特征可彼此交换。

附图标记列表

1 插接连接器壳体

2 保持框架

3 螺纹孔

4 螺钉

5 插接连接器模块

6 功能单元

7 紧固件

8 保持件

9 框架半部

10 开口

11 应力消除元件

12 开口

13 开口

14 凹部

15 止挡轮廓

16 卡锁轮廓

17 卡锁凹部

18 栓钉

19 套筒

20 卡锁板

21 卡锁钩

22 结构

23 连接件

24 凹部

25 销

26 腹板

27 箱轮廓

28 托架

29 容纳区域

30 卡锁臂

SR 插接方向

B_S 插接连接器模块的宽度

B_F 功能单元的宽度

Claims (12)

1.一种用于模块化的工业插接连接器的插接连接器模块(5、5’、5”、…)，其中，所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)由至少两个独立的功能单元(6、6’)构成，其中，所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)具有由金属材料制成的应力消除元件(11)。

2.根据权利要求1所述的插接连接器模块，其中，所述功能单元(6、6’)具有至少一个接触元件和/或传感器和/或边缘计算机。

3.根据前述两个权利要求所述的插接连接器模块，其中，所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)由第一功能单元(6)和至少一个第二功能单元(6’)构成，并且其中，所述第一功能单元(6)包括与所述第二功能单元(6)不同类型的接触元件和/或不同数量的接触元件和/或具有不同线缆连接技术的接触元件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器模块，其中，在所述功能单元(6、6’)的一侧壁上成型紧固件(7、7’)，第一功能单元经由所述紧固件与第二功能单元(6’)能彼此可逆地固定。

5.根据前一项权利要求所述的插接连接器模块，其中，在所述第一功能单元(6)的一侧壁上成型第一紧固件(7)并且在所述第二功能单元的一侧壁上成型第二紧固件(7)，其中，所述第一和第二紧固件(7、7’)设计成彼此互补。

6.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器模块，其中，所述功能单元(6、6’)在一侧壁上具有保持件(8)以用于将所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)固定在保持框架(2)中。

7.根据前一项权利要求所述的插接连接器模块，其中，第一功能单元(6)在一侧壁上具有第一保持件(8)并且第二功能单元(6’)在一侧壁上具有第二保持件(8)，

其中，所述保持件(8)分别能沉入保持框架(2)的开口(10)中以用于将所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)固定在所述保持框架(2)中。

8.根据前一项权利要求所述的插接连接器模块，其中，所述第一和第二保持件(8)具有不同的几何结构。

9.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器模块，其中，所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)具有屏蔽元件并且其中，所述屏蔽元件布置在两个相邻的功能单元(6、6’)之间以进行电磁屏蔽。

10.用于为保持框架(2)装配插接连接器模块(5、5’、5”、…)的方法，

i.其中，首先将第一功能单元(6)与至少一个第二功能单元(6’)组合以形成插接连接器模块(5、5’、5”、…)，

ii.然后将所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)***所述保持框架(2)中。

11.根据前一项权利要求所述的方法，

ii.所述保持框架(2)的框架半部(9)在***所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)之前翻转开，并且然后将组合好的插接连接器模块(5、5’、5”、…)***到所述框架半部(9)之间，

iii.其中在相应的框架半部(9)中分别设有开口(10)，所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)的保持件(8)在***时沉入所述开口中，

iv.其中然后将所述框架半部(9)合拢，由此所述保持件(8)完全地进入所述开口(10)中，并且由此使得所述插接连接器模块(5、5’、5”、…)形状锁合地保持在所述保持框架(2)中。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法步骤i重复n次，并且所述方法步骤ii重复m次，其中，n和m是自然数并且数n小于等于数m，由此为所述保持框架(2)依次装配相同的和/或不同的插接连接器模块(5、5’、5”、…)。

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