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Die Erfindung betrifft einen Einbau-Steckverbinder mit einem Basisteil, das mindestens einen Schneid-Klemm-Kontakt zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters hat, und mit einem Oberteil, das mindestens eine Leitereinführungsöffnung für jeweils einen zu kontaktierenden elektrischen Leiter und mindestens eine in eine jeweils eine zugeordnete Leitereinführungsöffnung mündende Kontaktaufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Schneid-Klemm-Kontaktes des Bauteils aufweist, wenn das Oberteil auf das Basisteil aufgesetzt wird.
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Derartige zweiteilige Einbau-Steckverbinder zum Einbau in eine Gehäusewand werden z. B. zur elektrischen Verdrahtung von Vorschaltgeräten für Leuchten genutzt.
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Im Unterschied hierzu sind in der
DE 40 42 456 C1 einteilige Einbau-Steckverbinder beschrieben, die in Aufnahmeöffnungen einer Gehäusewand, z. B. eines Vergusstransformators oder eines Schaltgerätes eingesetzt werden.
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Elektrische Leiter können dann an Schraub-Klemm-Anschlüsse des Einbau-Steckverbinders angeklemmt werden.
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Aus
DE 32 48 715 A1 ,
DE 27 53 145 A1 ,
DE 10 2009 014 514 A1 und
DE 10 2006 056 258 A1 sind Steckverbinder bekannt, die dicht in eine Gehäuseöffnung eingebaut werden können. Ein Gegensteckverbinder kann dann von außen auf den in das Gehäuse eingebauten Steckverbinder eingesetzt werden, so dass Steckerstifte des eingebauten Steckverbinders in Buchsenkontakte des Gegensteckverbinders eingreifen.
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In der
DE 103 28 659 A1 ist eine zweiteilige elektrische Verbindungsanordnung offenbart, bei der elektrische Leiter in einen separaten Gehäusedeckel eingelegt und dann auf Schneid-Klemm-Kontakte eines Steckbuchsenbereichs des Gehäuses aufgesetzt werden. Die Schneid-Klemm-Kontakte sind elektrisch leitend mit Kontaktstiften verbunden, die aus dem Gehäuse herausragen. Beim Aufsetzen des separaten Gehäusedeckels mit daran eingelegten elektrischen Leitern auf den Steckbuchsenbereich des Gehäuses werden die elektrischen Leiter mit den Schneid-Klemm-Kontakten elektrisch leitend verbunden, so dass ein Schneid-Klemm-Kontakt hergestellt ist. Damit kann beispielsweise ein Leitungsabgriff an CAN-Bus-Leitungen im Automobilbau realisiert werden.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Einbau-Steckverbinder zu schaffen, der eine einfache Schneid-Klemmkontaktierung von elektrischen Leitern mit Schneid-Klemm-Kontakten eines Basisteils erlaubt und gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung des Innenraums eines Gehäuses, in den der Einbau-Steckverbinder eingesetzt wird, gewährleistet.
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Die Aufgabe wird mit dem Einbau-Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der Einbau-Steckverbinder der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass
- – der Einbau-Steckverbinder zum Einbau in ein Gehäuse vorgesehen ist und
- – das Basisteil und/oder das Oberteil hierzu Dichtlippen mit einer an eine zugeordnete Gehäusewand angepassten Kontur haben, um das Basisteil und/oder das Oberteil abgedichtet in eine Gehäusewand einzusetzen.
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Es wird somit ein Einbau-Steckverbinder mit Schneid-Klemm-Kontakten vorgeschlagen, der sich von der elektrischen Verbindungsanordnung der
DE 103 28 659 A1 dadurch unterscheidet, dass der Einbau-Steckverbinder zum Einbau in ein Gehäuse vorgesehen ist und hierzu Dichtlippen an dem Basisteil und/oder an dem Oberteil vorgesehen sind, mit denen das Basisteil und/oder das Oberteil dicht in das Gehäuse eingesetzt werden kann.
