專利名稱：用于使外殼固定插入式模塊的鎖定機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鎖定機構及一種用于固定至少一個插入式模塊的外殼，該外殼配備有此種鎖定機構，并且其中設置有致動機構以用于將插入式模塊解鎖。
背景技術：
根據(jù)本發(fā)明的外殼較佳地固定在控制設備或過程自動化中所用的模塊式輸 入_輸出模塊，即電力或電子模塊。此處，外殼通常置于例如安裝導軌及/或承載導軌上， 并與總線系統(tǒng)或橋接系統(tǒng)相連。在外殼中插入一個或多個插入式模塊，從而當更換插入式 模塊時，拔出恰當模塊后便可插入新的或恰當?shù)牟煌K。為拔出所插入的模塊，常常必須 克服強的保持力，這是因為具有較多極數(shù)的插入式連接器會施加強的保持力。因此，單個或 多個插入式模塊的更換非常費時、費力。此外，通常，將例如被設計成承載殼體的許多此種殼體彼此緊密相鄰地固定于承 載導軌上或者固定于另一承載導軌上。而且，可將多個承載導軌相互緊靠地排列，從而得到 配備有插入式模塊的整個外殼陣列。為減小此種陣列所需的結(jié)構空間，各個單獨的外殼的 位置相互非?？拷?，從而使可供用于使用工具來移除插入式模塊的空間非常有限。總之，需要確保插入式模塊可靠地工作。也出于此種原因，人們已提出了其中通過 鎖定所插入的插入式模塊來確保插入式模塊可靠工作的外殼，以確保插入式模塊的工作。 為此，在現(xiàn)有技術中已描述了其中將插入式模塊用螺釘固定至外殼上來實現(xiàn)牢固固定的裝 置。其缺點尤其是拆卸更加復雜，并且用戶需要使用兩只手一只手牢牢地握持插入式模 塊，另一只手則轉(zhuǎn)動螺絲刀。在另一種已知的系統(tǒng)中，新的插入式模塊可插入到空的插入空間中，其中對插入 式模塊的外殼進行閂鎖可獲得嚙合效果，從而牢固地固定插入式模塊，并且在組裝時只需 要沿直線作插入動作。然而，此種已知的現(xiàn)有技術的缺點在于，當更換插入式模塊時，移除 模塊需要一方面將多個連接元件解鎖、另一方面又要克服強的保持力以拔出已解鎖的插入 式模塊。在將許多外殼排列于一表面區(qū)域上的高密度排列方式中，如上文所述，在各單獨 外殼之間只有很小的空間供插入解鎖工具或類似工具，因而在現(xiàn)有技術中通常須將多個解 鎖元件解鎖、然后需要克服強的保持力以拔出插入式模塊。根據(jù)另一種已知的現(xiàn)有技術，插入式模塊不嚙合地插入至插入式連接器中，并且 在拆卸插入式模塊時，推動一操縱桿，從而通過凸輪或類似物將插入式連接器推出。然而， 此種現(xiàn)有技術的缺點在于，不存在鎖定功能，因而當將插入式模塊推出時，載荷是單向的， 結(jié)果使插入式模塊不沿直線被推出。該解決方案還需要連續(xù)地致動多個機構才能移除插入 式模塊，從而使拆卸時更加費力，同時無法確保鎖定。再一種已知的解決方案由兩個釋放操縱桿排列組成，所述兩個釋放操縱桿從下面 對稱地抓持插入式模塊，并將插入式模塊推出插入式連接器。此種技術方案的缺點是不同 機構具有較高的成本，同時不存在鎖定。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明的問題因而是提供一種用于使外殼固定至少一個插入式模塊的鎖定系統(tǒng)以及一種配備有相應鎖定機構的外殼，其中該鎖定機構或外殼能夠?qū)?現(xiàn)鎖定，同時另一方面還可簡便地組裝和移除插入式模塊。該問題通過具有如權利要求1所述的特征的鎖定機構和具有如權利要求9所述的 特征的外殼、以及通過具有如權利要求15所述的特征的模塊式系統(tǒng)得以解決。本發(fā)明的較 佳變型是從屬權利要求所述的標的。在下文說明中將提供本發(fā)明的其它有利特征。根據(jù)本發(fā)明的用于使外殼固定至少一個插入式模塊的鎖定機構具有用于將所述 插入式模塊解鎖的致動機構。此處，所述致動機構連接至頂起機構，所述頂起機構的功能是 在解鎖時頂起固定于所述外殼中的所述插入式模塊。