ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА В ИЗОЛЯТОРЕ Российский патент 2019 года по МПК H01R13/514 

Изобретение касается изолятора для штекерного соединителя согласно ограничительной части независимого п.1 формулы изобретения.

Такие изоляторы применяются, например, в корпусе штекерного соединителя. В модульных промышленных штекерных соединителях такие изоляторы, как правило, вместе с другими разнотипными изоляторами вставляются в так называемые удерживающие рамы и затем встраиваются в корпус штекерного соединителя. Тогда эти изоляторы называются также модулями.

Уровень техники

В WO 2015/149757 A2 показана удерживающая рама, в которую могут вставляться отдельные, имеющие сенсоры изоляторы, так называемые модули. Вследствие необходимой компактной конструкции этих изоляторов трудно размещать сенсоры внутри изоляторов.

Постановка задачи

Задача изобретения заключается в том, чтобы создать компактный и одновременно экономичный изолятор, у которого возможен мониторинг токов, текущих через отдельные контактные элементы.

Эта задача решается с помощью отличительных признаков независимого пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предлагаемый изобретением изолятор предусмотрен для штекерного соединителя. Этот изолятор может непосредственно встраиваться в корпус штекерного соединителя. Однако, как правило, этот изолятор вставляется в виде модуля в модульный промышленный штекерный соединитель. Для этого несколько разнотипных модулей объединяются в шарнирной раме, которая показана, например, в WO 2014/202050 A1.

В изоляторе расположены по меньшей мере два электрических контактных элемента. Под «электрическим» в этом случае подразумевается, что через эти контактные элементы может протекать электрический ток, когда штекерный соединитель вставлен в ответный штекер или в гнездо.

Предлагаемый изобретением изолятор имеет по меньшей мере два сенсора для измерения тока, при этом для каждого сенсора предназначен один электрический контактный элемент. Количество сенсоров соответствует количеству имеющихся в изоляторе электрических контактных элементов. Каждый сенсор предназначен ровно для одного электрического контактного элемента. Могут иметься другие неэлектрические контактные элементы, например, пневматические контактные элементы, для которых не предназначен сенсор.

Предпочтительно изолятор состоит из состоящей из пластмассы основной части и двух боковых частей, первой боковой части и второй боковой части. Предпочтительно обе боковые части изготовлены из пластмассы, при этом первая боковая часть по меньшей мере в отдельных областях содержит металлическую сердцевину. Такие компоненты могут изготавливаться при оптимальной цене.

Предпочтительно из первой боковой части перпендикулярно выступают по меньшей мере две экранирующие консоли. Эти экранирующие консоли продеты через выемки в основной части. В отдельных областях металлическая сердцевина предпочтительно расположена в экранирующих консолях. Предпочтительно из первой боковой части перпендикулярно выступают по меньшей мере четыре экранирующие консоли, при этом по две экранирующие консоли объединены в пару экранирующих консолей. Между концами пар экранирующих консолей вставляется по одному предусмотренному для этого ребру второй боковой части, вследствие чего возникает эффект заклинивания.

Изолятор имеет предпочтительно печатную плату. Эта печатная плата имеет выемки. Экранирующие консоли или, соответственно, пары экранирующих консолей первой боковой части вставляются каждая через одну из выемок печатной платы. Благодаря вышеописанному эффекту заклинивания пар экранирующих консолей и предназначенных для них ребер печатная плата ориентирована параллельно боковым частям и основной части. Боковые части имеют на каждой из узких сторон стопорные носики, которые могут стопориться в предусмотренных для них стопорных выемках основной части. Тем самым обеспечивается возможность особенно простого монтажа изолятора.

Особенно предпочтительно монтировать сенсоры на печатной плате. Тогда печатная плата может также включать в себя электронику для аналитической обработки. Сенсоры подвергнуты электромагнитному экранированию друг от друга с помощью экранирующих консолей. Каждый сенсор предназначен для одного электрического контактного элемента и может проводить измерения тока без помех со стороны соседнего сенсора.

Печатная плата имеет так называемые выходы, через которые могут запрашиваться или, соответственно, сниматься данные измерений.

Предпочтительно указанные по меньшей мере два сенсора представляют собой каждый сенсор Холла. Такие сенсоры дают результаты измерений даже при протекании постоянного тока, в противоположность сенсорам, которые содержат катушки.

Особенно предпочтительно, если на изоляторе сформированы ребра, с помощью которых изолятор может крепиться в удерживающей раме промышленного штекерного соединителя. Благодаря этому изолятор может интегрироваться в модульный промышленный штекерный соединитель вместе с другими разными модулями.

