DE102017001493B4 - circular connector - Google Patents
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Abstract
Rundsteckverbinder (1), umfassend
- ein Gehäuse (101) mit einem Hülsenabschnitt (1011) und einem Sockelabschnitt (1013),
- zumindest einen durch den Sockelabschnitt (1013) geführten Kontaktstift (103), der frei in den Hülsenabschnitt (1011) hineinragt,
- ein Isolierelement (105) in dem Sockelabschnitt (1013), das den zumindest einen Kontaktstift (103) gegen den Sockelabschnitt (1013) isoliert und in dem Sockelabschnitt (1013) positioniert, und
- eine Isolierhülse (107), die formschlüssig in dem Hülsenabschnitt (1011) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) in einem Übergangsbereich zwischen Hülsenabschnitt (1011) und Sockelabschnitt (1013) eine luftgefüllte Ausnehmung (1015) aufweist, die durch die Positionierung der Isolierhülse (107) einen Ringraum bildet, so dass zwischen dem zumindest einen Kontaktstift (103) und dem Gehäuse (101) durch die Positionierung der Isolierhülse (107) eine Luft- und Kriechstrecke (3) von mindestens 2 mm ausgebildet ist.
Circular connector (1), comprising
- a housing (101) with a sleeve section (1011) and a base section (1013),
- at least one contact pin (103) guided through the base section (1013) and protruding freely into the sleeve section (1011),
- an insulating element (105) in the base section (1013), which insulates the at least one contact pin (103) from the base section (1013) and is positioned in the base section (1013), and
- an insulating sleeve (107) which is positioned in a form-fitting manner in the sleeve section (1011), characterized in that the housing (101) has an air-filled recess (1015) in a transition area between the sleeve section (1011) and the base section (1013) which is the positioning of the insulating sleeve (107) forms an annular space, so that a clearance and creepage distance (3) of at least 2 mm is formed between the at least one contact pin (103) and the housing (101) due to the positioning of the insulating sleeve (107).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rundsteckverbinder, bei dem zum Erreichen einer hohen Schutzklasse für explosionsgefährdete Bereiche eine Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2 mm ausgebildet ist.The present invention relates to a circular connector in which a clearance and creepage distance of at least 2 mm is formed in order to achieve a high protection class for potentially explosive areas.
Rundsteckverbinder für explosionsgefährdete Bereiche sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (vgl. IEC 60079-11) werden für den Geräteschutz durch Eigensicherheit Mindestwerte für Luft- und Kriechstrecken zwischen eigensicheren Stromkreisen und geerdeten Metallteilen verlangt. So gilt beispielsweise für die Schutzniveaus „ia“ und „ib“ bei Spannungswerten unter 30 V eine Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2,0 mm (vgl. IEC 60079-11, Kapitel 6.3.1.1, Tabelle 5). In IEC 60079 wird die Bestimmung für die Konstruktion und Prüfung eigensicherer Betriebsmittel, die für die Verwendung in explosionsfähigen Atmosphären bestimmt sind, sowie für zugehörige Betriebsmittel festgelegt, die für den Anschluss an eigensichere Stromkreise, die in solche Atmosphären hineinführen, vorgesehen sind.Circular connectors for potentially explosive areas are known per se from the prior art. For use in hazardous areas (cf. IEC 60079-11), minimum values for clearance and creepage distances between intrinsically safe circuits and grounded metal parts are required for device protection through intrinsic safety. For example, a clearance and creepage distance of at least 2.0 mm applies to protection levels "ia" and "ib" for voltage values below 30 V (cf. IEC 60079-11, Chapter 6.3.1.1, Table 5). IEC 60079 specifies the design and testing of intrinsically safe equipment intended for use in potentially explosive atmospheres and associated equipment intended for connection to intrinsically safe circuits leading into such atmospheres.
