DE102013106279A1

DE102013106279A1 - Halterahmen für Steckverbindermodule

Info

Publication number: DE102013106279A1
Application number: DE102013106279.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Beischer; Hanno Harry Wolff
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-18
Also published as: CN105308799A; RU2016101115A; RU2652376C2; WO2014202050A1; PL3011643T3; US20160093980A1; ES2642354T3; EP3011643B1; EP3011643A1; DK3011643T3; CN105308799B; NO3091830T3; HUE035471T2; US9608374B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Halterahmen 1 zur Aufnahme von einer Vielzahl von Steckverbindermodulen 40. Die Steckverbindermodule 40 werden mittels Haltemittel 41 in Ausnehmungen 11 des Halterrahmens 1 aufgenommen. Die Ausnehmungen 11 des Halterahmens 1 sind in gegenüberliegenden Rahmenteilen 10 eingebracht. Der erfindungsgemäße Halterahmen 1 ermöglicht eine federbeaufschlagte Aufnahme und Lagerung der Steckverbindermodule 40 im Halterahmen 1. Toleranzen der verschiedenen Steckverbindermodule 40 und deren Kontaktmittel können so ausgeglichen werden. Ein sicheres und vollständiges Stecken von Steckverbindermodulen 40 eines modularen Steckverbinders mit dessen Gegensteckverbinder kann so gewährleistet werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Halterahmen für Steckverbindermodule nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Derartige Halterahmen werden benötigt, um einen modular aufgebauten Steckverbinder bereitstellen zu können. Mehrere, verschiedene Steckverbindermodule können beliebig kombiniert in einen solchen Rahmen eingesetzt werden. Der Halterahmen hält die Steckverbindermodule zusammen und fixiert diese zueinander. Anschließend kann der Halterahmen in ein Steckverbindergehäuse eingesetzt und in diesem fixiert werden. Der Steckverbinder kann mit einem passenden, ebenfalls modularen Gegensteckverbinder verbunden werden. Alternativ kann der Halterahmen als sogenannter Anbaurahmen an eine Gehäuse- oder Gerätewand eingesetzt und befestigt werden.
Mit dieser Art von modularen Steckverbindern ist eine Vielzahl individueller Steckverbinder kombinier- und zusammenstellbar. Es werden lediglich verschiedene, standardisierte Steckverbindermodule, sowie ein in dieser Erfindung beschriebener Halterahmen benötigt.
Stand der Technik
Die DE19707120C1 zeigt einen Halterahmen zur Halterung von Steckverbindermodulen. Die Steckverbindermodule sind in den Halterahmen eingesetzt, wobei Haltemittel an den Steckverbindermodulen mit an gegenüberliegenden Rahmenteilen des Halterahmens vorgesehenen Ausnehmungen zusammenwirken und die Steckverbindermodule formschlüssig in dem Halterahmen halten.
Bei dieser und anderen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen gibt es – zweckmäßig – viele verschiedene Steckverbindermodule die in einen solchen Halterahmen eingesetzt werden können. Die verschiedenen Steckverbindermodule besitzen verschiedenste, in den Modulen aufgenommene elektrische und/oder pneumatische und/oder optische und/oder hydraulische Kontaktelemente in verschiedenen Dimensionen.
Negativ an den im Stand der Technik bekannten Lösungen wirkt sich die Vielzahl verschiedener Steckverbindermodule aus, welche jeweils unterschiedliche Toleranzen aufweisen. Vor allem in den Steckbereichen der Kontaktelemente (Stift- und Buchsenkontakte) sind unterschiedliche Toleranzen und Stecktiefen nötig und bauartbedingt vorgeschrieben.
Durch diese bauartbedingten Toleranzunterschiede verschiedener Steckverbindermodule kann es je nach Kombination der Steckverbindermodule in einem Halterahmen zu Fehlern zweier zusammengehöriger Steckverbindermodule kommen. Sowohl nicht vollständig kontaktierte Steckverbindermodule können die Folge sein, als auch Steckverbindermodule die "übersteckt" und mit zu großer Kraft kontaktiert sind.