Пример осуществления

Один из примеров осуществления изобретения изображен на чертежах и далее поясняется подробнее. Показано:

фиг. 1: покомпонентный чертеж в перспективе предлагаемого изобретением изолятора;

фиг. 2: изображение в перспективе первой боковой части;

фиг. 3: изображение в перспективе основной части;

фиг. 4: изображение в перспективе второй боковой части;

фиг. 5: изображение в перспективе второй боковой части со введенной печатной платой;

фиг. 6: изображение в перспективе изолятора;

фиг. 7: вид в плане печатной платы и второй боковой части и

фиг. 8: изображение в перспективе первой боковой части с интегрированными экранирующими пластинами, при этом первая боковая часть изображена прозрачной.

Фигуры содержат частично упрощенные, схематичные изображения. В некоторых случаях для похожих, но все же не идентичных элементов применяются идентичные ссылочные обозначения. Разные виды одинаковых элементов могут быть изображены в различном масштабе.

На фиг. 1 показан покомпонентный чертеж предлагаемого изобретением изолятора 1. Изолятор 1 состоит по существу из состоящей из пластмассы основной части 2, боковой части 3, печатной платы 4 и второй боковой части 5. В основной части 2 расположены электрические контактные элементы 6, 6', 6'', 6'''.

Первая боковая часть выполнена по существу из пластмассы. Из первой боковой части выступают экранирующие консоли 7. Внутрь экранирующих консолей 7 введены U-образные экранирующие пластины 18. Для этого форма пластмассы первой боковой части 3 имеет полые формы экранирующих консолей, которые открыты сзади для вдвигания экранирующих пластин 18. Экранирующие консоли имеют, соответственно, металлическую сердцевину. В этом примере осуществления экранирующие пластины 18 вдвинуты в первую боковую часть 3. Но введение экранирующих пластин возможно также путем заливки.

Из фиг. 2 можно видеть, что из первой боковой части 3 с концевых сторон выступают две экранирующие консоли 7. Между концевыми экранирующими консолями 7 расположены три пары 8 экранирующих консолей, при этом каждая пара 8 экранирующих консолей выполнена из попарно отдельных экранирующих консолей 7.

Экранирующие консоли 7 и пары экранирующих консолей 8 могут проходить через выемки 9 в основной части 2 и через выемки 10 в печатной плате 4 во вторую боковую часть 5. Между концами пар 8 экранирующих консолей скользит ребро, вследствие чего экранирующие консоли 7 пар экранирующих консолей выдавливаются наружу, и проявляется эффект заклинивания. Выдавленными наружу экранирующими консолями 7 пар 8 экранирующих консолей печатная плата 4 ориентируется с точной посадкой. Благодаря этой ориентации с точной посадкой печатная плата 4 может скользить в ее предусмотренное положение внутри второй боковой части 5. Важно, что печатная плата вследствие ее функциональной геометрии направляется в определенное положение или, соответственно, расположение относительно контактных элементов 6 и фиксируется. Тем самым может гарантироваться получение надежных показателей с помощью этой измерительной техники и отсутствие возникновения ошибок измерений. При показанной здесь конструкции даже при механической нагрузке обеспечено дальнейшее сохранение позиционирования печатной платы 4 или, соответственно, установленных на ней сенсоров 13 относительно контактных элементов 6.

При скольжении друг к другу печатной платы 4 и второй боковой части 5 шипы 15, расположенные в углах второй боковой части 5, вставляются в надлежащие приемные отверстия 16 печатной платы 4. Когда печатная плата 4 накладывается на внутреннюю сторону второй боковой части 5, печатная плата 4 заскакивает за стопорные выступы 17.

В ориентированном состоянии на печатной плате упругие контакты 12 могут для съема напряжения присоединяться к контактным элементам 6. Тогда упругие контакты 12 и предназначенные для них электрические контактные элементы 6 находятся в электропроводящем контакте друг с другом.

Информация о напряжении и измерение тока может давать сведения об электрической энергии. Для этого печатная плата вместе с сенсорами 13 и контактными элементами 6 должна ориентироваться или, соответственно, приводиться в предопределенное положение.