Bei Steckverbindern mit dem Maß M12 (vgl. IEC 61076-2-101) und kleiner liegen die Pole (Pins) weniger als 2 mm von dem Steckergehäuse entfernt, so dass die vorstehend genannte Norm nicht eingehalten werden kann und zusätzliche Maßnahmen zum Erreichen der geforderten Luft- und Kriechstrecke erforderlich sind, sobald als Material für das Gehäuse bzw. das Gewinde Metall zum Einsatz kommt. IEC 61076 beschreibt M12 Rundsteckverbinder, die industriell für die Prozesskontrolle verwendet werden. Diese Rundsteckverbinder bestehen aus fixierten, freien Verbindern mit einer Schraubbefestigung. Die männlichen Verbinder haben typischerweise runde Kontakte mit Durchmessern von 0,6 mm, 0,76 mm, 0,8 mm und 1,0 mm.In the case of connectors with the dimension M12 (cf. IEC 61076-2-101) and smaller, the poles (pins) are less than 2 mm away from the connector housing, so that the above standard cannot be complied with and additional measures to achieve the required Clearance and creepage distances are required as soon as metal is used as the material for the housing or the thread. IEC 61076 describes M12 circular connectors that are used industrially for process control. These circular connectors consist of fixed, free connectors with a screw fastening. The male connectors typically have round contacts with diameters of 0.6mm, 0.76mm, 0.8mm and 1.0mm.
Nach dem Stand der Technik werden in der Regel bei Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen Steckverbinder mit dem Maß M12 nicht eingesetzt. Vielmehr werden entweder physikalisch größere Stecker (z.B. MILC-5015, bzw. MIL-DTL-5015) verwendet, die eine entsprechende Luft- und Kriechstrecke aufweisen, oder es wird auf eine Steckverbindung komplett verzichtet und die Anbindung des entsprechenden Kabels direkt in der Vorrichtung realisiert.According to the state of the art, connectors with the dimension M12 are generally not used in applications in potentially explosive atmospheres. Rather, either physically larger plugs (e.g. MILC-5015 or MIL-DTL-5015) are used, which have a corresponding clearance and creepage distance, or a plug connection is completely dispensed with and the connection of the corresponding cable is implemented directly in the device .
Ferner ist ein Sensor der Firma Meggitt Sensing Systems bekannt, der eine M12 Verbindung und Ex-Zulassung aufweist (MEGGIT 786-500-M12-IS). Die Trennabstände und Kriechstrecken werden bei diesem Sensor offensichtlich durch einen Verguss und/oder feste Isolierung auf 0,5 mm bzw. 0,7 mm reduziert. Der große Nachteil bei der Realisierung mit Hilfe von Verguss ist, dass jedes gefertigte Teil einer Stückprüfung unterzogen werden muss, das ist aufwendig und damit teuer.A sensor from Meggitt Sensing Systems is also known, which has an M12 connection and Ex approval (MEGGIT 786-500-M12-IS). With this sensor, the separation distances and creepage distances are obviously reduced to 0.5 mm or 0.7 mm by means of encapsulation and/or solid insulation. The major disadvantage of using potting is that every manufactured part has to be subjected to a routine test, which is time-consuming and therefore expensive.
Der Einsatz von Steckverbindern mit dem Maß M12 oder kleiner, die einen Standard für die Daten- und Signalübertragung sowie der Leistungsversorgung darstellen, wird daher häufig auf Bereiche beschränkt, die nicht explosionsgefährdet sind. Damit wird jedoch die kostengünstige Verwendung von genormten Kabeln zum Anschluss technischer Geräte verhindert.The use of connectors with dimensions M12 or smaller, which represent a standard for data and signal transmission as well as power supply, is therefore often restricted to areas that are not at risk of explosion. However, this prevents the cost-effective use of standardized cables for connecting technical devices.
Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus Stecker im Maß M12 mit sogenannter S-Kodierung bekannt (z.B. der Firmen Phönix Contact oder Escha), welche die nötigen Luft- und Kriechstrecken aufweisen, allerdings können diese bei einer maximalen Anwendungstemperatur von 90 °C höchstens die Schutzklasse IP69K erreichen. Diese Schutzklasse ist jedoch für viele Anwendungen aus dem Bereich der Sensorik und Automatisierung nicht ausreichend.The state of the art also includes M12 plugs with so-called S-coding (e.g. from Phönix Contact or Escha), which have the necessary clearances and creepage distances, but at a maximum application temperature of 90 °C they can only achieve protection class IP69K. However, this protection class is not sufficient for many applications in the field of sensor technology and automation.
