УДЕРЖИВАЮЩАЯ РАМА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ШТЕКЕРНОГО СОЕДИНИТЕЛЯ
HOLDING FRAME FOR INDUSTRIAL PLUG CONNECTOR

Изобретение касается удерживающей рамки для промышленного штекерного соединителя для приема однотипных и/или различных модулей штекерного соединителя согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.
Такие модули штекерного соединителя нужны как составная часть модульной системы штекерного соединителя, чтобы можно было гибко адаптировать штекерный соединитель, в частности тяжелый прямоугольный штекерный соединитель, называемый также промышленным штекерным соединителем, к определенным требованиям в отношении передачи сигнала и энергии, напр., между двумя электрическими приборами. Обычно для этого модули штекерного соединителя вставляются в соответствующие удерживающие рамки, которые иногда также называются модульными рамками штекерного соединителя, шарнирными рамками, рамками модулей или модульными рамками. Таким образом, удерживающие рамки служат для приема нескольких однотипных друг с другом и/или же различных модулей штекерного соединителя и надежного крепления их на поверхности и/или в корпусе штекерного соединителя и т.п.
Модули штекерного соединителя, как правило, всегда имеют изолятор, имеющий по существу форму прямоугольного параллелепипеда. Эти изоляторы могут, например, служить контактодержателями и принимать и фиксировать контакты самого разного вида. То есть функция образованного ими штекерного соединителя является очень гибкой. В каждом изоляторе могут быть приняты и таким образом находить применение в удерживающей рамке, например, пневматические модули, оптические модули, модули для передачи электрической энергии и/или электрических аналоговых и/или цифровых сигналов. Все чаще модулям штекерного соединителя отводятся также задачи измерения и информационной техники.
В уровне техники вышеуказанные модульные системы штекерного соединителя, имеющие такие модули штекерного соединителя, с применением такой удерживающей рамки, известной также как удерживающая рамка, рамка модуля, шарнирная рамка или модульная рамка, раскрыты в многочисленных печатных изданиях и публикациях, показаны на выставках-ярмарках и часто находят применение в промышленной сфере в виде тяжелых штекерных соединителей. Например, они описываются в публикациях DE 10 2013 106 279 A1, DE 10 2012 110 907 A1, DE 10 2012 107 270 A1, DE 20 2013 103 611 U1, EP 2 510 590 A1, EP 2 510 589 A1, DE 20 2011 050 643 U1, EP 0 860 906 A2, DE 29 601 998 U1, EP 1 353 412 A2, DE 10 2015 104 562 A1, EP 3 067 993 A1, EP 1 026 788 A1, EP 2 979 326 A1, EP 2 917 974 A1.
Из EP 0 860 906 B1 известна удерживающая рамка в виде шарнирной рамки для удерживания модулей штекерного соединителя и для монтажа в корпусе штекерного соединителя или для прикручивания к стеновым поверхностям. При этом модули штекерного соединителя вставлены в эту удерживающую рамку. На модулях штекерного соединителя предусмотрены удерживающие средства, которые взаимодействуют с предусмотренными на противоположных боковых частях удерживающей рамы окошками, причем эти окошки состоят из выемок, которые выполнены в виде закрытых со всех сторон отверстий в боковых частях удерживающей рамки.
DE 10 2015 114 703 A1 раскрывает одно из усовершенствований такой выполненной в виде шарнирной рамки удерживающей рамки. Раскрытая в нем удерживающая рамка имеет по меньшей мере одно средство фиксации, с помощью которого половины рамки могут фиксироваться друг относительно друга в двух положениях, открытом положении и закрытом положении, что значительно упрощает обращение (манипулирование).
DE 20 2013 103 611 U1 представляет две чрезвычайно устойчиво прикручиваемые друг к другу, изготавливаемые при оптимальной стоимости по технологии гибки в штампе и соединяемые вместе винтовым соединением половины рамки, которые предназначены для приема, в том числе, пневматических модулей. Смонтированная таким образом удерживающая рамка даже при высокой механической длительной нагрузке имеет лишь очень небольшие свойства ползучести. Однако недостатком является, что издержки добавления или смены модуля штекерного соединителя крайне высоки.
На практике оказалось, что такие удерживающие рамки при монтаже требуют трудоемкого обращения.