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Wenn das Basisteil mit den Dichtlippen abgedichtet in einer Gehäusewand eingesetzt wird, dann ist der Innenraum des Gehäuses bereits nach außen hin dicht abgeschlossen. Das Oberteil mit daran angesetzten elektrischen Leitern kann dann zur Schneid-Klemm-Kontaktierung der elektrischen Leiter auf das Basisteil aufgesetzt werden, ohne dass dies Einfluss auf die Abdichtung des Innenraums des Gehäuses hat.
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Ebenso kann die Abdichtung des Innenraums durch das Oberteil erfolgen, das mit Hilfe von Dichtlippen am Oberteil beim Aufsetzen auf das Basisteil dicht in die zugeordnete Gehäusewand eingesetzt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Basisteil einen aus elektrisch isolierendem Kunststoff gebildeten Grundkörper mit einem Bodenteil und mit von dem Bodenteil abragenden Seitenwänden hat. Der mindestens eine Schneid-Klemm-Kontakt ist dann in das Bodenteil eingesetzt und ragt von dem Bodenteil heraus. Die Dichtlippe ist mindestens teilweise umlaufend an der Außenwand des Bodenteils und der Außenwand von den Seitenwänden angeordnet, so dass der Grundkörper mit Hilfe der Dichtlippen abgedichtet in eine Gehäusewand einsetzbar ist.
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Durch die an das Bodenteil angeformte Dichtlippe kann dieses Bodenteil erst einmal dicht in ein Gehäuse eingebaut werden. Der Anschlussraum mit den Schneid-Klemm-Kontakten (IDC-Kontakt) ist damit nach innen dicht abgegrenzt, so dass das Leiteraufnahme-Oberteil in den nicht geschützten und gegenüber dem Innenraum dicht abgedichteten Schneid-Klemm-Anschlussbereich aufgesteckt wird, ohne dass es einer weiteren Dichtungsmaßnahme bedarf. Somit kann das Leiteraufnahme-Oberteil später auf ein ggf. vergossenes und vollständig hergestelltes Gerät zum Leiteranschluss aufgesetzt werden. Optional hat das Basisteil wiederum einen aus elektrisch isolierendem Kunststoff gebildeten Grundkörper mit einem Bodenteil, wobei der mindestens eine Schneid-Klemm-Kontakt in das Bodenteil eingesetzt ist und von dem Bodenteil herausragt. Die Dichtlippe ist bei dieser Ausführungsform mindestens teilweise umlaufend an der Außenwand des Oberteils angeordnet, so dass das Oberteil mit der Dichtlippe, abgedichtet in eine Gehäusewand, einsetzbar ist, wenn das Oberteil auf das Basisteil aufgesetzt wird.
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Bei dieser Ausführungsform ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Leitereinführungsöffnungen umlaufende elastische Dichtlippen haben. Auf diese Weise können die elektrischen Leiter in die Leitereinführungsöffnungen eingeführt und mit Hilfe der elastischen Dichtlippen der Schneid-Klemm-Kontaktbereiche und der Übergang zum Basisteil nach außen hin abgedichtet werden.
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Die Dichtlippen zur Abdichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung dienen dazu, den Innenraum des Gehäuses z. B. mit Kunstharz zu vergießen und einen Austritt von Kunstharz nach außen zu vermeiden. Zusätzlich hat dies den Vorteil, Umwelteinflüsse des Außenraumes von dem Innenraum fernzuhalten. So soll insbesondere das Eindringen von Feuchtigkeit von der Umgebung in den Innenraum des Gehäuses oder den Schneid-Klemm-Kontaktbereich der Schneid-Klemm-Kontakte unterbunden werden. Die Dichtlippen dienen somit dazu, einen geeigneten Eindringschutz sicherzustellen und hierzu eine notwendige IP-Schutzart (Ingress Protection) des Gerätegehäuses und/oder des Einbau-Steckverbinders gegen Berührung, Fremdkörper und Wasser zu realisieren. Diese IP-Schutzarten sind in der Norm IEC 60529 definiert.