Angesichts der Nachteile des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, Steckverbinder der eingangs genannten Art in einfacher Weise und kostengünstig so zu modifizieren, dass eine Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2 mm eingehalten wird und dadurch die Schutzniveaus „ia“ und „ib“ im explosionsgefährdeten Bereich (IEC 60079-11) erreichbar sind.In view of the disadvantages of the prior art, the present invention is based on the technical task of modifying connectors of the type mentioned in a simple and cost-effective manner in such a way that a clearance and creepage distance of at least 2 mm is maintained and thereby the protection levels "ia" and "ib" can be reached in the hazardous area (IEC 60079-11).
Diese Aufgabe wird in der vorliegenden Erfindung durch einen Rundsteckverbinder (1) gelöst, umfassend
- - ein Gehäuse (101) mit einem Hülsenabschnitt (1011) und einem Sockelabschnitt (1013),
- - zumindest einen durch den Sockelabschnitt (1013) geführten Kontaktstift (103), der frei in den Hülsenabschnitt (1011) hineinragt,
- - ein Isolierelement (105) in dem Sockelabschnitt (1013), das den zumindest einen Kontaktstift (103) gegen den Sockelabschnitt (1013) isoliert und in dem Sockelabschnitt (1013) positioniert, und
- - eine Isolierhülse (107), die formschlüssig in dem Hülsenabschnitt (1011) positioniert ist,
- - a housing (101) with a sleeve section (1011) and a base section (1013),
- - at least one contact pin (103) guided through the base section (1013) and protruding freely into the sleeve section (1011),
- - an insulating element (105) in the base section (1013), which insulates the at least one contact pin (103) from the base section (1013) and is positioned in the base section (1013), and
- - an insulating sleeve (107) which is positively positioned in the sleeve section (1011),
Durch die Modifikation eines gattungsgemäßen Rundsteckverbinders mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, eine Luft- und Kriechstrecke (3) von mindestens 2 mm auszubilden und gleichzeitig eine hermetisch dichte Durchführung für den Einsatz des Rundsteckverbinders (1) in explosionsgefährdeten Bereichen zu realisieren.By modifying a generic circular connector with the measures according to the invention, it is possible to form an air and creepage distance (3) of at least 2 mm and at the same time to implement a hermetically sealed feedthrough for the use of the circular connector (1) in areas at risk of explosion.
Nachfolgend wird die Erfindung im Detail beschrieben.The invention is described in detail below.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Rundsteckverbinder (1), der zunächst ein Gehäuse (101) mit einem Hülsenabschnitt (1011) und einen Sockelabschnitt (1013) umfasst. Bevorzugte Materialien für das Gehäuse (101) sind beispielsweise Edelstahl 1.4404.A first aspect of the present invention relates to a circular connector (1) which initially comprises a housing (101) with a sleeve section (1011) and a base section (1013). Preferred materials for the housing (101) are, for example, stainless steel 1.4404.
Durch den Sockelabschnitt (1013) wird zumindest ein stromführender Kontaktstift (103) geführt, der frei in den Hülsenabschnitt (1011) hinein ragt. Dieser zumindest eine Kontaktstift (103) stellt den männlichen Teil des Rundsteckverbinders (1) dar, der zur Aufnahme in den weiblichen Teil eines anzuschließenden (externen) Kabels ausgelegt ist. Vorzugsweise sind 2 oder mehr Kontaktstifte (103) vorgesehen.At least one current-carrying contact pin (103) is guided through the base section (1013) and protrudes freely into the sleeve section (1011). This at least one contact pin (103) represents the male part of the circular connector (1), which is designed to be accommodated in the female part of an (external) cable to be connected. Two or more contact pins (103) are preferably provided.
Der Rundsteckverbinder (1) umfasst ferner ein Isolierelement (105) in dem Sockelabschnitt (1013), das den zumindest einen Kontaktstift (103) (vorzugsweise formschlüssig) gegen den Sockelabschnitt (1013) isoliert und diesen in dem Sockelabschnitt (1013) positioniert. Das Isolierelement (105) ist vorzugsweise aus einem glasartigen Material gebildet. Erfindungsgemäß finden insbesondere Glas, Glaskeramik oder Keramik Anwendung. Hierdurch wird die hermetische Dichtigkeit möglich gemacht. Wenn der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) in eine entsprechende Aufnahme eingebracht wird, stellt der zumindest eine Kontaktstift (103) einen stromführenden Kontaktstift (103) dar.The circular connector (1) also includes an insulating element (105) in the base section (1013), which insulates the at least one contact pin (103) (preferably with a positive fit) from the base section (1013) and positions it in the base section (1013). The insulating element (105) is preferably formed from a vitreous material. According to the invention, glass, glass ceramics or ceramics are used in particular. This makes the hermetic seal possible. When the circular connector (1) according to the invention is inserted into a corresponding receptacle, the at least one contact pin (103) represents a current-carrying contact pin (103).
