DE102012110907A1

DE102012110907A1 - Halterahmen zur Halterung von Steckverbindermodulen

Info

Publication number: DE102012110907A1
Application number: DE102012110907.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Beischer; Heiko Meier; Ingo Siebering
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: RU2610464C2; PL2920849T3; WO2014075662A1; DE102012110907B4; US9923307B2; US20160276778A1; BR112015010611A2; JP2015535134A; EP2920849B1; CN105027361B; CN105027361A; JP5989256B2; EP2920849A1; RU2015122402A

Abstract

Es wird vorgeschlagen einen Halterahmen (1) zur Halterung von Steckverbindermodulen (40) so auszuführen, dass Halterungsmittel (41) der Steckverbindermodule (40) spielfrei in Ausnehmungen (11) des Halterahmens (1) gehalten werden können. Dafür wird der Halterahmen (1) zweiteilig ausgeführt, wobei ein Schlitz (2/3) zwischen den zwei Halterahmenteilen (2, 3) durch die Ausnehmungen (11) verläuft. Durch eine Unterdimensionierung der Ausnehmungen (11), in Bezug auf die Dimensionierung der Halterungsmittel (41) von Steckverbindermodulen (40), wird durch Zusammenfügen der Halterahmenteile (2, 3) ein Presssitz der Halterungsmittel (41) in den Ausnehmungen (11) bezweckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Halterahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Halterahmen dienen zur Halterung von Steckverbindermodulen, wobei der Halterahmen mit verschiedenen Steckverbindermodulen bestückt und anschließend in ein Steckverbindergehäuse eingesetzt und in diesem befestigt wird. Dabei muss der Halterahmen mechanisch stabil sein, um den auftretenden Steck- und Ziehkräften beim Zusammenfügen bzw. Trennen der Steckverbindung standhalten zu können.
Halterahmen dieser Art können auch, statt in ein Steckverbindergehäuse eingesetzt, an einer Gehäuse- oder Gerätewand angeschraubt werden. So ist eine Kontaktierung und/oder Verbindung von Leitern durch die Gehäuse- oder Gerätewand realisierbar.
Stand der Technik
Die DE 19707120 C1 zeigt einen Halterahmen zur Halterung von Steckverbindermodulen. Die Steckverbindermodule sind in den Halterahmen eingesetzt, wobei Halterungsmittel an den Steckverbindermodulen mit an gegenüberliegenden Wandteilen des Halterahmens vorgesehenen Ausnehmungen zusammenwirken und die Steckverbindermodule formschlüssig in dem Halterahmen halten.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Halterrahmen wirkt sich aus, dass bei einem nicht vollständig bestückten Halterahmen die Steckverbindermodule, welche vom Halterahmen aufgenommen sind, ein gewisses Spiel aufweisen.
Dieses Spiel basiert von der Toleranz von Halterungsmitteln der Steckverbindermodule zu den Ausnehmungen am Halterahmen, in welche sie eingesetzt werden. Da diese Halterungsmittel relativ klein im Vergleich zur gesamten Größe der Steckverbindermodule sind, ergibt sich eine große Hebelkraft auf die Halterungsmittel.
Durch diese große Hebelkraft neigen einzeln in einen Halterahmen eingesetzte Steckverbindermodule zum Wackeln. Nur bei einem vollständig bestückten Halterahmen stützen sich die Steckverbindermodule gegenseitig und sorgen für einen relativ spielfreien Sitz.
Auch kann ein gewisses Spiel mit der Zeit auftreten. Wenn der Steckverbinder häufig gesteckt und gelöst wird, können die Halterungsmittel – welche meist aus Plastik hergestellt sind – Verschleißerscheinungen aufweisen, welche wiederum zu einem Spiel der Module im Halterahmen sorgen.
Dieses auftretende Spiel der Steckverbindermodule kann sich negativ beim Kontaktieren mit einem zweiten Halterahmen mit komplementären Steckverbindermodulen auswirken. Ein Kontaktieren und Stecken ist nur unter großen Kraftaufwand und unter hoher Reibung der Steckverbindermodule möglich.