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Mit dem Einbau-Steckverbinder lässt sich ein IP-Schutzgrad IP 67 nach DIN EN 60529 erreichen, so dass der Gehäuseinnenraum staubdicht abgeschlossen ist und gegen Zugang mit einem Draht geschützt ist sowie einen Schutz gegen Wasser derart bereitstellt, dass ein zeitweiliges Untertauchen ohne Eindringen von Feuchtigkeit möglich ist.
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Das Basisteil kann beispielsweise ein zweiseitig offener Quader mit einem geschlossenen Boden und mit drei Seitenwänden, nämlich einer Rückseitenwand an der Rückseite und zwei Stirnseitenwänden an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten sein. Das Oberteil wird dann von der geöffneten Oberseite in den durch die Seitenwände begrenzten Raum des Basisteils eingesetzt, um dann die geöffnete Stirnseite abzuschließen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 perspektivische Ansicht eines Gehäuses mit daran dicht eingesetztem Einbau-Steckverbinder gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 perspektivische Ansicht des als Leiterplatten-Steckverbinder ausgebildeten und auf eine Leiterplatte aufgebrachten Basisteil des Einbau-Steckverbinders gemäß 1;
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3 perspektivische Ansicht des Basisteils des Einbau-Steckverbinders aus 1 und 2;
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4a) perspektivische Ansicht des Oberteils des Einbau-Steckverbinders aus 1 und 2;
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4b) perspektivische Ansicht des Oberteils gemäß 4a) im Teilschnitt;
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5 perspektivische Ansicht eines Gehäuses mit darin eingesetztem Einbau-Steckverbinder gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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6 perspektivische Ansicht des auf eine Leiterplatte aufgesetzten Basisteils des Einbau-Steckverbinders gemäß 5;
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7 perspektivische Ansicht des Basisteils des Einbau-Steckverbinders aus 5 und 6;
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8a) perspektivische Ansicht des Oberteils des Einbau-Steckverbinders gemäß 5;
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8b) perspektivische Ansicht des Oberteils gemäß 8a) im Teilschnitt.
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1 lässt eine perspektivische Ansicht eines Gerätes 1, wie z. B. eines Vorschaltgerätes, mit einem (Geräte-)Gehäuse 2 und einer Einbauöffnung 3 für einen Einbau-Steckverbinder 4 erkennen. Der Einbau-Steckverbinder 4 der in der 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist zweiteilig ausgeführt und hat ein Basisteil 5 sowie ein Oberteil 6. Das Oberteil 6 hat eine Mehrzahl von Leitereinführungsöffnungen 7 zur Aufnahme von jeweils zugeordneten elektrischen Leitern 8, die in Leiteraufnahmeöffnungen 7 eingeführt werden können.
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Deutlich wird, dass das Basisteil 5 an zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden 9a, 9b und dem nicht sichtbaren Bodenteil eine umlaufende Dichtlippe 10 mit einer Nut hat. Das Gehäuse 2 taucht dann mit den die Aufnahmeöffnung 3 begrenzenden Gehäusewandkanten in die Nut der Dichtlippe 10 ein. Auf diese Weise ist das Basisteil 5 dicht in das Gehäuse 2 eingesetzt und der Innenraum des Gehäuses 2 vor Umwelteinflüssen von außen geschützt. Beispielsweise kann die Dichtlippe 10 aus elastischem Kunststoffmaterial gebildet sein, um eine ausreichende Dichtfunktion zur Gewährleistung der Schutzklasse IP 67 bereitzustellen. Unter elastischem Kunststoffmaterial wird auch Gummimaterial verstanden einschließlich der Applikation einer gummihaltigen Dichtlippe aus oder in einer aus Isolierstoff des Basisteils geformten Anlagefläche für eine Gehäusewand.