Schließlich umfasst der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) eine Isolierhülse (107), die formschlüssig in dem Hülsenabschnitt (1011) positioniert ist und mit ihrem einen Ende an den Sockelabschnitt (1013) anschließt. Die Isolierhülse (107) stellt eine zusätzliche Isolierung zwischen dem Hülsenabschnitt (1011) und dem zumindest einen Kontaktstift (103) dar. Bevorzugte Materialien für die Isolierhülse (107) sind Polyetheretherketon (PEEK), Polytetrafluorethylen (PTFE; „Teflon“), Silikone oder andere temperaturstabile Kunststoffe. Alternativ können auch keramische Werkstoffe eingesetzt werden.Finally, the circular connector (1) according to the invention comprises an insulating sleeve (107) which is positioned in a form-fitting manner in the sleeve section (1011) and is connected to the base section (1013) at one end. The insulating sleeve (107) provides additional insulation between the sleeve section (1011) and the at least one contact pin (103). Preferred materials for the insulating sleeve (107) are polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE; "Teflon"), silicone or other temperature-stable plastics. Alternatively, ceramic materials can also be used.
Der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) zeichnet sich (insbesondere gegenüber
Die erfindungsgemäß vorgesehene Ausnehmung (1015) ist luftgefüllt und bildet zusammen mit der zusätzlich vorgesehenen Isolierhülse (107) die notwendigen baulichen Voraussetzungen für die Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2 mm. Diese Luft- und Kriechstrecke wird benötigt, um die Isolationsstrecken nach der IEC 60079-11 (Ex-Schutz) zu erfüllen.The recess (1015) provided according to the invention is filled with air and, together with the additionally provided insulating sleeve (107), forms the necessary structural prerequisites for the clearance and creepage distance of at least 2 mm. This clearance and creepage distance is required to meet the insulation distances according to IEC 60079-11 (explosion protection).
Das Gehäuse (101) weist im Bereich des Sockelabschnitts (1013) einen gegenüber dem Hülsenabschnitt (1011) erweiterten Innendurchmesser auf, in dem im Wesentlichen bündig mit der hinteren Fläche des Rundsteckverbinders (1) das Isolierelement (105) angeordnet wird. Dabei ist dieses nicht bis an den Hülsenabschnitt (1011) heran ausgebildet, sondern lässt einen Freiraum offen, der an zwei Seiten von dem Gehäuse (101) und an einer Seite von dem Isolierelement (105) begrenzt wird. Dieser Freiraum wird dann durch das Einbringen der Isolierhülse (107) in das Gehäuse (101) an seiner vierten Seite zumindest teilweise geschlossen und bildet die erfindungsgemäße Ausnehmung (1015). In the area of the base section (1013), the housing (101) has an enlarged inner diameter compared to the sleeve section (1011), in which the insulating element (105) is arranged essentially flush with the rear surface of the circular connector (1). This is not formed up to the sleeve section (1011), but leaves a free space which is delimited on two sides by the housing (101) and on one side by the insulating element (105). This free space is then at least partially closed by inserting the insulating sleeve (107) into the housing (101) on its fourth side and forms the recess (1015) according to the invention.
Die Formulierung „zumindest teilweise“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Isolierhülse (107) nicht zwingend bis zum Anliegen an dem Isolierelement (105) in den Hülsenabschnitt (1011) eingeführt wird. Die Isolierhülse (107) wird das Isolierelement (105) in der Regel nicht berühren. Es wird vielmehr in der Regel ein Luftspalt zwischen Isolierhülse (107) und Isolierelement (105) gebildet, der jedoch sehr klein sein kann.In this context, the phrase “at least partially” means that the insulating sleeve (107) does not necessarily have to be inserted into the sleeve section (1011) until it rests against the insulating element (105). The insulating sleeve (107) will generally not touch the insulating element (105). Rather, as a rule, an air gap is formed between the insulating sleeve (107) and the insulating element (105), but this can be very small.
