专利名称：数据转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转换器，其具有一可以连接到外部数据总线的头部和一个或多个连接模块，该连接模块可以通过插接(plug-in)的方式、安装成排的形式，并连接到该头部，其具有如下特征-该头部具有一带有和内部数据总线连接的插接触头的插接连接(plug-in connection)；-每个连接模块具有与头部的插接连接相匹配的反向插接连接器；-反向插接连接的反向插接触头连接到用于与具有一电子电路的电路防护(circuit support)连接的电路连接触头，并连接到用于与另外的连接模块的反向插接触头连接的插接触头；-每个连接模块具有至少一个用于与操作机构或传感器连接的设备连接器(device connection)，其通过内部和外部总线与可以连接到外部总线的控制装置进行通信。
背景技术：
这类转换器记载在DE200 15 758U1中。头部也称为网关，具有可以通过其连接到外部总线的连接(connection)。数据通过该外部总线在头部和控制装置、比如可编程控制器之间进行交换。外部总线可以是现场总线(fieldbus)或类似物。在网关中，通过外部数据总线输送到转换器的数据被转换并通过内部数据总线输送到连接模块。被导向控制装置的、内部数据总线中的数据经过网关输送到外部总线。多个连接模块可以以插接的连接方式成排地连接到头部，在每一情况下可将第一连接模块连接到头部，第二连接模块连接到第一连接模块。借助插接触头和反向插接触头，内部数据总线通过成排设置的连接模块的整个排构成回路。每个连接模块具有一设备连接器。通过该设备连接器可以与设备如操作机构或传感器进行数字或模拟数据交换。另外每一连接模块还具有一电子电路，其与电路防护连接并且可交替连接到连接模块。电路防护的电路适用于连接至连接模块的不同装置。
公知的转换器中，插接触头是打开的，使得转换器只能安装在被保护的位置。
将头部和成排的各个连接模块安装在顶部横梁上是公知的。这种情况下，在顶部横梁的长度方向上进行联结，当连接模块相对推入时，插接触头进入彼此。连接模块在相应于长度方向的横向相互联结也是公知的。这种情况下，触头以类似刃的方式相互啮合。为此，当连接模块相互进行联结时，触头的翼片伸出连接模块的宽边(wide side)，并在相邻的连接模块的宽边相应的槽内滑动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易于制造但同时耐用的转换器。
本发明的目的是通过一种本文开始部分所述类型的转换器实现的，其具有可以连接到外部数据总线的头部，和可以以插接的方式安装成排的形式连接到头部的一个或多个连接模块，其中，头部具有带有和内部数据总线联结的插接触头的插接连接器；每个连接模块具有和头部的插接连接器相匹配的反向插接连接器；反向插接连接器的反向插接触头连接到用于与具有一电子电路的电路防护连接的电路连接触头，以及连接到用于和另外的连接模块的反向插接触头连接的插接触头；每个连接模块具有至少一个用于和操作机构或传感器连接的设备连接器，其通过内部和外部总线与可连接到外部总线的控制装置通信，其中，连接模块之间的插接连接或连接模块与头部之间的插接连接，以及电路防护的插接联结都是水密的。
在本发明的第一实例中，连接模块相互之间或连接模块和头部之间的插接连接，以及电路防护的插接联结是水密的。尤其是，所述连接模块的插接联结发生在与排所设置的方向横切的方向上，连接模块的宽边具有引导面和围绕插接连接器的密封圈，其位于插接联结方向的垂直延伸面上。这样设置的原因是密封力可以横向施加到排的长度方向。最好所有的密封圈都这样，对于与连接模块相关的电路防护的联结的密封圈也是这样。这种情况下，电路防护最好密封在一隔间里，该隔间的开口缘可与插接联结的方向垂直地由电路防护形成的套以水密的方式密封。用于电路防护的插接开口的开口缘因此位于与插接连接器联结的密封圈相应的密封开口的相平行的平面上。本发明的优选结构中，头部和连接模块都可以夹在顶部横梁上。联结发生在和顶部横梁的长度方向的横切向。这里，连接模块的钩状闭锁突起卡在顶部横梁的边缘下面。此时，与插接连接器连接的密封圈被压在一起。这种联结使得密封力由顶部横梁上的设备吸收。为将一个或一组连接模块从顶部横梁移走，以钩的方式卡在顶部横梁边缘下的闭锁突起可以借助器具被推回去。这样连接模块就可以在与顶部横梁长度方向相应的横向上从顶部横梁拆下。这时，插接触头分离。