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Das Oberteil 6 wird dann in den Freiraum des Basisteils 5 eingesetzt und so auf das Basisteil 5 aufgesetzt, dass die elektrischen Leiter 8 mit Hilfe von nichtsichtbaren Schneid-Klemm-Kontakten des Basisteils 5 elektrisch leitend kontaktiert werden.
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2 lässt eine perspektivische Ansicht des Basisteils 5 aus 1 erkennen. Deutlich wird, dass das Basisteil 5 ein Bodenteil 11 hat, in das Schneid-Klemm-Kontakte 12 eingesetzt sind. Das Bodenteil 11 ist aus Isolierstoff geformt. Die Schneid-Klemm-Kontakte 12 sind dabei dicht in das Isolierstoffmaterial des Bodenteils 11 eingesetzt, indem sie z. B. bei der Herstellung des Basisteils 5 mit eingespritzt werden, wenn das Basisteil 5 wie üblich im Kunststoffspritzguss hergestellt wird.
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Erkennbar ist weiterhin, dass integral mit dem Bodenteil 11 eine Rückseitenwand 13 und zwei aneinander gegenüberliegende Seitenwände 14a, 14b an den beiden Stirnseiten vorgesehen sind und senkrecht von dem Bodenteil 11 abragen. Das Basisteil 5 erhält damit die Form eines Quaders, der nach oben hin an der Oberseite und nach vorne hin an der Frontseite offen ist, um das Aufstecken des Oberteils 6 zu ermöglichen.
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Deutlich wird weiterhin, dass das Basisteil 5 als Leiterplatten-Steckkontakt ausgebildet ist und auf eine Leiterplatte 15 aufgesetzt ist. Die Schneid-Klemm-Kontakte 12 sind dabei mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Leiterplatte 15, vorzugsweise durch Verlöten, verbunden.
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3 lässt eine perspektivische Ansicht des Basisteils 5 aus 1 und 2 erkennen. Deutlich wird, dass die Schneid-Klemm-Kontakte 12 nach unten aus dem Bodenteil abragende Lötstifte 16 haben, die in zugeordnete Bohrungen der Leiterplatte 15 eingesetzt und mit den Leiterbahnen verlötet werden können.
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Erkennbar ist weiterhin, dass die Schneid-Klemm-Kontakte 12 in an sich bekannter Weise gabelförmig sind und einen Klemmschlitz 17 haben, der durch zwei voneinander beabstandete Gabelzinken 18 gebildet wird. Die den Klemmschlitz 17 begrenzenden Innenkanten der Gabelzinken 18 sind vorzugsweise zum freien Ende hin mindestens in einem oberen Teilbereich zulaufend ausgebildet, um eine Schneide zum Aufschneiden des Isolierstoffmantels eines elektrischen Leiters auszubilden.
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Die Gestaltung der Schneid-Klemm-Kontakte 12 obliegt dem Fachmann, wobei dieser auf zahlreiche bekannte Ausführungsformen von Schneid-Klemm-Kontakten zurückgreifen kann.
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Wesentlich ist, dass an der Vorderseite an den Seitenwänden 14a und 14b und dem Bodenteil 11, angrenzend an die Frontseite, eine teilweise umlaufende Dichtlippe 10 vorgesehen ist. Die Dichtlippe 10 hat eine Nut zur Aufnahme einer Gehäusewand.
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4a) lässt eine perspektivische Ansicht des Oberteils 6 des Einbau-Steckverbinders 4 aus 1 erkennen. 4b) zeigt dieselbe Ansicht im Teilschnitt. Deutlich wird, dass an der Frontseite des Oberteils 6 eine Mehrzahl von Leitereinführungsöffnungen 7 eingebracht sind, in die elektrische Leiter 8 eingesteckt werden können. An der Unterseite des Oberteils 6 sind Kontaktaufnahmeöffnungen vorgesehen, die in jeweils zugeordnete Leitereinführungsöffnungen 7 münden und zur Aufnahme von zugeordneten Schneid-Klemm-Kontakten 12 des Basisteils 5 ausgebildet sind, wenn das Oberteil 6 auf das Basisteil 5 aufgesteckt wird. Die Schneid-Klemm-Kontakte 12 können dann in jeweils zugeordnete Kontaktaufnahmeöffnungen 25 eintauchen und einen Schneid-Klemmkontakt 12 zu einem jeweiligen elektrischen Leiter 8 herstellen, der in die Leitereinführungsöffnungen 7 eingeführt ist.