Der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) stellt ein hermetisch dichtes Steckergehäuse (männliche Seite) dar, das durch die erfindungsgemäßen konstruktiven Maßnahmen, insbesondere durch das Vorsehen der Isolierhülse (107) und der ringraumförmigen Ausnehmung (1015), die Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (Schutzniveaus „ia“ und „ib“) erreicht. Dadurch wird im Vergleich zum Stand der Technik eine wenig aufwändige und damit kostengünstige Verkleinerung der Steckverbindung bei gleichzeitiger Beibehaltung ihrer Robustheit ermöglicht. Die im Bereich der Sensorik und Automatisierung als Standard verbreiteten Steckverbindungen mit dem Maß M12 können durch den erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder (1) daher in explosionsgeschützten Bereichen zum Einsatz kommen.The circular connector (1) according to the invention represents a hermetically sealed plug housing (male side) which, thanks to the structural measures according to the invention, in particular through the provision of the insulating sleeve (107) and the annular recess (1015), is approved for use in potentially explosive areas ( Protection levels "ia" and "ib") achieved. In comparison to the prior art, this allows the connector to be reduced in size in a less complex and therefore cost-effective manner while at the same time maintaining its robustness. The ones that are widely used as a standard in the field of sensors and automation Plug connections with the dimension M12 can therefore be used in explosion-protected areas thanks to the round plug connector (1) according to the invention.
Die Realisierung dieses Einsatzes wird insbesondere ohne eine Einschränkung des Verschmutzungsgrades erreicht, wie der beispielsweise in der Norm IEC 60079-11, Anhang F, beschrieben ist. Es gibt grundsätzlich die Möglichkeit, die Isolierstrecken zu verkleinern, wenn bestimmte Anforderungen an Materialien (Kriechstromzahl (CTI) und Verschmutzungsgrad) erfüllt werden. Bei einer Luft- und Kriechstecke von mind. 2 mm gibt es bezüglich Material und Verschmutzung jedoch keine solchen Einschränkungen mehr.The implementation of this use is achieved in particular without limiting the degree of pollution, as described for example in the standard IEC 60079-11, Appendix F. In principle, there is the possibility of reducing the insulating distances if certain material requirements (tracking index (CTI) and degree of pollution) are met. With an air and creepage distance of at least 2 mm, however, there are no longer any such restrictions with regard to material and dirt.
Gegenüber gattungsgemäßen Rundsteckverbindern, bei welchen die Isolierstrecke durch Verguss (oder Verklebung) realisiert wird, weist der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) den weiteren Vorteil auf, dass durch die erfindungsgemäße Ausnehmung (1015) auf einen solchen Verguss (oder Verklebung) verzichtet werden kann. Damit entfällt für den erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder (1) die Nachweispflicht, dass der Verguss lunkerfrei ist und die Klebefläche eine innige Verbindung zwischen Isolierhülse und Isolierelement bildet, so dass die gewünschte Luft- und Kriechstecke von mind. 2 mm sichergestellt ist.Compared to circular connectors of the generic type, in which the insulating section is realized by encapsulation (or gluing), the circular connector (1) according to the invention has the further advantage that the recess (1015) according to the invention means that such encapsulation (or gluing) can be dispensed with. This means that the circular connector (1) according to the invention does not have to prove that the encapsulation is void-free and that the adhesive surface forms an intimate connection between the insulating sleeve and the insulating element, so that the desired clearance and creepage distance of at least 2 mm is ensured.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Luft- und Kriechstrecke (3) einen geradlinigen Anteil (3d) und/oder einen winkligen Anteil (3a, 3b, 3c) auf, der bzw. die jeweils mindestens 2 mm beträgt bzw. betragen. Durch diese erfindungsgemäße konstruktive Maßnahme wird auch bei kleineren Stecker-Maßen die erforderliche Luft- und Kriechstrecke (3) von mindestens 2 mm sichergestellt.In a development of the invention, the clearance and creepage distance (3) has a straight portion (3d) and/or an angled portion (3a, 3b, 3c), which is or are at least 2 mm. This constructive measure according to the invention ensures the required clearance and creepage distance (3) of at least 2 mm, even with smaller plug dimensions.