Diese erhöhte Reibungskraft führt zu einer schnelleren Abnutzung der Steckverbindermodule und darin gehaltener Kontakte. Im schlimmsten Falle ist gar kein Kontaktieren und Stecken möglich. Ein Ausreißen der Steckverbindermodule aus dem Halterahmen durch Zerstörungen an Halterahmen und/oder Steckverbindermodulen ist die Folge.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Halterahmen so auszubilden, dass ein spielfreier Sitz von Steckverbindermodulen ermöglicht wird. Dabei sollen Steckverbindermodule der bekannten Art verwendet werden ohne diese modifizieren zu müssen.
Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung handelt es sich um einen Halterahmen, welcher im Wesentlichen rechteckig ausgeführt ist. An gegenüberliegenden Wandteilen weißt der Halterahmen Ausnehmungen auf. Diese Ausnehmungen sind zur Aufnahme von Halterungsmitteln vorgesehen, die sich an Steckverbindermodulen befinden. Durch die Aufnahme mehrere Steckverbindermodule in dem Halterahmen wird ein sogenannter modularer Steckverbinder gebildet.
Erfindungsgemäß besteht der Halterahmen aus zwei zusammensetzbaren Einzelteilen: einer Rahmenbasis und einem auf die Rahmenbasis aufsetzbaren Sicherungsrahmen.
In einer speziellen Ausführungsform besteht der Sicherungsrahmen aus zwei einzelnen Teilen, die zusammen den Sicherungsrahmen bilden. Insbesondere sind die Teile in einer besonderen Ausführungsform gleichartig ausgeführt. Diese können so hermaphroditisch zusammengesetzt werden und den Sicherungsrahmen bilden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Ausführungsform sind an den Teilen, welche den Sicherungsrahmen bilden, Rastmittel vorgesehen. Diese Rastmittel dienen dazu die Teile zusammenzuhalten. Nur durch einen erhöhten Kraftaufwand ist der Sicherungsrahmen so in seine zwei Teile zerlegbar. Dies ist vor allem bei der Montage und Demontage hilfreich.
Die in den Wandteilen des Halterahmens vorgesehenen Ausnehmungen liegen erfindungsgemäß zumindest teilweise in einer Trennebene, welche von der Rahmenbasis und dem Sicherungsrahmen definiert wird.
Dabei können die Ausnehmungen sich vollständig in einem der Halterahmenteile befinden und von dem zweiten Halterahmenteil geschlossen werden. Jedoch ist ebenso denkbar, einen Teil der Ausnehmungen in der Rahmenbasis und einen zweiten Teil der Ausnehmungen im Sicherungsrahmen vorzusehen. Eine Mischform der beiden Ausführungsformen in einem Halterahmen ist ebenso denkbar.
Durch diese, einseitig offene Ausführung der Ausnehmungen können diese kleiner als die Halterungsmittel von Steckverbindermodulen dimensioniert sein. Beim Zusammenfügen von Rahmenbasis und Sicherungsrahmen wird so ein Schlitz zwischen den Halterahmenteilen gebildet.
Die Ausnehmungen müssen nicht zwingend die gesamte Materialstärke des Halterahmens durchdringen. Auch ist denkbar die Ausnehmungen nur teilweise vom Inneren des Halterahmens in das Material zu formen. Ohne dabei die Wandteile des Halterahmens vollständig zu durchdringen.
Erfindungsgemäß ist mittels Aufnahmemitteln an Rahmenbasis und Sicherungsrahmen ein Zusammenfügen dieser möglich. Durch den – wie zuvor beschriebenen – Schlitz können die Halterungsmittel von Steckverbindermodulen zwischen Rahmenbasis und Sicherungsrahmen verspannt werden.