在相对于连接模块排的最后一个或相对于头部的连接模块插接联结中，连接模块在最后一个连接模块的宽边上被引导到其关联位置。为此，两连接模块具有相互关联的宽边面。宽边面上可以形成一个T槽或两个相互平行的T槽。宽边面最好包括两个空间上彼此分开的突起，并且具有一缺口。相应的，相邻连接模块的宽边面具有安装到两个突起之间的空间的突起，并且从该突起延伸出安装到缺口中的肋。总而言之，楔榫形的宽边面是有好处的。连接模块中的可以插入到隔间的电路防护可以形成支撑电路板的五边形密封外壳。这种情况下电路板可以从外壳的开口伸出。借助外壳的伸出部分，可将电路板和电路连接触点进行电连接。为此，电路板可以具有触点部分，这些触点部分可以由电路板的金属表面部分形成，电路连接触点的弹性臂置于其上。为通过电路防护的套以水密方式密封连接模块中的隔间，套的边缘可以形成槽，槽中放置支撑在隔间的开口缘的密封圈。套可以螺栓固定在隔间。然而，夹子方式的联结也是可设想的。本发明的改进是连接模块具有多个接触元件。材料相同的接触元件，分别形成插接触头、反向插接触头和电路连接触头。这些接触元件可以由冲压部分形成并且彼此连接。这种印刷电路板是一种实质只产生一种到设备触点的导电连接的电路板。通过这种印刷电路板和接触元件，电源电压可以输送给设备触点。一排中的最后一个连接模块的插接连接借助一端盖以水密的方式密封。用于密封隔间的套可以由透明材料制成。这里电路防护的外壳中可以是发光二极管，其透过透明套发射光。粘附在套里面的还可以是可以透过透明套看到的活字印板。但活字印板还可以插入到套的袋子中。连接模块本身可以包括两个壳体部分。这些壳体部分在它们的连接位置相互以水密的方式密封连接。该连接可以是舌槽连接。但两个外壳之间的粘结或焊接也可以是设想的(envisaged)。两个壳体部分的连接平面最好形成与插接连接器或隔间开口的密封面平行的平面。和两个半壳体类似，电路防护可以由类似的塑料构成。各个连接模块不仅可以借助提到过的顶部横梁相互固定。进一步还可以设想将各个连接模块之间相互螺栓连接或者将第一个连接模块螺栓连接到头部。螺栓连接最好在两个壳体的交叠区域，也就是插接连接器和反向插接连接器插接在一起的地方。这种情况下，用于固定螺栓的螺栓孔可以设置在用于推入电路防护的隔间内侧。这将增强水密性。螺栓平行于插入方向延伸。
下面参照相应的附图解释本发明具有代表性的实施例，这里图1示出了连接模块的正面图，图2示出了连接模块的俯视图，图3示出了连接模块的仰视图，图4示出了根据图1的连接模块的后视图，图5示出了三个连接模块是怎样和头部组装的实施例，图6示出了只有两个连接模块怎样组装的实施例，近似地依据图5中的剖面线VI-VI。
具体实施例方式
根据本发明的转换器一般包括多个连接模块2，它们彼此紧靠在顶部横梁17上如图5所示沿顶部横梁17在x方向上排成一排。转换器具有头部1，在示例实施例中其外形与连接到头部1的连接模块2的相同。但是，也可以设想，头部1的外壳形状和连接模块2不同。对于头部1重要的是其具有一个或多个借以将头部连接到中央计算机的外部总线连接器28。数据从该中央计算机通过外部总线传输到头部1，头部1也被称为网关。数据从头部1传输到中央计算机。头部接收到的数据是从各个连接模块通过内部总线接收的。同样，通过外部总线进入头部1的数据在头部1中被转换并通过内部总线传输给相应的连接模块2。每个连接模块2都包括一个电子电路，借助这些电子电路可从总线读得用于各个连接模块2的数据或将数据写给总线。每个连接模块2还包括一个或多个设备连接9。这些设备连接9用于传感器或操作机构的连接。与传感器或操作机构的通信通过交换数字或模拟数据实现。从连接模块2输出到设备(传感器/操作机构)的数据或由设备接收到的数据在连接模块中被重新格式化。
图1到5和图6的剖面所示的连接模块2包括有两个壳体部分2，2’的外壳。两个壳体部分2，2’经喷射模塑制成并相互固定连接。沿着外壳分隔线27有一属于壳体部分2’并进入相应于另一壳体部分2’的槽27’的榫舌27”，这样使得两个壳体部分2’，2”之间的连接是水密的。随着两个壳体部分2’，2”的连接，内腔关闭。该腔内是印刷电路板25，上面有多个接触元件24，接触元件24在印刷电路板25上与导电条电连接。多个这样的接触元件24彼此相连设置成一排形成一条线，用于内部总线和电压源。
借助壳体部分2’，外壳2形成隔间13。电路防护8可以单独插入该隔间13。同时电路防护8形成套15，通过套15隔间13的隔间开口以水密的方式被密封。为了以水密的方式密封隔间13的开口，密封圈16支撑在隔间开口的缘14上。该环行封闭的密封圈16位于套15的边槽23中，其可以借助紧固螺母29固定外壳。