EP 1 801 927 B1 раскрывает цельную удерживающую рамку, которая состоит из полимерного материала. Эта удерживающая рамка выполнена в виде окружного бортика и имеет на своей стороне вставки несколько разделенных щелями сегментов стенки. Каждые два противоположных сегмента стенки образуют область вставки для одного модуля штекерного соединителя, причем эти сегменты стенки имеют подобные окошкам отверстия, которые служат для приема выступов, сформированных на узких сторонах модулей. Также в сегментах стенки предусмотрено по направляющему пазу. Этот направляющий паз выполнен над отверстиями посредством сдвинутой наружу перемычки окошка, которая на внутренней стороне имеет вводный скос. Дополнительно модули штекерного соединителя имеют стопорные кронштейны, которые сформированы, действуя на узких сторонах в направлении кабельных разъемов, и застопориваются под боковой стенкой бортика, так что два независимых стопорных средства фиксируют модули штекерного соединителя в удерживающей рамке.
DE 10 2013 113 976 B4 раскрывает удерживающую рамку для промышленного штекерного соединителя для приема однотипных и/или различных модулей штекерного соединителя. Эта удерживающая рамка состоит из прямоугольной в поперечном сечении основной рамки, которая имеет две противоположные друг другу боковые части. На каждой из боковых частей установлена щечная часть, состоящая из гибкого материала, в частности упруго пружинящего металлического листа. При вводе модуля штекерного соединителя в удерживающую рамку перпендикулярно плоскости рамки эти щечные части сначала сгибаются от боковой части наружу. В частности, щечные части могут иметь лапки, имеющие стопорные окошки, которые предназначены для того, чтобы застопоривать модули штекерного соединителя их стопорными носиками по отдельности в удерживающей рамке. При этом модули штекерного соединителя могут по отдельности и лишь с небольшими издержками вдвигаться из направления подключения кабеля и в направлении вставки в удерживающую рамку и снова выниматься в обратном направлении. Вставленный модуль штекерного соединителя прочно и устойчиво удерживается основной рамкой удерживающей рамки в плоскости рамки. В направлении их ввода, перпендикулярно плоскости рамки, они могут застопориваться своими стопорными носиками каждый между двумя противоположными друг другу лапками. Этот конструктивный вариант имеет, во всяком случае, то преимущество, что модули штекерного соединителя могут по отдельности вставляться и выниматься без ухудшения при этом крепления других модулей. Этот конструктивный вариант допускает также, чтобы удерживающая рамка состояла из металла, и тем самым делает возможным вышеуказанное защитное заземление.
Кроме того, модули в таких известных удерживающих рамках имеют, во всяком случае, некоторый «зазор», т.е. они удерживаются в удерживающей рамке с определенным механическим допуском. С технической точки зрения, по меньшей мере в определенной мере, для большинства случаев применения это может также считаться необходимым, так как это служит для того, чтобы при процессе вставки компенсировать соответствующие допуски по отношению к ответному штекерному соединителю. Однако если этот допуск становится слишком большим, как это временами можно наблюдать в последнем названном уровне техники, то это может приводить к тому, что фиксация модулей штекерного соединителя с помощью вышеупомянутых щечных частей не будет удовлетворять требованиям некоторых промышленных отраслей. А именно, результатом слишком большого зазора в основной части удерживающей рамки часто могут быть также слишком высокие силы вставки и вытягивания при стыковании, соответственно, разделении штекерных соединителей и ответных штекерных соединителей. Кроме того, из-за этого, например в процессе вставки, могут также перекашиваться контактные элементы, из-за чего, вдобавок, возникает также более высокое истирание, и через некоторое время, возможно, существует даже опасность дуги перенапряжения. Также с информационно-технической точки зрения вышеуказанный зазор может быть недостатком при применении определенных информационно-технических модулей штекерного соединителя, так как этот допуск при известных условиях значительно затрудняет привязку электронной шины.
Все вышеупомянутые удерживающие рамки рассчитаны на то, чтобы комплектоваться многократно и отчасти различными модулями штекерного соединителя. Поэтому удерживающая рамка должна обладать определенной механической устойчивостью и определенной стойкостью ее средств для блокировки штекерных соединителей.
Если удерживающая рамка должна комплектоваться модулями только небольшое количество раз или даже только один раз, удерживающие рамки из уровня техники, с одной стороны, слишком трудоемки в обращении, а с другой стороны, имеют технически избыточные размеры и поэтому слишком дороги.
Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить простую в комплектации модулями штекерного соединителя и одновременно недорогую в изготовлении удерживающую рамку.
Задача решается с помощью отличительных признаков независимого п.1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предлагаемая изобретением удерживающая рамка предусмотрена для применения в промышленных штекерных соединителях, называемых также тяжелыми штекерными соединителями, которые, в частности, предназначены для того, чтобы передавать высокие электрические токи. В удерживающую рамку могут реверсивно (обратимо) вставляться однотипные и/или различные модули штекерного соединителя. Благодаря этому промышленный штекерный соединитель может компоноваться варьируемым образом, в зависимости от области применения и желания заказчика. В соответствии с изобретением удерживающая рамка состоит по существу из трехмерно изогнутого проволочного каркаса.
Предпочтительно этот проволочный каркас состоит из одного единственного, непрерывного (сплошного) куска проволоки. При этом кусок проволоки определенной длины с помощью одной или нескольких гибочных машин приводится в желаемую трехмерную форму. Проволочный материал является недорогим, и процесс изготовления может осуществляться экономично, так что предлагаемая изобретением удерживающая рамка может изготавливаться с низкими затратами. Кусок проволоки желаемой длины может отрезаться от мотка проволоки.
Предпочтительно проволочный каркас образован из проволоки, диаметр которой по меньшей мере в отдельных областях составляет по меньшей мере от 1 миллиметра максимум до 2 миллиметров. Благодаря этому проволочному каркасу придается определенная механическая устойчивость.
Предпочтительным образом проволока состоит из проводящего металлического материала. Предпочтительно этот материал является гибким и упруго пружинящим.
Предпочтительным образом проволочный каркас имеет рамную основную форму, имеющую две находящиеся друг напротив друга торцевые поверхности и две находящиеся друг напротив друга боковые поверхности. Термин «поверхности» здесь не должен пониматься буквально. Участки проволочного каркаса, которые здесь, простоты ради, называются поверхностями, находятся в одной плоскости. Боковые поверхности имеют каждая крепежные контуры, которые образуются по существу сужающимися в отдельных областях проволочными петлями. На закрытом конце данных крепежных контуров за счет сужения образуются выемки, в которые могут помещаться стопорные носики модулей штекерного соединителя.
Стопорные носики модулей штекерного соединителя могут попадать в выемки крепежных контуров разными способами. Модули штекерного соединителя, как правило, вводятся в удерживающую рамку из направления закрытого конца крепежного контура (то есть со стороны подключения). При этом противоположные крепежные контуры модуля штекерного соединителя сначала нажимаются наружу - перпендикулярно боковым поверхностям. После этого крепежные контуры возвращаются восстанавливающей силой в исходное положение, и находящиеся на концевой стороне на крепежных контурах выемки захватывают стопорные носики модулей штекерного соединителя. Таким образом модули штекерного соединителя реверсивно (обратимо) зафиксированы в удерживающей рамке.
Если модули штекерного соединителя вводятся в удерживающую рамку из направления открытого конца крепежного контура (то есть со стороны вставки), сужения каждого крепежного контура сначала расширяются соответствующими стопорными носиками модулей штекерного соединителя, пока стопорные носики не окажутся в соответствующих выемках крепежных контуров. После этого сужение восстанавливается восстанавливающей силой проволочного материала, и модули штекерного соединителя зафиксированы в удерживающей рамке. Аналогично модули штекерного соединителя могут выниматься из удерживающей рамки со стороны вставки. При известных условиях для этого может специальным образом оптимизироваться и взаимно согласовываться геометрия соответствующей выемки крепежного контура и стопорных носиков модулей штекерного соединителя.
Предлагаемая изобретением удерживающая рамка отчасти имеет более низкую механическую устойчивость, чем известные удерживающие рамки. Поэтому показанная здесь удерживающая рамка в случаях применения с большим количеством циклов вставки не может дать преимуществ по сравнению с уровнем техники. В частности, надо заранее отказаться от применения при высоких силах вставки и вытягивания. Однако, как описано выше, модули штекерного соединителя могут вводиться в удерживающую рамку, а также выниматься с обеих сторон. В областях применения, где необходимы лишь небольшие количества циклов вставки, представленная здесь удерживающая рамка проявляет свои сильные стороны. Возможность комплектации с двух сторон заметно отличает описанную здесь удерживающую рамку от удерживающих рамок, известных из уровня техники.