In beiden Fällen wirkt sich dies negativ auf die Kontaktierung und/oder die verschiedenen Komponenten des Steckverbinders aus. Eine fehlerfreie Kontaktierung kann durch einen "Wackelkontakt" oder durch mechanisches Versagen einzelnen Komponenten in Folge einer zu großen Kraft nicht mehr sichergestellt werden.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen modularen Steckverbinder so auszugestalten, dass Toleranzunterschiede verschiedener Steckverbindermodule ausgeglichen werden. Eine vollständige und sichere Kontaktierung aller im modularen Steckverbinder vorhandenen Steckverbindermodule soll sichergestellt werden.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 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 Rahmenteilen weißt der Halterahmen Ausnehmungen auf. Diese Ausnehmungen sind zur Aufnahme von Haltemitteln vorgesehen, die sich an Steckverbindermodulen befinden. Durch die Aufnahme mehrere Steckverbindermodule in dem Halterahmen wird ein sogenannter modularer Steckverbinder gebildet.
Erfindungsgemäß sind an dem Halterahmen Federelemente vorgesehen, welche auf in den Halterahmen eingesetzte Steckverbindermodule einwirken. Dabei erzeugen die Federelemente zweckmäßig eine in Steckrichtung wirkende Kraft auf die Steckverbindermodule. Durch spielend gelagerte Haltemittel der Steckverbindermodule in den Ausnehmungen des Halterahmens können die Steckverbindermodule entgegen der Federkraft bewegt werden.
Die Federkraft der Federelemente bewegt die eingesetzten Steckverbindermodule immer wieder in eine Endposition in Steckrichtung. Beim Verbinden eines modularen Steckverbinders mit einem entsprechenden modularen Gegensteckverbinder können so Toleranzen der Steckverbindermodule einzeln und individuell ausgeglichen werden.
Sofern nicht alle Steckverbindermodul-Paare gleichzeitig in ihre vollständig zusammengefügte Endposition gelangen, wird eine Übersteckung der Paare dadurch verhindert, dass die Module sich gegen die Kraft der Federelemente, entgegen der Steckrichtung im Halterahmen verschieben.
Durch die federbeaufschlagte Lagerung der Steckverbindermodule im Halterahmen wird gewährleistet, dass alle Steckverbindermodule mit ihren Gegensteckverbindermodulen vollständig kontaktiert und unterschiedliche Toleranzen ausgeglichen sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiel
In den folgenden Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiel der Erfindung und näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Halterahmen mit Steckverbindermodulen aus dem Stand der Technik;
2 den Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Halterahmens erster Ausführungsform;
3 den Querschnitt des Halterahmens der 2;
4 den Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Halterahmens zweiter Ausführungsform;
5 den Querschnitt des Halterahmens der 4; und
6 Querschnitte des Halterahmens der 4 im Vergleich.
Die 1 zeigt einen Halterahmen 1 mit sechs eingesetzten Steckverbindermodulen 40, sowie einen steckkompatiblen Halterahmen 1' mit ebenfalls steckkompatiblen Steckverbindermodulen 40' wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die dargestellten Halterahmen 1 und 1' sind in ihrem Aufbau identisch und hier nur der Vollständigkeit halber beide gezeigt. Im Folgenden wird sich daher nur auf den Halterahmen 1 bezogen.
Der Halterahmen 1 ist in einer hier gelenkigen Ausführung gezeigt. Diese ermöglicht es die beiden, den Halterahmen 1 bildenden Rahmenteile 10 entlang eines Scharniers zu kippen, um Steckverbindermodule 40 einzusetzen oder zu entfernen. Auf die genaue Mechanik wird nicht weiter eingegangen, da diese nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist. Es sei an dieser Stelle nur so viel gesagt, dass aus dem Stand der Technik bereits eine Vielzahl von mehrteiligen Halterahmen 1 bekannt sind.
Bei im Stand der Technik bekannten Halterahmen 1 sind jeweils in besagten Rahmenteilen 10 Ausnehmungen 11 vorgesehen. Die Ausnehmungen 11 dienen zur Aufnahme, Positionierung und Fixierung der Steckverbindermodule 40. Dafür weißen die bekannten Steckverbindermodule 40 Haltemittel 41 auf. Die Haltemittel 41 entsprechen in ihrer Form den Ausnehmungen 11 der Rahmenteile 10.