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An dem Oberteil 6 sind keine weiteren Dichtmaßnahmen vorgesehen, da die Dichtlippen des Basisteils 5 bereits den Innenraum des Gehäuses 2 vor Umwelteinflüssen von außen schützen.
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Optional ist allerdings denkbar, dass auch das Oberteil 6 eine mindestens teilweise die Außenkontur des Oberteils 6 umlaufende Dichtlippe hat, um dieses zusätzlich dicht abgedichtet in das Basisteil 5 aufzusetzen.
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Es kann auch vorteilhaft sein, wenn mindestens an der Oberkante 19 des Oberteils 6 eine Dichtlippe mit einer Nut entsprechend der Dichtlippe 10 des Basisteils 5 angeformt ist, um ein dichtes Aufsetzen eines Gehäusedeckels nach Einsetzen des Einbau-Steckverbinders 1 in das Gehäuse 2 zu ermöglichen. Dann ist es vorteilhaft, wenn die Nut der Dichtlippe 10 des Basisteils 5 am oberen Ende, d. h. an dem freien Ende an den Seitenwänden 14a, 14b nach oben hin fortgesetzt ist. Dann wird die Nut der Dichtlippe 10 an der Oberkante 19 (nicht dargestellt) des Oberteils 6 gemäß 4 in die Nut der Dichtlippe 10 des Basisteils 5 fortgeführt, um eine durchgehende Aufnahmenut für die dichte Aufnahme eines Gehäusedeckels bzw. einer Gehausedeckelkante bereitzustellen.
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5 lässt eine zweite Ausführungsform eines Einbau-Steckverbinders 4 erkennen, der ebenfalls dicht in ein Gehäuse 2 eines Gerätes 1 eingebaut ist.
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Wiederum ist der Einbau-Steckverbinder 4 zweiteilig ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform wird der Innenraum des Gehäuses 2 jedoch mit einer Dichtlippe 20 am Oberteil 6 abgedichtet, wenn das Oberteil 6 auf das Basisteil 5 aufgesetzt wird. Hierzu ist die Dichtlippe 20 angrenzend an die Frontseite umlaufend an den einander gegenüberliegenden Seitenkanten und der Unterkante des Oberteils 6 mit den Leitereinführungsöffnungen 7 angeformt. Die Dichtlippe 20 ist wiederum als Nut ausgebildet, in die das Gehäuse 2 mit den die Aufnahmeöffnung 3 begrenzenden Gehäusewandkanten eintauchen.
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6 lässt eine perspektivische Ansicht des Basisteils 5 des Einbau-Steckverbinders 4 aus 5 erkennen. Das Basisteil 5 ist wiederum als Leiterplatten-Steckverbinder ausgeführt und zum Aufsetzen und Auflöten auf eine Leiterplatte 15 vorgesehen. Das Basisteil 5 hat wiederum ein Bodenteil 11 und integral aus demselben Isolierstoffmaterial mit dem Bodenteil 11 geformte Begrenzungswände. So sind an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten Stirnseitenwände 14a, 14b an der Rückseite einer Rückseitenwand 13 vorgesehen. Das Basisteil 5 ist damit wiederum quaderförmig ausgebildet und an der Oberseite und Frontseite hin zur Aufnahme des Oberteils 6 hin offen.
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Deutlich wird, dass auch bei dieser Ausführungsform des Basisteils 5 Schneid-Klemm-Kontakte 12 in das Bodenteil 11 dicht eingesetzt sind.