根據(jù)本發(fā)明的鎖定機構具有許多優(yōu)點。由于致動機構連接至頂起機構，因而解鎖 過程會頂起可能固定于相關外殼中的任何插入式模塊，從而可更容易從外殼移除所述模 塊。因此，本發(fā)明不僅提供鎖定和解鎖機構，而且在解鎖時還同時頂起特別是電力或電子插 入式模塊，以利于移除。這較佳地在連接電源時也可實現(xiàn)，從而可快速地更換此種插入式模 塊。在單個工作步驟中，較佳同時實現(xiàn)電子插入式模塊的解鎖和彈出。因此，本發(fā)明使得易于更換，同時提供一種簡單的解決方案。這些優(yōu)點非常重要， 因為在此種鎖定機構和相關的外殼中，元件數(shù)目常常較高，而元件各自的成本具有重要影 響。在本申請案的上下文中，術語“頂起(lifting) ”是指將插入式模塊提離外殼，從而 在頂起過程之后，增大插入式模塊與固定于外殼中的插入式連接器的間隔。因此，所施加的力大部分在解鎖時、尤其在移除過程開始時就已被克服。在根據(jù)本發(fā)明的鎖定機構的較佳變型中，致動機構通過平移形式移動來進行解 鎖，其中致動機構尤其使其可只在一個平移方向上移動。這提供了某些優(yōu)點，因為插入式模 塊是以致動機構的簡單的平移或直線運動形式被解鎖和頂起，此便于移除。較佳使頂起機構具有至少一個傾斜頂起表面。此處，可在插入式模塊上提供傾斜 頂起表面，然后所述傾斜頂起表面可從下方尤其是中間部位處起作用。為防止插入式模塊 傾斜，可尤其提供插入式模塊的外部導向件。較佳使用兩個或更多個頂起表面，然而，在任何使用兩個頂起表面且適當布置這 些頂起表面的情形中，則不需要外部導向件。頂起表面被尤其設計成頂起斜面或者彈出斜面，從而通過操作致動機構來彈出插 入式模塊。在較佳的變型中，至少一個頂起表面具有至少兩個為不同坡度的區(qū)域，以便能夠 控制頂起速率、尤其是路徑/力之比。為頂起插入式模塊，頂起表面與插入式模塊上的相應 邊緣相配合，其中由于致動機構的平移運動的結(jié)果，傾斜頂起表面與插入式模塊上的對應 邊緣發(fā)生接觸。在進一步平移運動過程中，頂起表面和與致動機構的致動方向成斜角的插 入式模塊邊緣聯(lián)合起作用而頂起插入式模塊。通過設置兩個具有不同斜坡的區(qū)域，可有利地以適當方式調(diào)節(jié)頂起過程的給定速 度，并從而特別是調(diào)節(jié)路徑與力之比，這是因為在坡度較陡的情形中頂起速度較大，因而與坡度較小的情形相比，特別是路徑與力之比較小。為實現(xiàn)最佳的調(diào)節(jié)，還可提供多于兩個傾斜區(qū)域或彎曲的傾斜區(qū)域，以根據(jù)需要 來控制頂起過程，從而實現(xiàn)特別高的靈活性。在所有上述實施例的較佳變型中，提供彈簧裝置，用于將致動機構預加載至預定 位置。較佳使所述預定位置為鎖定位置，以確保插入式模塊不會被意外釋放。在所有實施例中，較佳使用單個致動機構，其中該致動機構尤其較佳地作用于多 個鎖定元件。此處，所述作用尤其是同時發(fā)生，但也可順次地作用于不同的鎖定機構。在尤其較佳的設計中，致動機構與至少一個鎖定元件且尤其是與兩個或更多個鎖 定元件形成一體。此種致動機構之所以有利，是因為由此可通過致動所述致動機構來釋放 所存在的所有鎖定元件。在所有實施例中，頂起機構被尤其設計成在解鎖過程中，所固定的插入式模塊被 沿直線頂起，以防止觸點扭曲。較佳將致動機構設計成實質(zhì)為棒形狀并在每一情形中均在兩端附近具有鎖定元 件，從而當使用棒形的細長致動元件時，在解鎖過程中，頂起力會在致動機構的兩端施加至 插入式模塊。此處應說明的是，就應用而言，可使插入式模塊的解鎖和頂起同時進行。在致動機 構的致動過程中，較佳首先實施解鎖，接著立即頂起插入式模塊。為此，將接觸表面在平移 方向上設置成是相互偏置的。各單獨鎖定元件可設計成后部夾爪或類似形體，以從后部夾持插入式模塊的對應 元件。根據(jù)本發(fā)明的外殼具有至少一個模塊支座以用于固定至少一個插入式模塊，并且 所述外殼配備有包含致動機構的鎖定機構。