Durch Übereinstimmung der Form von Ausnehmungen 11 und Haltemittel 41 wird ein sicherer Sitz der Steckverbindermodule 40 im Halterahmen 1 sichergestellt. Die Steckverbindermodule 40 haben dadurch einen festen, spielfreien Sitz zueinander.
In der 2 ist ein Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Halterahmens 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Gezeigt ist ein Teilausschnitt des Rahmenteils 10 in der Seitenansicht. In dem Rahmenteil 10 ist beispielhaft eine Ausnehmung 11 gezeigt. In der Ausnehmen 11 ist – wie auch aus dem Stand der Technik bekannt – ein Haltemittel 41 eines Steckverbindermoduls 40 aufgenommen.
Im Unterschied zum Stand der Technik aus 1 ist die Ausnehmung 11 jedoch erfindungsgemäß entgegen der Steckrichtung S größer dimensioniert, als das Haltemittel 41. Somit sitzt das Haltemittel 41 nicht spielfrei in der Ausnehmung 11 wie bisher bekannt. Die vergrößerte Ausnehmung 11 ermöglicht eine lineare Bewegung des Haltemittels 41 in der Ausnehmung 11 entlang der Steckrichtung S.
Des Weiteren verfügt der erfindungsgemäße Halterahmen 1 über ein Federelement 12, welches in der Ausnehmung 11 aufgenommen ist. Dieses ist vorzugsweise an dem, entgegen der Steckrichtung S liegenden Wandabschnitt 13 vorgesehen.
Das Federelement 12 ist so angeordnet, dass es eine in Steckrichtung S weisende Kraft auf das Haltemittel 41 ausübt. Bei Einwirkung einer Kraft auf das Steckverbindermodul 40 entgegen der Steckrichtung S kann dieses so verschoben werden. Mittels des Federelements 12 wird das Steckverbindermodul 40 bei Nachlassen der Kraft wieder zurück verschoben.
Der Teilausschnitt des Halterahmens 1 aus 2 ist in 3 noch einmal in einer Schnittdarstellung A-A gezeigt. Erkennbar ist das ansatzweise gezeigte Steckverbindermodul 40, mit Haltemittel 41. Das Haltemittel 41 ist in die Ausnehmen 11 des Rahmenteils 10 eingesetzt. Das Federelement 12 ist an dem, entgegen der Steckrichtung S befindlichen Wandabschnitt 13 der Ausnehmen 11 angebracht.
Die Befestigung des Federelements 12 an dem Wandabschnitt 13 kann beispielsweise durch Nieten, Kleben, Rasten, Schrauben oder Schweißen realisiert werden.
Vom Wandabschnitt 13 aus, übt das Federelement 12 eine in Steckrichtung S wirkende Kraft auf das Haltemittel 41 aus. Diese Kraft bewirkt eine Zwangsbewegung des Haltemittels 41 und somit des gesamten Steckverbindermoduls 40 in Steckrichtung S.
Die 4 und 5 zeigen eine, entsprechend den 2 und 3, zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halterahmens 1. Die 4 ist entsprechend der 2 ein Teilausschnitt eines Rahmenteils 10; die 5 ist ein Querschnitt des Teilausschnitts aus 4.
In dieser zweiten Ausführungsform ist das Federelement 12 nicht in der Ausnehmung 1 des Rahmenteils 10 vorgesehen, sondern wird durch ein flächig ausgebildetes Basisteil 12.1 gebildet. Dieses Basisteil 12.1 entspricht im Wesentlichen der Form des Rahmenteils 10 und ist auf dessen Innenseite, den Steckverbindermodulen 40 zugewendet, angeordnet.
Von dem Basisteil 12.1 weisen Federarme 12.0 in die Ausnehmungen 11 hinein. Diese sind zur Kraftübertragung auf die Haltemittel 41 vorgesehen. Um die Gegenkraft auf das Rahmenteil 10 zu übertragen weist das Basisteil 12.1 zudem einen abgewinkelten Haltebereich 12.2 auf. Der Haltebereicht 12.2 umgreift in Steckrichtung S den Halterahmen 10. So ist eine in Steckrichtung S wirkende Kraftübertragung vom Halterahmen 10 auf die Haltemittel 41 möglich.