Сердцевина экранирующих консолей 7 представляет собой магнитномягкие пластины. Эти магнитномягкие пластины не имеют электрического контакта с соответствующими контактными элементами 6. Металлическая сердцевина экранирующих консолей 7 служит для экранирования возникающего на контактном элементе магнитного поля относительно магнитного поля соседнего контактного элемента. Тем самым для сенсоров Холла создаются разные области измерения для измерения тока. Кроме того, усиливаются измеряемые магнитные поля. Экранирующие пластины 18 или, соответственно, экранирующие консоли 7 имеют здесь еще и двойную функцию. Как можно видеть на фиг. 8, с помощью экранирующих консолей отдельные контактные элементы 6 могут арретироваться в изоляторе 1.

На печатной плате 4 находятся четыре сенсора 13 Холла, которые предназначены для соответствующих контактных элементов 6.

Съем измеряемых показателей тока или, соответственно, их данных может осуществляться различным образом и подробнее не поясняется.

На изоляторе 1 с обеих сторон сформированы ребра 14, с помощью который изолятор может фиксироваться в удерживающей раме (не показана) промышленного штекерного соединителя (не показан). Ребра сформированы снаружи на боковых частях 3, 5 изолятора.

Изобретение касается изолятора или, соответственно, модуля для модульного промышленного штекерного соединителя. В этом модуле расположены по меньшей мере два электрических контактных элемента 6, для каждого из которых предназначено по сенсору 13 Холла для измерения тока. Эти сенсоры 13 Холла подвергаются внутри модуля электромагнитному экранированию с помощью экранирующих консолей 7 друг относительно друга.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Изолятор

2 Основная часть

3 Первая боковая часть

4 Печатная плата

5 Вторая боковая часть

6 Электрический контактный элемент

7 Экранирующая консоль

8 Пара экранирующих консолей

9 Выемка

10 Выемка

11 Ребро

12 Упругий контакт

13 Сенсор Холла

14 Ребро

15 Шип

16 Приемное отверстие

17 Стопорные выступы

18 Экранирующая пластина

Изобретение относится к электротехнике. В модуле для модульного промышленного штекерного соединителя расположены по меньшей мере два электрических контактных элемента (6), для каждого из которых предназначено по сенсору (13) Холла для измерения тока. Сенсоры (13) Холла подвергаются внутри модуля электромагнитному экранированию с помощью экранирующих консолей (7) относительно друг друга. Технический результат заключается в том, что изолятор имеет компактную конструкцию, является экономичным и обладает повышенной эксплуатационной надежностью за счет того, что размещенные внутри изолятора сенсоры тока, соотнесенные с контактными элементами, экранированы друг от друга и могут проводить измерения тока контактных элементов без помех со стороны соседнего сенсора. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Изолятор (1) для штекерного соединителя, содержащий

по меньшей мере два электрических контактных элемента (6), по меньшей мере два сенсора (13) для измерения тока, при этом каждый сенсор (13) предназначен для одного электрического контактного элемента (6),

основную часть (2) с выемками (9),

первую боковую часть (3),

вторую боковую часть (5) и

печатную плату (4), снабженную выемками (10) печатной платы,

при этом основная часть (2), первая боковая часть (3) и вторая боковая часть (5) выполнены из пластмассы,

из первой боковой части (3) перпендикулярно выступают по меньшей мере две экранирующие консоли (7),

причем упомянутые экранирующие консоли (7) проходят через выемки (10) печатной платы и выемки (9) в основной части (2) для электромагнитного экранирования друг от друга сенсоров (13) для измерения тока.

2. Изолятор по п.1, отличающийся тем, что экранирующие консоли (7) имеют металлическую сердцевину.

3. Изолятор по п.1,

отличающийся тем,

- что из первой боковой части (3) перпендикулярно выступают по меньшей мере четыре экранирующие консоли (7),

- экранирующие консоли (7) попарно объединены в пару (8) экранирующих консолей,

- причем пары (8) экранирующих консолей насаживаются через выемки (9) в основной части (2) на ребра (11) второй боковой части (5).

4. Изолятор по п.3,

отличающийся тем, что экранирующие консоли (7) и/или пары (8) экранирующих консолей первой боковой части вставляются каждая через одну выемку (10) печатной платы.

5. Изолятор по любому из пп. 1-4,

отличающийся тем, что каждый из указанных по меньшей мере двух сенсоров (13) представляет собой датчик Холла.

6. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что сенсоры (13) смонтированы на печатной плате (4).

7. Изолятор по п. 1, отличающийся тем, что печатная плата (4) ориентирована параллельно электрическим контактным элементам (6).

8. Изолятор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что на изоляторе (1) сформировано по меньшей мере одно ребро (14), с помощью которого изолятор (1) может крепиться в удерживающей раме промышленного штекерного соединителя.