此處，插入式模塊被設計成既可進行鎖定，也可 進行解鎖。致動機構連接至頂起機構，以用于在解鎖過程中頂起所固定的插入式模塊。尤其較佳的是使根據(jù)本發(fā)明的外殼具有如上文所述的鎖定機構。該鎖定機構較佳在每一種情形中均在模塊支座的兩端處具有兩個沿橫向間隔開 的鎖定元件，從而使插入式模塊在每一種情形中均牢固于模塊支座的兩端。在所有實施例中，均在外殼中提供互連裝置，尤其是電路板，所述互連裝置具有排 列于模塊支座上的電氣插入式連接器。為改善致動機構的致動，致動機構較佳具有空腔，以便能夠以致動元件(例如螺 絲刀)來致動該致動機構。為便于致動，較佳在外殼或插入式模塊上提供反支撐件，以實現(xiàn) 力的傳遞，從而可容易并可靠地操作致動機構。傳遞比取決于致動元件的長度。此外，本發(fā)明還涉及一種模塊式系統(tǒng)，其具有外殼和固定在外殼上的至少一個插 入式模塊，其中還提供至少一個鎖定機構，所述至少一個鎖定機構設置于外殼上或插入式 模塊上。此處，所述鎖定機構及/或所述外殼是根據(jù)上述實施例中的一個進行設計。為實現(xiàn)鎖定或解鎖，本發(fā)明允許沿直線進行插入和拔出，其中可以非常節(jié)約空間 的方式在外殼的一側(cè)上進行致動。因此，即使可用的空間有限，也可實現(xiàn)致動。所述鎖定機構只需要很少的單獨部件，并且可以簡單的方式實現(xiàn)鎖定單元在外殼 或插入式模塊上的組裝。與其中用螺釘來附裝模塊的常規(guī)系統(tǒng)相比，會節(jié)約很多時間，并且 還整合有頂起或推出功能，從而能夠克服多極插入式連接器的高的保持力。借助設置于致動機構上的空腔或夾具或類似物，使運動轉(zhuǎn)換成為可能。較佳使插入式模塊在插入外殼的過程中借助支腳或邊緣，反抗所插入的彈簧的彈 簧力而將鎖定元件沿對角線移動至插入方向。在模塊已被插入承載外殼內(nèi)達預期深度之 后，插入式模塊的支腳便釋放鎖定元件，從而進行插入式模塊的鎖定。在要進行解鎖時，則 使鎖定機構反抗彈簧力而沿軸向移動，從而釋放鎖定元件。在解鎖運動進一步進行的過程 中，設置于致動機構上或頂起機構上的斜面推抵插入式模塊的對應斜面或邊緣，從而克服 原有的接觸力而將插入式模塊推出。根據(jù)下文參照附圖對實施例實例進行的說明，可得知本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的外殼在插入有插入式模塊時的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的鎖定機構的透視圖；圖3為所述外殼在插入有插入式模塊時的局部剖面透視圖；
圖4為圖3的細部的放大圖；圖5為外殼在致動機構處于第一位置時的視圖；圖6為在致動機構的致動過程中外殼處于第二位置時的視圖；圖7為外殼與鎖定機構處于解鎖位置時的視圖；以及圖8為插入式模塊從下面看時的立體圖。主要元件標記說明1 鎖定機構2 外殼3 模塊式系統(tǒng) 4 致動機構5:插入式模塊 6:頂起機構7 頂起表面8 頂起表面9 彈簧10 鎖定位置11 鎖定元件12 鎖定元件13 鎖定元件14 鎖定元件15 側(cè)面16 端部17 端部18 致動元件19 反支撐件20 模塊支座21 插入式連接器22 空腔23:外部導向件24:支腳25 第2位置26 解鎖機構27:間隔28:間隔29:固定裝置