So bewirkt die Erfindung einen sicheren, spielfreien Sitz von Steckverbindermodulen im Halterahmen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Ausnehmungen im Halterahmen trapezförmig ausgeführt. Dabei sind die Ausnehmungen im Bereich des Sicherungsrahmens breiter als im Bereich der Rahmenbasis. Dadurch werden die Halterungsmittel von Steckverbindermodulen zusätzlich im Halterahmen stabilisiert und gehalten.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Halterahmen;
2 eine erfindungsgemäße Rahmenbasis;
3 einen erfindungsgemäßen Sicherungsrahmen;
4 einen zweiteiligen erfindungsgemäßen Sicherungsrahmen;
5 verschiedene Ausführungsformen von Ausnehmungen im Halterahmen; und
6 einen Vergleich des erfindungsgemäßen Halterahmens zum Stand der Technik.
Die 1 zeigt einen Halterahmen 1 nach der vorliegenden Erfindung. Dieser besteht aus einer Rahmenbasis 2 und einem Sicherungsrahmen 3. Der im Wesentlichen rechteckig ausgeführte Halterahmen 1 weißt zwei gegenüberliegende Wandteile 10 auf. In diesem Wandteilen 10 sind hier jeweils sechs Ausnehmungen 11 vorgesehen.
Die Ausnehmungen 11 dienen zur Aufnahme von Halterungsmitteln 41, welche an Steckverbindermodulen 40 vorgesehen sind. Durch das Einsetzten von mindesten einem Steckverbindermodul 40 in den Halterahmen 1 wird ein modularer Steckverbinder gebildet.
Des Weiteren weist der Halterahmen 1 einen Flansch 12 auf, mittels welchem der Halterahmen an einem Gehäuse oder Gerät montiert werden kann. Auf die genauere Ausgestaltung des Flansches 12 und der Anbringung des Halterahmen 1 an einem Gehäuse oder Gerät wird in dieser Erfindung nicht weiter eingegangen. Dies ist aus dem Stand der Technik bekannt und nicht Bestandteil dieser Erfindung.
In der 2 ist eine erfindungsgemäße Rahmenbasis 2 gezeigt. Dieser sind in zwei gegenüberliegende Wandteile 20 je zusammengehörige Ausnehmungen 11 eingebracht. Die Ausnehmungen 11 dienen zur Aufnahme der Halterungsmittel 41 von Steckverbindermodulen 40.
Die Ausnehmungen 11 sind gemäß der vorliegenden Erfindung nur dreiseitig geschlossen, in dem Bereich der Wandteile 20 angebracht, in welchen der Sicherungsrahmen 3 angebracht wird. Somit wird mittels des Sicherungsrahmens 3 – wie auch in 1 erkennbar – die Ausnehmungen 11 auf der vierten Seite geschlossen.
Ein mit der Rahmenbasis 2 zusammenfügbarer Sicherungsrahmen 3 ist in der 3 dargestellt. Dieser besteht im Wesentlichen aus einem der Rahmenbasis 2 angepasstem Grundkörper, wobei zwei gegenüberliegende Wandteile 30 die Ausnehmungen 11 der Rahmenbasis 2 schließen.
Seitlich sind am Sicherungsrahmen 3 Befestigungsmittel 35 vorgesehen. Diese dienen in Verbindung mit Befestigungsmitteln 25 – siehe 2 – der Befestigung und Fixierung von Rahmenbasis 2 und Sicherungsrahmen 3 miteinander.
Zweckmäßig wird die Befestigung mit Schrauben vorgenommen, da so der Abstand von Rahmenbasis 2 und Sicherungsrahmen 3 zueinander variiert werden kann. Hier sind jedoch auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar, so dass sich die vorliegende Erfindung nicht auf Verschrauben beschränkt.
Die 4 zeigt eine weitere zweckmäßige Ausführungsform des Sicherungsrahmens 3. In dieser ist der Sicherungsrahmen 3 zweiteilig ausgebildet: aus zwei Halbrahmen 34.
In dieser dargestellten, besonderen Ausführungsform sind die beiden Halbrahmen 34 identisch ausgeführt. D.h. es ist ein hermaphroditisches Zusammenfügen zweiter Halbrahmen 34 möglich. Dadurch werden die zu produzierenden Teile reduziert.