В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления проволочный каркас в угловых областях имеет по петле, в которой удерживается по крепежному элементу. Этот крепежный элемент представляет собой предпочтительно винт. При этом удерживающая рамка может реверсивно крепиться в корпусе штекерного соединителя. Петли могут просто предусматриваться при изготовлении в процессе гибки.
Предпочтительно удерживающая рамка имеет две боковые стенки, которые закреплены каждая на боковых поверхностях проволочного каркаса. Эти боковые стенки состоят предпочтительно из полимера и поэтому недороги в изготовлении. Благодаря боковым стенкам удерживающая рамка в целом приобретает жесткость. Боковые стенки могут размещаться на проволочный каркас с помощью надлежащих средств фиксации просто и без помощи инструмента и реверсивно.
Особенно предпочтительно, когда удерживающая рамка имеет контактный элемент PE (РЕ = Protective Earthing = защитное заземление). Благодаря этому контакту PE становится возможным защитное заземление удерживающей рамки или штекерного соединителя. Конечно, удерживающая рамка должна также обладать свойствами электрической проводимости и, например, быть изготовлена из электропроводящей проволоки.
Предпочтительно проволочный каркас на одной торцевой стороне имеет петлеобразную выемку, в которой удерживается контактный элемент PE. Эта петля может просто предусматриваться при изготовлении в процессе гибки.
В одном из особенно предпочтительных вариантов изобретения контактный элемент PE имеет цилиндрический контактный штифт, который, в свою очередь, имеет окружную шероховатую область. Этой шероховатой областью контактный элемент PE удерживается в предусмотренной для него петле защищенным от выпадения образом.
Шероховатая область может быть утолщенной, то есть иметь больший диаметр, чем остальная часть контактного штифта. Предпочтительно шероховатая область выполнена рифленой и в виде зубчатого венца. Такая конструкция может просто интегрироваться в процесс изготовления контактного элемента PE.
Один из примеров осуществления изобретения изображен на чертежах и поясняется подробнее далее. Показано:
фиг.1: изображение в перспективе предлагаемой изобретением удерживающей рамки с отсутствующей боковой стенкой;
фиг.2: изображение в перспективе предлагаемой изобретением удерживающей рамки с двумя боковыми стенками;
фиг.3: изображение в перспективе контактного элемента PE;
фиг.4: изображение в перспективе второго варианта осуществления предлагаемой изобретением удерживающей рамки и
фиг.5: изображение в перспективе третьего варианта осуществления предлагаемой изобретением удерживающей рамки.
Фигуры содержат частично упрощенные, схематичные изображения. Отчасти для одинаковых, но при известных условиях не идентичных элементов используются идентичные ссылочные обозначения. Разные виды одинаковых элементов могут быть выполнены в различном масштабе.
На фиг.1 и 2 показано изображение в перспективе первого варианта осуществления предлагаемой изобретением удерживающей рамки 1. На фиг.4 показан второй вариант осуществления, а на фиг.5 показан третий вариант осуществления предлагаемой изобретением удерживающей рамки 1’, 1’’.
Удерживающая рамка 1 состоит из трехмерно изогнутого проволочного каркаса. Этот проволочный каркас образован из одного единственного, сплошного куска 2 проволоки, который, например, перед этим был отрезан с подходящей длиной от мотка проволоки. Кусок проволоки при помощи гибочных машин может приводиться практически в какую угодно желаемую трехмерную форму.
Проволочный каркас образует рамную основную форму, имеющую две находящиеся друг напротив друга торцевые области, соответственно, торцевые поверхности и две находящиеся друг напротив друга боковые области, соответственно, боковые поверхности. В соответствующих боковых областях зафиксированы боковые стенки 3. Эти боковые стенки фиксируются здесь реверсивно с помощью зажимных кронштейнов 16. В торцевой области образована проволочная петля, в которой защищенным от выпадения образом удерживается контактный элемент PE 4. Этот контактный элемент PE имеет винтовой разъем для заземляющего провода (не показан) и контактный штифт 6 для заземляющего контакта с ответным штекерным соединителем (не показан). Альтернативно контактный элемент PE 4 вместо контактного штифта 6 (фиг.1) может быть также оснащен контактным гнездом 6’ (фиг.2).