Diese Weiterbildung kann vorteilhafterweise so ausgeführt sein, dass der bzw. ein winkliger Anteil (3a, 3b, 3c) der Luft- und Kriechstrecke (3) aufweist:
- - einen ersten winkligen Anteil (3a), der in der Ausnehmung (1015) verläuft,
- - einen zweiten winkligen Anteil (3b), der zwischen Isolierelement (105) und dem Innenraum der Isolierhülse (107) verläuft und
- - einen dritten winkligen Anteil (3c), der zwischen Isolierelement (105) und Isolierhülse (107) verläuft.
- - a first angular portion (3a) running in the recess (1015),
- - A second angled portion (3b) extending between the insulating element (105) and the interior of the insulating sleeve (107) and
- - A third angled portion (3c) which runs between the insulating element (105) and the insulating sleeve (107).
Besonders ist bei dieser Weiterbildung das Aufteilen der Luft- und Kriechstrecke (3) in einen winkligen Anteil (3a, 3b, 3c), wobei der erste winklige Anteil (3a) in der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausnehmung (1015) verläuft, die einen luftgefüllten ringförmigen Hohlraum darstellt. Die Formulierung „in der (...) Ausnehmung (1015) verläuft“ bedeutet dabei, dass abhängig davon, ob die Isolierhülse (107) das Gehäuse (101) berührt oder nicht, der erste winklige Anteil (3a) als Kriechstrecke entlang der Isolierhülse (107) am Rande der Ausnehmung (1015) zum Gehäuse (101) (berührt) oder als Luftstrecke durch die Ausnehmung (1015) von der Isolierhülse (107) zum Gehäuse (101) (berührt nicht) verläuft.What is special about this development is the division of the clearance and creepage distance (3) into an angled portion (3a, 3b, 3c), the first angled portion (3a) running in the recess (1015) provided according to the invention, which is an air-filled annular cavity represents. The wording "runs in the (...) recess (1015)" means that, depending on whether the insulating sleeve (107) touches the housing (101) or not, the first angular portion (3a) acts as a creepage distance along the insulating sleeve (107) at the edge of the recess (1015) to the housing (101) (touches) or as an air gap through the recess (1015) from the insulating sleeve (107) to the housing (101) (does not touch).
Zudem verläuft der zweite winklige Anteil (3b) zwischen Isolierelement (105) und dem Innenraum der Isolierhülse (107). In der Regel berührt gemäß der vorliegenden Erfindung die Isolierhülse (107) das Isolierelement (105) nicht, so dass ein Luftspalt zwischen diesen entsteht. In diesem Fall verläuft der zweite winklige Anteil (3b) als Luftstrecke durch den Innenraum der Isolierhülse (107). Für den Fall, dass sich Isolierhülse (107) und Isolierelement (105) berühren, verläuft der zweite winklige Anteil (3b) als Kriechstrecke zwischen diesen entlang des Isolierelements (105).In addition, the second angled portion (3b) runs between the insulating element (105) and the interior of the insulating sleeve (107). As a rule, according to the present invention, the insulating sleeve (107) does not touch the insulating element (105), so that an air gap arises between them. In this case, the second angled portion (3b) runs as an air gap through the interior of the insulating sleeve (107). In the event that the insulating sleeve (107) and insulating element (105) touch, the second angled portion (3b) runs as a creepage distance between them along the insulating element (105).
Ferner verläuft der dritte winklige Anteil (3c) zwischen dem Isolierelement (105) und der Isolierhülse (107) als Kriechstrecke. Diese Kriechstrecke verläuft nur in dem relativ kleinen Bereich, welcher der Dicke der Isolierhülse (107) entspricht.Furthermore, the third angular portion (3c) runs between the insulating element (105) and the insulating sleeve (107) as a creepage distance. This creepage distance runs only in the relatively small area which corresponds to the thickness of the insulating sleeve (107).