Vorteil eines zweiteiligen Sicherungsrahmens 3 ist, dass er Sicherungsrahmen 3 auch nach Einsetzen von mehreren, schon mit Kabeln versehenen Steckverbindermodulen 40 in die Rahmenbasis 2 noch möglich ist. So können die Halbrahmen 34 um den Kabelbaum gelegt und miteinander zum Sicherungsrahmen 3 zusammengefügt werden.
Zum Zusammenfügen weisen die Halbrahmen 34 jeweils ein erstes Aufnahmemittel 32 und ein zweites Aufnahmemittel 33 auf. Diese sind zusammen formschlüssig ineinandersetzbar. So ist das erste Aufnahmemittel 32 in dieser Ausführungsform als Kegelstumpf ausgeführt und in das zweite Aufnahmemittel 33 einsetzbar, welches als kegelstumpfförmige Ausnehmung ausgebildet ist. Die Aufnahmemittel 32, 33 bilden zusammen gleichzeitig die Befestigungsmittel 35 zur Befestigung des Sicherungsrahmen 3 an der Rahmenbasis 2.
In den 5a bis 5e sind verschiedene Ausführungsformen aufgezeigt, wie die Ausnehmungen 11 im Halterahmen 1 eingebracht und positioniert werden können.
In der 5a ist die Ausnehmung 11 im Wesentlichen in der Rahmenbasis 2 eingebracht. Der Sicherungsrahmen 3 schließt die Ausnehmungen 11 an der hier oben dargestellten Seite ab. Dabei bildet sich – bedingt durch die Abmessung des aufgenommenen Halterungsmittels 41 – ein Schlitz 2/3 zwischen der Rahmenbasis 2 und dem Sicherungsrahmen 3.
In dieser speziellen Ausführungsform der 5a ist die Ausnehmung 11 zudem trapezförmig ausgebildet. Diese Trapezform dient für einen besseren, spielfreien Sitz von Halterungsmitteln 41 in der Ausnehmung 11.
Dabei sind auch andere Formen der Ausnehmung 11 denkbar. Lediglich müssen diese einen breiteren Bereich 11a und einen schmaleren Bereich 11b aufweisen. Dabei muss der breitere Bereich 11a am Schlitz 2/3 liegen um das Einsetzen des Halterungsmittels 41 zu ermöglichen.
In der 5b ist die Ausnehmung 11 ebenso wie in 5a in der Rahmenbasis 2 vorhanden und wird vom Sicherungsrahmen 3 abgeschlossen. Im Unterschied zur 5a sind die Ausnehmungen 11 hier rechtwinklig ausgeführt.
Dem gegenüber ist die Ausnehmung 11 in der 5c sowohl in der Rahmenbasis 2 als auch im Sicherungsrahmen 3 eingebracht. Diese Teil-Ausnehmungen 21, 31 bilden zusammen die Ausnehmung 11 zur Aufnahme des Halterungsmittel 41.
In der 5d ist die Ausnehmung 11 in der Rahmenbasis 2 vorhanden, wobei die Ausnehmung 11 jedoch größer als das Halterungsmittel 41 dimensioniert ist. Dies wird hier durch eine Anformung am Sicherungsrahmen 3 im Bereich der Ausnehmung 11 ausgeglichen, um eine spielfreien Sitz der Halterungsmittel 41 zu gewähren.
In einer letzten dargestellten Ausführungsform zeigt 5e eine Ausnehmung 11 in der Rahmenbasis 2 welche zwei Halterungsmittel 41 aufnehmen kann, wobei die Halterungsmittel 41 von einer dazwischen vorgesehenen Anformung am Sicherungsrahmen 3 getrennt sind.
Alle in den 5a bis 5e dargestellten Ausführungsformen sind auch entsprechend mit vertauschten Bezugszeichen 2 und 3 denkbar und anwendbar.
Abschließend ist in den 6a und 6b noch ein Vergleich des erfindungsmäßigen Halterahmens 1 (6b) zu einem konventionellen Halterahmen 1 wie aus dem Stand der Technik bekannt (6a) dargestellt.