固定连接到套15的内壳壳壁20从套15伸入到隔间13。壳壁20同套15一起构成五边形的封闭外壳。电路板19从外壳20的外壳开口20’出伸出，其被容纳在外壳的槽中。电路板19上有一电子电路。电路板19的一端形成连接触点部分22。这些连接触点部分22分别伸入到由两个弹性臂形成的电路连接触头7中，这样电路连接触头7就整体连接到接触元件24。
接触元件24形成为压模部分，并且不仅形成已经提到的电路连接触头7还形成触头引脚4，其形成插入触点，并借以使接触元件24和相邻连接模块2中相应的接触元件24形成导电连接。反向触点连接元件6类似地电连接到接触元件24，使得接触元件24一共具有至少4个接触点，其一方面连接插入触点4、电路连接触头7、反向插入触点6，另一方面连接印刷电路板25上的引脚。多个接触元件24彼此相邻设置。
在印刷电路板25上，触点(未示出)间至电路板19的导电连接通过接触元件24和设备连接9实现，如图5所示。
连接模块2的下侧有一类似隔间的凹槽，用于容纳顶部横梁。顶部横梁17典型地具有伸出的突起17’。这些突起17’的后面啮合闭锁突起18，借助器具可将它们从各自的闭锁位置以弹性活动方式移开。这种结构的结果是，连接模块2不仅能够沿顶部横梁上x的方向移动，也能沿相反的方向，即y的方向被固定到顶部横梁上或者通过沿y的反向拉开闭锁突起18从顶部横梁上脱开。
隔间13的下面，已经提到的反向插接触头6位于触头承载部分内并且共同构成反向触头连接5。在相对侧，连接模块2形成架状突起，其形成插接连接3用于内部数据总线，其与插接触头4连接。这种情况下插接触头4位于插接连接3的壳体部分。接收反向触头连接5的插座可以如图6所示插入到插接连接3的接收室中。这时，位于该室的边缘的密封圈12与插座周围的法兰部分一起进入密封触头，使得插入连接3和反向触头连接5之间的插入连接是水密的。结果，整排连接模块2的所有开口都是以水密的方式闭合的。最后一个连接模块2没有开口插接连接3。该最后连接模块2的插接连接3由端盖26密封。
为以并排接触的方式将相邻的连接模块2固定或将第一连接模块2固定到头部1，壳体2’的外隔间的壁21的一侧有两根肋10，在对侧有两个槽11。当连接模块2处于它们的联接位置时，肋就进入形成缺口的槽中。槽11和肋10彼此进入以楔榫的方式有效连接。
密封圈16和密封圈12所在的平面相互平行并且平行于顶部横梁的延伸平面。相应地，联接方向y沿密封面12垂直延伸。
连接模块2具有位于外壳20内的发光二极管，附图中没有示出，它们布置在电路板19上并且透过透明套15发光。
由肋10和槽11相互作用形成的有效引导，使得连接模块2之间的连接和形成网关的头部1的联接，即使在不使用顶部横梁的情况下也是可能的。两个模块相互之间或者第一连接模块和头部1之间可以借助螺栓30进行连接。为此，插接触头4的突起具有螺栓孔31和内螺纹。这里，重叠该突起的连接模块2的壳体2’部分在装配时有一紧固螺栓通孔，设置在隔间13的底部区间，使得为将紧固螺栓插入内螺纹，当隔间31打开时，紧固螺栓可以插入到螺栓通孔。因此只有当套15打开时，紧固螺栓30才会进入。
外壳套15是透明的还有一好处就是活字印板可以安放在套内。透过套可以读得活字印板上的刻字。
所有公开的特征都与(在它们本身)本发明相关。相关的/附带的优先权文件(在先专利申请副本)的公开内容在此也被全部并入专利申请的公开内容中，包括当前申请的权利要求中这些文件的合并特征的目的。
权利要求
1.一种转换器，其具有可以连接到外部数据总线的头部(1)，和可以以插接的方式安装成排的形式连接到头部的一个或多个连接模块(2)，具有以下特征-头部(1)具有带有和内部数据总线联结的插接触头(4)的插接连接器(3)；-每个连接模块(2)具有和头部(1)的插接连接器(3)相匹配的反向插接连接器(5)；-反向插接连接器(5)的反向插接触头(6)连接到用于与具有一电子电路的电路防护(8)连接的电路连接触头(7)，以及连接到用于和另外的连接模块(2)的反向插接触头(6)连接的插接触头(4)；-每个连接模块(2)具有至少一个用于和操作机构或传感器连接的设备连接器(9)，其通过内部和外部总线与可连接到外部总线的控制装置通信，其特征在于-连接模块(2)之间的插接连接或连接模块(2)与头部(1)之间的插接连接，以及电路防护(8)的插接联结都是水密的。