Между винтовым разъемом 5 и контактным штифтом 6 контактный элемент PE 4 имеет утолщение 7. Это утолщение 7 служит для того, чтобы фиксировать контактный элемент PE 4 в проволочной петле 8 в торцевой области удерживающей рамки 1. Утолщение 7 является опциональным и, например, не предусмотрено во втором варианте осуществления изобретения (фиг.4).
В каждой из угловых областей удерживающей рамки 1 проволочным каркасом образуются петли 10, в каждой из которых удерживаются винты 9. С помощью винтов 9 удерживающая рамка 1 может с возможностью демонтажа фиксироваться в корпусе промышленного штекерного соединителя (не показан).
В боковых областях удерживающая рамка 1, 1’, 1’’ имеет с обеих сторон несколько крепежных контуров 11, 11’, 11’’. В примерах осуществления для каждой боковой поверхности показаны три таких крепежных контура 11, 11’, 11’’. Однако могут также иметься меньше или больше таких крепежных контуров 11, 11’, 11’’.
В примерах осуществления удерживающие рамки 1, 1’, 1’’, простоты ради, укомплектованы каждая одними и теми же модулями 12 штекерного соединителя. Разумеется, в удерживающей рамке 1, 1’, 1’’ могут фиксироваться различные модули штекерного соединителя, также в смешанном варианте.
Модули 12 штекерного соединителя вводятся в удерживающую рамку 1, 1’, 1’’, как правило, из направления закрытого конца крепежного контура 11, 11’, 11’’ (то есть со стороны подключения) в направлении стрелки 13. При этом противоположные крепежные контуры 11, 11’, 11’’ модуля 12 штекерного соединителя сначала нажимаются наружу. После этого крепежные контуры 11, 11’, 11’’ восстанавливающей силой проволочного материала снова движутся обратно в свое первоначальное положение. При этом находящиеся с одной стороны на крепежных контурах 11, 11’, 11’’ выемки 14, 14’, 14’’ захватывают стопорные носики 15 модулей 12 штекерного соединителя. Таким образом модули 12 штекерного соединителя реверсивно (обратимо) зафиксированы в удерживающей рамке 1, 1’, 1’’.
В вариантах осуществления в соответствии с фиг.1, 2 и 5 есть также возможность вводить модули 12 штекерного соединителя в удерживающую рамку 1, 1’, 1’’ со стороны вставки, то есть против стрелки 13. Точно так же модули 12 штекерного соединителя могут выниматься из удерживающей рамки 1, 1’, 1’’ также со стороны вставки. Если модули 12 штекерного соединителя вводятся в удерживающую рамку 1, 1’ из направления открытого конца крепежного контура (то есть со стороны вставки против стрелки 13), сужения каждого крепежного контура 11, 11’ сначала расширяются соответствующими стопорными носиками 15 модулей 12 штекерного соединителя, пока стопорные носики 15 не окажутся в соответствующих выемках 14 крепежных контуров 11, 11’. После этого сужение восстанавливается восстанавливающей силой проволочного материала, и модули 12 штекерного соединителя зафиксированы в удерживающей рамке 1, 1’. Аналогично модули 12 штекерного соединителя могут выниматься из удерживающей рамки 1, 1’ со стороны вставки (в направлении стрелки 13). При известных условиях для этого может специальным образом оптимизироваться геометрия соответствующей выемки 14, 14’’ крепежного контура 11, 11’’ и стопорных носиков 15 модулей 12 штекерного соединителя.
Хотя на фигурах разные аспекты или признаки изобретения показаны в каждом случае в комбинации, для специалиста, если не указано иное, очевидно, что изображенные рассмотренные комбинации не являются единственно возможными. В частности, соответствующие узлы и комплексы признаков из различных примеров осуществления могут заменяться один на другой.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Удерживающая рамка
2 Кусок проволоки
3 Боковая стенка
4 Контактный элемент PE
5 Винтовой разъем
6 Контактный штифт
6’ Контактное гнездо
7 Утолщение
8 Проволочная петля
9 Винт
10 Петля
11 Крепежный контур
12 Модуль штекерного соединителя
13 Стрелка
14 Выемка
15 Стопорный носик
16 Зажимные кронштейны