具體實施例方式圖1的透視圖中所示的模塊式系統(tǒng)3包括外殼2、所安裝的插入式模塊5、和鎖定 機構1，在鎖定機構1中，僅可看到致動機構4的一端16。插入模塊或插入式模塊5通常包含至少一個互連裝置，尤其是電路板，該至少一個互連裝置具有多極插入式連接器，以用于接觸外殼2中對應的反連接器，外殼2較佳被設 計成承載外殼。插入式模塊5插入并固定在外殼2中。插入運動及移除運動是直線運動。在本實施例實例中，插入式模塊5此處具有多個支腳24，支腳24具有后部夾爪以 便固定于鎖定機構上。支腳24此處可具有斜面，以在與插入方向成斜角地插入時移動鎖定 機構1，從而實現(xiàn)接合。在本實施例實例中，在外殼2中提供至少一個電路板，該至少一個電路板具有用 于插入式模塊5的相對插頭。為每一插入式模塊5提供一個鎖定機構1。在本實施例實例中，外殼2用于固定兩個可靠近且相互平行地排列的插入式模塊 5。外殼2自身又附裝至承載導軌上，在承載導軌上排列有大量此種模塊式系統(tǒng)3。由于大 量模塊式系統(tǒng)3排列于此一安裝導軌或承載導軌(圖未示出)上，可供用于插入或拔出各 個單獨插入式模塊5的空間受到限制。本發(fā)明提供顯著的優(yōu)點，這是因為只通過致動機構 4的致動來解鎖和頂起插入式模塊5，從而可簡便地從模塊支座20上移除插入式模塊5。在頂起過程中，外部導向件23還用于使頂起運動沿直線行進。
在模塊支座20中，提供一個或多個插入式連接器21，插入式連接器2與插入式模 塊5的對應插入式連接器相連。在本實施例實例中，致動機構4的致動是從側(cè)面15進行。原則上，也可從另一側(cè) 進行致動。此處圖2的透視圖顯示的鎖定機構1實質(zhì)上被設計成細長的棒，在該棒上的兩端 16,17附近排列有鎖定元件11、12和13、14。此處，緊鄰鎖定元件提供頂起機構6的頂起表 面7和8。設置兩個或更多個傾斜頂起表面7、8可確保插入式模塊5沿直線引入和回退。此處，在本實施例實例中，中間區(qū)域或致動機構4是相對柔韌的，并且鎖定元件11 及12或13及14位于致動機構4的兩端。鎖定元件11-14的排列和數(shù)量取決于可用的結(jié)構空間和技術要求。因此，在其它 實施例中，也可能只有兩個鎖定元件，或者也可提供多于四個鎖定元件。然而，為進行解鎖， 致動機構是從一側(cè)進行致動。原則上，也可根據(jù)需要而從一側(cè)或另一側(cè)致動該致動機構，以 便實現(xiàn)更為靈活的設計。因此，致動是在一側(cè)上進行，并且可選擇外殼的另一側(cè)。在鎖定過程中，鎖定元件11、12和13、14在后面夾持住插入式模塊5的支腳上具 有恰當適配的形狀的后部夾爪，從而以可靠的鎖定連接來保證鎖定位置10。圖3顯示模塊式系統(tǒng)的局部剖切透視圖，其中可看到外殼上的鎖定機構1。可清楚 地看到頂起機構6的兩個頂起表面7、8 ；這兩個頂起表面7、8在每一種情形中均排列于鎖 定機構1的端部16、17附近，以保證插入式模塊的頂起或彈出始終一致并沿直線。圖4顯示圖3的一部分的放大圖，其中可清楚地看到鎖定機構1的彈簧9。彈簧9用于將鎖定機構在外殼中固定于“0位置”或鎖定位置。此外，彈簧允許將 插入式模塊5無間隙地固定于外殼2中。倘若沒有此一彈簧，在例如出現(xiàn)震動時會有力作 用于插入式模塊5上而使插入式模塊沿拉出方向移動，這是因為模塊可部分地由于相嚙合 的斜面而被釋放。該彈簧允許進行預加載，以可靠地防止此種運動。此外，該彈簧的一個優(yōu)點在于，無論外殼和鎖定元件的安裝情形如何，甚至在反抗 重力時，該彈簧也會將鎖定元件固定于鎖定位置上?，F(xiàn)在將參照圖5至圖8來描述鎖定機構的功能。插入式模塊5被插入外殼2中，此在圖5中以剖面?zhèn)纫晥D形式進行顯示；插入式模塊5具有固定裝置29，在鎖定狀態(tài)中，固 定裝置29不接觸頂起機構6的頂起表面7、8。在圖5所示的鎖定狀態(tài)中，在外殼底面與插 入式模塊之間存在間隔27。通過將螺絲刀18插入致動機構4的空腔22中并對反支撐件 19應用螺絲刀來開始解鎖過程。在圖6所示的位置上，螺絲刀18圍繞反支撐件19樞轉(zhuǎn)，從而在圖所示的位置上， 使鎖定機構4在頂起表面7、8處接觸插入式模塊的固定裝置29，同時鎖定元件11-14早已 釋放，從而可發(fā)生插入式模塊5的彈出運 動。在隨后的進一步軸向運動中，固定裝置29沿 傾斜頂起表面7、8滑動，從而將插入式模塊5推出外殼。圖7顯示以下狀態(tài)使仍嚙合于空腔22中的螺絲刀18樞轉(zhuǎn)，一直到插入式模塊5 已從外殼2頂起為止，從而此時只存在間隔28，該間隔明顯大于圖5所示的間隔27。圖8從下面以透視圖形式顯示插入式模塊，其中可清楚地看到支腳24以及固定裝 置29。