In einer besonderen Ausführungsform wäre es zudem möglich, auf den Haltebereich 12.2 zu verzichten und stattdessen das Basisteil 12.1 am Rahmenteil 10 mittels Schrauben, Nieten, Schweißen oder Kleben zu befestigen.
Die 6 zeigt schließlich den Halterahmen 1 aus 5 im Vergleich zweier Zustände. Die 6a entspricht der 5, in welcher sich das Haltemittel 41 und somit auch das Steckverbindermodul 40 an einer in Steckrichtung S vordersten Stellung befinden. Durch den Federarm 12.0 des Federelements 12 erfährt das Haltemittel 41 eine Zwangsbewegung in diese Position.
Im Vergleich zu dieser Stellung befinden sich Haltemittel 41 und Steckverbindermodul 40 in der 6b in einer, in Steckrichtung S gesehenen, hinteren Stellung. Das erfindungsmäßige Federelement 12 – hier der Federarm 12.0 des Federelements 12 – ermöglicht bei Krafteinwirkung auf das Steckverbindermodul 40 entgegen der Steckrichtung S ein Verschieben des Steckverbindermoduls 40.
So können erfindungsgemäß Toleranzen verschiedenartiger Steckverbindermodule 40 ausgeglichen werden. Eine federbeaufschlagte Steckung von Steckverbindermodulen 40 ist möglich, wodurch eine sichere Kontaktierung der Kontaktelemente gewährleistet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Halterahmen
10: Rahmenteil
11: Ausnehmung
12: Federelement
12.0: Federarm
12.1: Basisteil
12.2: Haltebereicht
13: Wandabschnitt
40: Steckverbindermodul
41: Haltemittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19707120 C1 [0004]

Claims

Halterahmen (1) zur Aufnahme von Steckverbindermodulen (40), bestehende aus zwei gegenüberliegenden Rahmenteilen (10) mit darin vorgesehenen Ausnehmungen (11), wobei in die Ausnehmungen (11) Haltemittel (41) der aufzunehmenden Steckverbindermodulen (40) einsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Halterahmen (1) Federelemente (12) vorgesehen sind und die Federelemente (12) auf in den Halterahmen (1) aufgenommene Steckverbindermodule (40) einwirken können.
Halterahmen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) in Steckrichtung (S) größer dimensioniert sind, als die aufzunehmenden Haltemittel (41).
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) zumindest eine, in Steckrichtung (S) wirkende Kraft auf aufgenommene Steckverbindermodule (40) ausüben.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) auf die Haltemittel (41) der aufgenommenen Steckverbindermodule (40) einwirken.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) in den Ausnehmungen (12) angeordnet sind.
Halterahmen (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) an einem, entgegen der Steckrichtung (S) liegenden Wandabschnitt (13) der Ausnehmungen (12) vorgesehen sind.
Halterahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) außerhalb der Ausnehmungen (12) an dem Halterahmen (1) angeordnet sind und in die Ausnehmungen (12) ragen.
Halterahmen (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) an der Innenseite der Rahmenteile (10) angebracht sind.
Halterahmen (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) an der Außenseite der Rahmenteile (10) angebracht sind.
Halterahmen (1) nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Federelementen (12) an jedem der Rahmenteile (10) einteilig ausgebildet sind.
Halterahmen (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einteilig ausgebildeten Federelemente (12) an den Rahmenteilen (10) anrastbar sind.
Halterahmen (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das einteilige Federelement (12) aus einem Basisteil (12.1) besteht, welches flächig ausgebildet ist und im Wesentlichen die Form des Rahmenteils (10) aufweist und von innen oder außen an dem Rahmenteil (10) angelegt ist, und wobei das Basisteil (12.1) eine Vielzahl von Federarmen (12.0) aufweist, welche in die Ausnehmungen (11) ragen.
Halterahmen (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (12.1) einen abgewinkelten oder abgerundeten Haltebereich (12.2) aufweist.
Halterahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) lösbar an dem Halterahmen (1) befestigt sind.
Halterahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (12) unlösbar an dem Halterahmen (1) befestigt sind.