Die Summe des winkligen Anteils (3a, 3b, 3c) ist dabei erfindungsgemäß größer/gleich 2 mm.According to the invention, the sum of the angular portion (3a, 3b, 3c) is greater than/equal to 2 mm.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Isolierelement (105) eine Glas-Metall-Durchführung ist, so dass der Rundsteckverbinder (1) hermetisch dicht ausgebildet ist. Zusammen mit dem Sockelabschnitt (1013) und dem zumindest einen Kontaktstift (103) stellt das Isolierelement (105) einen Glas-Metall-Verbund dar. Neben der Eigenschaft hermetisch dicht ist das Isolierelement (105) auch chemisch resistent und temperaturstabil.It has proven to be advantageous if the insulating element (105) is a glass-to-metal bushing, so that the round connector (1) is designed to be hermetically sealed. Together with the base section (1013) and the at least one contact pin (103), the insulating element (105) represents a glass-metal composite. In addition to being hermetically sealed, the insulating element (105) is also chemically resistant and temperature-stable.
Für das Erreichen einer im Vergleich zum Stand der Technik erweiterten Anforderung an die Umweltbedingungen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einsatztemperatur des Rundsteckverbinders (1) - 55 °C bis 260 °C beträgt. Diese vergleichsweise hohe Einsatztemperatur wird durch die Auswahl des Materials für die Isolierhülse (107), beispielsweise PTFE, Polyimid oder Silikone, erreicht. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Einsatztemperatur des Rundsteckverbinders (1) - 55 °C bis 180 °C, insbesondere bis 150 °C beträgt.In order to achieve an expanded requirement on the environmental conditions compared to the prior art, it is provided according to the invention that the operating temperature of the circular connector (1) is −55° C. to 260° C. This comparatively high operating temperature is achieved through the selection of the material for the insulating sleeve (107), for example PTFE, polyimide or silicone. According to the invention, it is preferred if the operating temperature of the circular plug connector (1) is −55° C. to 180° C., in particular up to 150° C.
Es ist insbesondere bevorzugt, wenn der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) den Maßen für M12 Steckverbinder entspricht. Bei größeren Steckverbindern wie z.B. M16 ist eine Luft- und Kriechstecke von 2 mm grundsätzlich bekannt und trivial zu erreichen. Bei kleineren Maßen wie M8 ist ein deutlich höherer Aufwand zum Erreichen einer Luft- und Kriechstecke von 2 mm notwendig, grundsätzlich aber mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen möglich.It is particularly preferred if the circular connector (1) according to the invention corresponds to the dimensions for M12 connectors. With larger connectors such as M16, a clearance and creepage distance of 2 mm is generally known and can be achieved easily. With smaller dimensions such as M8, it takes significantly more effort to achieve a Clearance and creepage distances of 2 mm are necessary, but in principle possible with the measures according to the invention.
In einer Ausführungsform der Erfindung bildet der Rundsteckverbinder (1) den männlichen Teil einer Rundsteckverbindung und ist mit einem weiblichen Teil eines M12 Rundsteckverbinders formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbindbar. Solche weiblichen Teile sind als weibliche Rundsteckverbinder (5) aus dem Stand der Technik bekannt und bilden genormte Standard-Anschlüsse in vielen Gebieten der Elektronik. Der erfindungsgemäße (männliche) Rundsteckverbinder (1) ist somit mit handelsüblichen (weiblichen) Anschlüssen universell einsetzbar. Dabei ist die Erfindung unabhängig von der verwendeten Steckerkodierung oder der Polzahl.In one embodiment of the invention, the circular connector (1) forms the male part of a circular connector and can be positively and/or non-positively connected to a female part of an M12 circular connector. Such female parts are known as female circular connectors (5) from the prior art and form standardized connections in many areas of electronics. The (male) circular connector (1) according to the invention can thus be used universally with commercially available (female) connections. The invention is independent of the connector coding used or the number of poles.
In einer Weiterbildung ist der Sockelabschnitt (1013) des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders (1) flanschartig ausgebildet, so dass dieser in einfacher Art und Weise mit Gehäusen von Geräten mechanisch verbunden werden kann.In a further development, the base section (1013) of the circular connector (1) according to the invention is designed in the manner of a flange, so that it can be mechanically connected to housings of devices in a simple manner.