權利要求
一種用于使外殼(2)固定至少一個插入式模塊(5)的鎖定機構(1)，所述鎖定機構(1)具有用于將所述插入式模塊(5)解鎖的致動機構(4)，其特征在于具有頂起機構(6)，所述頂起機構(6)連接至所述致動機構(4)，以在解鎖時頂起固定于所述外殼(2)中的所述插入式模塊(5)。
2.如權利要求1所述的鎖定機構(1)，其特征在于，所述致動機構(4)可通過平移形式 移動以進行解鎖。
3.如權利要求1或2所述的鎖定機構(1)，其特征在于，所述頂起機構(6)具有至少一 個傾斜頂起表面(7，8)。
4.如前述權利要求所述的鎖定機構(1)，其特征在于，至少一個頂起表面(7，8)具有為 不同坡度或被設計成曲線形狀的至少兩個區(qū)域，以相應地控制頂起過程。
5.如前述權利要求所述的鎖定機構(1)，其特征在于，所述致動機構(4)被彈簧裝置 (9)預加載至鎖定位置(10)。
6.如前述權利要求中的一項所述的鎖定機構(1)，其特征在于，提供有單個致動機構⑷。
7.如前述權利要求中的一項所述的鎖定機構(1)，其特征在于，所述致動機構(4)與至 少一個鎖定元件(11-14)形成一體。
8.如前述權利要求中的一項所述的鎖定機構(1)，其特征在于，所述致動機構(4)為 實質(zhì)棒形形狀，在每一種情形中均在兩端(16、16)附近具有至少一個鎖定元件(11，12 ；13， 14)。
9.一種外殼(2)，具有用于固定至少一個插入式模塊(5)的至少一個模塊支座(20)并 具有鎖定機構(1)，所述鎖定機構(1)配備有致動機構(4)并能夠?qū)⑺潭ǖ牟迦胧侥K (5)鎖定和解鎖，所述外殼(2)的特征在于，所述致動機構(4)連接至頂起機構(6)，以在解 鎖時頂起所固定的插入式模塊(5)。
10.如權利要求9所述的外殼(2)，其特征在于，具有如權利要求1至8中的一項所述 的鎖定機構(1)。
11.如前述權利要求9或10中的一項所述的外殼(2)，其特征在于，所述鎖定機構(1) 在每一種情形中均在所述模塊支座(20)的兩端(16，17)具有兩個沿橫向間隔開的鎖定元 件(11，12 ；13，14)。
12.如前述權利要求9至11中的一項所述的外殼(2)，其特征在于，提供有互連裝置， 尤其是電路板，所述互連裝置具有排列于所述模塊支座(20)上的電氣插入式連接器(21)。
13.如前述權利要求9至12中的一項所述的外殼(2)，其特征在于，所述致動機構(4) 具有空腔(22)，以便能夠以致動元件(18)致動所述致動機構(4)。
14.如前述權利要求9至13中的一項所述的外殼(2)，其特征在于，提供有反支撐件 (19)，以用于應用所述致動元件(18)。
15.一種模塊式系統(tǒng)(3)，具有外殼(2)和固定于所述外殼(2)上的至少一個插入式模 塊(5)并具有至少一個如權利要求1至8中的一項所述的鎖定機構(1)，其特征在于，所述 鎖定機構(1)排列于所述外殼(2)上或所述插入式模塊(5)上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于固定插入式模塊(5)的鎖定機構(1)及一種配備有一個此種鎖定機構的外殼(2)、以及一種包含外殼和插入式模塊的模塊式系統(tǒng)(3)，其中鎖定機構(1)具有用于將插入式模塊解鎖的致動機構(4)。本發(fā)明的特征在于，致動機構(4)連接至頂起機構(6)，以在解鎖時頂起固定于外殼(2)中的插入式模塊(5)。
文檔編號H05K7/14GK101822133SQ200880105644
公開日2010年9月1日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權日2007年8月31日
發(fā)明者F·貝斯特, J·索夫克 申請人:鳳凰通訊兩合有限公司