2.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于所述连接模块(2)的插接联结发生在横切于方向x的方向y上，在方向x上设置成排，连接模块的宽边具有引导面(10，11)和围绕插接连接器(3)的密封圈(12)，其位于插接联结方向y的垂直延伸面上。
3.根据权利要求1或2所述的转换器，其特征在于所述电路防护(8)设置在隔间(13)内，隔间(13)的开口缘(14)可与插接联结的方向y垂直地由电路防护(8)形成的套(15)以水密的方式密封。
4.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述头部(1)和连接模块(2)可以夹在顶部横梁(17)上。
5.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于钩状闭锁突起卡在顶部横梁(17)的边缘(17’)，并能够被从顶部横梁拉回，用于将连接模块(2)从顶部横梁(17)上移去。
6.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述宽边侧具有两个相互平行的缺口(10)以及与其相应的啮合的槽(11)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述电路防护(8)形成五边形的闭合外壳，其能够插入所述隔间(13)并承载电路板(19)，其外壳壁(20)与隔间壁(21)平行，该电路板伸出由外壳壁(20)形成的外壳开口(20’)，并形成与电路连接触头(7)相互作用的连接触头部分(32)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述套(15)形成容纳密封圈(16)的槽(23)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于材料相同的接触元件(24)，其分别形成插接触头(4)、反向插接触头(6)和电路连接触头(7)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述接触元件(24)连接到印刷电路板(25)，设备触头(9)也与该印刷电路板(25)联结。
11.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于在一排中的最后一个连接模块(2)的插接连接器(3)由端盖(26)以水密的方式密封。
12.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述套(15)是透明的，并且在外壳(20)内设置了发光二极管，特别是在电路板(19)上。
13.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述连接模块(2)包括两个壳体部分(2’，2”)，它们在其连接位置上以水密的方式相互连接。
14.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于所述外壳连接(27)是具有槽(27’)和榫舌(27”)的插接连接。
15.根据上述权利要求中任一项所述的转换器，其特征在于在所述连接模块(2)之间的螺栓连接中，与隔间(13)底部联结的紧固螺栓通孔和螺栓孔(31)在一条线上，螺栓孔(31)和由连接模块(2)的壳体部分(2’)交叠的突起相联结，使得螺栓旋入的方向和插接联结的方向一致。
全文摘要
本发明涉及一种转换器，其具有可连接外部数据总线的头部和一个或多个连接模块，连接模块可以插接的方式安装成排连接到头部，其中，头部具有带有和内部数据总线联结的插接触头的插接连接器；每个连接模块具有与头部的插接连接器相匹配的反向插接连接器；反向插接连接器的反向插接触头连接到用于与具有一电子电路的电路防护连接的电路连接触头，和用于和另外的连接模块的反向插接触头连接的插接触头；每个连接模块具有至少一个用于和操作机构或传感器连接的设备连接器，通过内部和外部总线与控制装置通信。连接模块相互之间或连接模块与头部之间的插接连接以及电路防护的插接联结都是水密的。
文档编号H01R13/52GK1495971SQ0314703
公开日2004年5月12日 申请日期2003年6月20日 优先权日2002年6月20日
发明者德克·布拉斯, 迈克尔·曼德尔, 曼德尔, 德克 布拉斯 申请人:沃纳特克两合公司