Gut erkennbar ist in 6a, dass durch die erforderlichen Toleranzen des Halterungsmittels 41 ein Spiel in der Ausnehmung 1 entsteht. Dadurch ist ein Kippen des Steckverbindermoduls 40 im Halterahmen möglich ist.
Dem gegenüber ist in 6b, durch den zweiteiligen Halterahmen 1 ein Verspannen des Halterungsmittels 41 möglich. Dadurch wird ein Kippen des Steckverbindermoduls 40 im Halterahmen 1 unterbunden.
Bezugszeichenliste

1: Halterahmen
10: Wandteil
11: Ausnehmung
11a: breiter Bereich von 11
11b: schmaler Bereich von 11
12: Flansch
2/3: Schlitz
2: Rahmenbasis
20: Wandteil von 2
21: Teil-Ausnehmung in 2
25: Befestigungsmittel von 2
3: Sicherungsrahmen
30: Wandteil von 3
31: Teil-Ausnehmung in 3
32: erstes Aufnahmemittel
33: zweites Aufnahmemittel
34: Halbrahmen
35: Befestigungsmittel von 3
40: Steckverbindermodul
41: Halterungsmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19707120 C1 [0004]

Claims

Halterahmen (1) mit an gegenüberliegenden Wandteilen (10) vorgesehenen Ausnehmungen (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (1) mehrteilig ausgeführt ist, wobei der Halterahmen (1) mindestens aus einer Rahmenbasis (2) und einem Sicherungsrahmen (3) gebildet wird.
Halterahmen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) von der Rahmenbasis (2) und dem Sicherungsrahmen (3) gebildet werden.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) einen breiteren Bereich (11a), sowie einen schmaleren Bereich (11b) aufweisen, wobei sich der breitere Bereich (11a) näher am Übergang von Rahmenbasis (2) und Sicherungsrahmen (3) befindet.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (1) dreiteilig ausgebildet ist, wobei der Sicherungsrahmen (3) aus zwei Halbrahmen (34) besteht.
Halterahmen (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbrahmen (34) identisch sind.
Halterahmen (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbrahmen (31) jeweils zwei Aufnahmemittel (32, 33) aufweisen, wobei das erste Aufnahmemittel (32) mit dem zweiten Aufnahmemittel (33) ineinandergreifend verbindbar ist.
Halterahmen (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Aufnahmemittel (32) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und das zweite Aufnahmemittel (33) eine entsprechende, kegelstumpfförmige Ausnehmung aufweist, in welchem das erste Aufnahmemittel (32) einsetzbar ist.
Halterahmen (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Aufnahmemittel (32) pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist und das zweite Aufnahmemittel (33) eine entsprechende, pyramidenstumpfförmige Ausnehmung aufweist, in welchem das erste Aufnahmemittel (32) einsetzbar ist.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Sicherungsrahmen (3) mittels Befestigungsmittel (35) an Befestigungsmittel (25) der Rahmenbasis (2) befestigbar ist, wobei die Befestigungsmittel (25, 35) dazu geeignet sind den Abstand von Sicherungsrahmen (3) und Rahmenbasis (2) zueinander variabel auszugleichen.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (1) zur Halterung von Steckverbindermodulen (40) vorgesehen ist.
Halterahmen (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindermodule (40) in den Halterahmen (1) einsetzbar sind, wobei Halterungsmittel (41) an den Steckverbindermodulen (40) mit den Ausnehmungen (11) des Halterahmens (1) zusammenwirken können.
Halterahmen (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (41) von in den Halterahmen (1) eingesetzten Steckverbindermodulen (40) formschlüssig in den Ausnehmungen (11) gehalten werden können.
Halterahmen (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) so dimensioniert sind, dass bei eingesetzten Halterungsmitteln (41) in die Ausnehmungen (11) ein Schlitz (2/3) zwischen Sicherungsrahmen (3) und der Rahmenbasis (2) gebildet wird.