In einer speziellen Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) Teil eines Schwingungsaufnehmers. Der Vorteil dabei ist, dass die Verwendung des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders (1) eine kostengünstige Möglichkeit schafft, M12 Steckverbinder auch in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzen zu können.In a special embodiment, the circular connector (1) according to the invention is part of a vibration sensor. The advantage here is that the use of the circular connector (1) according to the invention creates a cost-effective way of being able to use M12 connectors in potentially explosive areas.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1 in einer Ausführungsform der Erfindung, -
2 : eine erste Detailansicht des in1 gezeigten erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1, -
3 eine zweite Detailansicht des in1 gezeigten erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1, -
4 : eine schematische Darstellung einer Isolierhülse 107 in einer Ausführungsform der Erfindung, -
5 : einen weiblichen Steckverbinder 5 (Standard) zur Verbindung mitdem erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder 1, und -
6 : den in1 dargestellten erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder 1 in gestecktem Zustand mit dem in5 dargestellten weiblichen Steckverbinder 5.
-
1 : a schematic sectional view of thecircular connector 1 according to the invention in an embodiment of the invention, -
2 : a first detailed view of the in1 shown circular connector according to theinvention 1, -
3 a second detailed view of the in1 shown circular connector according to theinvention 1, -
4 : a schematic representation of aninsulating sleeve 107 in an embodiment of the invention, -
5 : a female connector 5 (standard) for connection to thecircular connector 1 according to the invention, and -
6 : the in1 illustratedcircular connector 1 according to the invention in the plugged state with the in5 Female connector shown 5.
In
In den Hülsenabschnitt 1011 ist erfindungsgemäß eine Isolierhülse 107 eingebracht, die im Innern des Gehäuses 101 bis an den Sockelabschnitt 1013 ragt, aber nicht zwingend mit diesem abschließen muss. Innerhalb des Sockelabschnitts 1013 ist ein Rücksprung (Bereich mit größerem Innendurchmesser) vorgesehen, der zusammen mit dem Isolierelement 105 die Grundlage für die erfindungsgemäße Ausnehmung 1015 bildet. Die erfindungsgemäße Ausnehmung 1015 wird gebildet, wenn die Isolierhülse 107 in den Hülsenabschnitt 1011 eingeführt ist und damit zumindest teilweise die vierte Seite der Ausnehmung 1015 bildet.According to the invention, an insulating
In
Gewöhnlicherweise liegen bei Steckverbindern nach dem Stand der Technik, welche das Maß M12 aufweisen, die Kontaktstifte 103 aufgrund der räumlichen Enge weniger als 2 mm von dem Steckgehäuse entfernt, welches häufig aus Metall hergestellt ist. Die erforderliche Luft- und Kriechstrecke von 2 mm wird daher bei Steckverbindungen nach dem Stand der Technik unterschritten. In
In
In
Der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder 1 wurde insbesondere in Bezug auf das Maß M12 in einer vierpoligen Ausführung beschrieben. Das erfindungsgemäße Prinzip der Erweiterung der Luft- und Kriechstrecke 3 ist jedoch unabhängig von der Polzahl und unabhängig von der Steckerkodierung und kann auf andere Steckermaße und andere geometrische Anordnungen ausgeweitet werden.The
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Rundsteckverbindercircular connector
- 101101
- GehäuseHousing
- 10111011
-
Hülsenabschnitt des Gehäuses 101Sleeve section of
housing 101 - 10131013
-
Sockelabschnitt des Gehäuses 101Base section of the
housing 101 - 10151015
- Ausnehmungrecess
- 103103
- Kontaktstiftcontact pin
- 105105
- Isolierelementinsulating element
- 107107
- Isolierhülseinsulating sleeve
- 10711071
-
Auskragung der Isolierhülse 107Projection of the insulating
sleeve 107 - 33
- Luft- und KriechstreckeClearance and creepage distance
- 3a3a
-
erster winkliger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3first angular part of clearance and
creepage distance 3 - 3b3b
-
zweiter winkliger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3second angular portion of clearance and
creepage distance 3 - 3c3c
-
dritter winkliger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3third angular part of clearance and
creepage distance 3 - 3d3d
-
geradliniger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3straight-line portion of clearance and
creepage distance 3 - 55
- weiblicher Steckverbinderfemale connector
- 501501
-
im Durchmesser verringerter Abschnitt des weiblichen Steckverbinders 5reduced-diameter portion of
female connector 5 - 503503
- Aufnahmehülsereceiving sleeve
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