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Im Unterschied zur ersten Ausführungsform des Einbau-Steckverbinders 4 hat das Basisteil 5 der zweiten Ausführungsform keine Dichtelemente.
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7 lässt eine perspektivische Ansicht des Basisteils 5 aus 6 erkennen. Deutlich wird, dass die Schneid-Klemm-Kontakte 12 wiederum Lötstifte 16 zum Einstecken in Bohrungen einer Leiterplatte 15 und Verlöten mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Leiterplatte 15 haben, die nach unten aus dem Bodenteil 11 herausragen.
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8a) lässt eine perspektivische Ansicht des Oberteils 6 erkennen, das ebenfalls aus Isolierstoffmaterial, z. B. durch Kunststoff-Spritzguss geformt ist. Das Oberteil 6 hat einen Grundkörper 21, in den die Leitereinführungsöffnungen 7 ausgebildet sind. Aus dem Teilschnitt gemäß 8b) wird deutlich, dass von der Unterseite des Grundkörpers 21 Kontaktaufnahmeöffnungen 25 in den Grundkörper 21 hineinführen. Die Kontaktaufnahmeöffnungen 25 münden in zugeordnete Leitereinführungsöffnungen 7 und sind zur Aufnahme zugeordneter Schneid-Klemm-Kontakte 12 vorgesehen. Beim Aufsetzen des Oberteils 6 auf das Basisteil 5 tauchen die Schneid-Klemm-Kontakte 12 somit in die zugeordneten Kontaktaufnahmeöffnungen 25 ein und gelangen in die zugeordnete Leitereinführungsöffnung 7, um dort eine Schneid-Klemm-Kontaktierung mit einem zugeordneten elektrischen Leiter 8 herzustellen, der in die entsprechende Leitereinführungsöffnung 7 eingeführt ist.
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An der Vorderseite des Oberteils 6 ist eine Frontplatte 22 vorgesehen, die integral mit dem Grundkörper 21 geformt und über Stützstege 23 an dem Grundkörper 21 abgestützt ist. An den einander gegenüberliegenden Seitenkanten und der Unterkante ist die Dichtlippe 20 in Form einer Nut einer Frontplatte 22 ausgebildet, so dass das Oberteil 6 dicht in eine Aufnahmeöffnung 3 eines Gehäuses 2 eingesetzt werden kann. Hierzu tauchen die Gehäusewandkanten, die die Aufnahmeöffnung 3 des Gehäuses 2 für das Oberteil 6 begrenzen, in die Nut der Dichtlippe 20 ein.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Dichtlippen 10, 20 als U-förmige Nut ausgebildet. Denkbar sind aber auch andere Ausgestaltungen, die eine hinreichend dichte Anlage des Einbau-Steckverbinders 4 an der die Aufnahmeöffnung 3 des Gehäuses 2 begrenzenden Gehäusewand sicherstellt. So könnte es auch ausreichen, wenn die Dichtlippe L-förmig ist und die Dichtfunktion durch einen das Gehäuse überlappenden Wandabschnitt sichergestellt wird.
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Denkbar ist aber auch, dass die Dichtlippe durch ein separates elastisches Material realisiert wird, das mit dem Basisteil 5 und/oder dem Oberteil 6 verbunden ist. Geeignet ist hierbei z. B. ein Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, bei dem elastisches Gummimaterial an das Isolierstoffmaterial angespritzt wird, aus dem das Basisteil 5 bzw. das Oberteil 6 hergestellt wird.
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Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Dichtlippe 20 an der Oberkante 24 der Frontplatte 22 des Oberteils 6 fortgesetzt wird, um auch eine dichte Aufnahme eines Gehäusedeckels zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4042456 C1 [0003]
- DE 3248715 A1 [0005]
- DE 2753145 A1 [0005]
- DE 102009014514 A1 [0005]
- DE 102006056258 A1 [0005]
- DE 10328659 A1 [0006, 0010]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm IEC 60529 [0016]
- DIN EN 60529 [0017]
