DE102016211300A1

DE102016211300A1 - Halterahmen für einen Steckverbinder und Verfahren zur Bestückung

Info

Publication number: DE102016211300A1
Application number: DE102016211300.3A
Authority: DE
Inventors: Hanno Wolff
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-12-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Halterahmen für Module und insbesondere von Halterahmen für einen Steckverbinder zur Aufnahme gleichartiger und/oder unterschiedlicher Module. Um einen Halterahmen bereitzustellen, der einerseits möglichst weitgehend Vorteile eines bekannten Halterahmens realisiert, andererseits aber auch eine erhöhte Fixiersicherheit und Beständigkeit erreicht, wird für einen Halterahmen mit einem Grundrahmen und wenigstens zwei Wangenteilen, die einander gegenüberliegend am Grundrahmen angebracht sind, vorgeschlagen, dass sich jedes Wangenteil außerhalb des Grundrahmens entlang einer Außenseite des Grundrahmens in der Einführrichtung, um eine Unterkante des Grundrahmens herum, innerhalb des Grundrahmens entlang einer Innenseite des Grundrahmens entgegen der Einführrichtung und über eine Kante des Grundrahmens hinaus entgegen der Einführrichtung erstreckt, wobei jedes Wangenteil in seinem sich über die Kante des Grundrahmens hinaus erstreckenden Bereich zumindest ein Rastfenster als Rastelement zur Aufnahme einer Rastnase des Moduls aufweist, wobei die Wangenteile für eine elastische Biegeverformung zwischen einem Einführzustand, der ein Einführen des Moduls in Einführrichtung in den Halterahmen erlaubt, und einem Haltezustand ausgestaltet sind, in dem ein eingeführtes Modul durch Eingriff der Rastnase in das Rastfenster zumindest entlang der Einführrichtung fixiert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Halterahmen für Module und insbesondere von Halterahmen für einen Steckverbinder zur Aufnahme gleichartiger und/oder unterschiedlicher Module.
Halterahmen werden dazu eingesetzt, mehrere zueinander gleichartige und/oder auch unterschiedliche Module aufzunehmen. Bei diesen Modulen kann es sich beispielsweise um Isolierkörper handeln, die als Kontaktträger für elektronische und elektrische und möglicherweise auch für optische und/oder pneumatische Kontakte vorgesehen sind.
Aus der Druckschrift EP 0 860 906 B1 ist ein Halterahmen zur Halterung von Steckverbindermodulen und zum Einbau in Steckverbindergehäuse bzw. zum Anschrauben an Wandflächen bekannt, wobei die Steckverbindermodule in den Halterahmen eingesetzt sind und Halterungsmittel an den Steckverbindermodulen mit an gegenüberliegenden Wandteilen (Seitenteilen) des Halterahmens vorgesehenen Ausnehmungen zusammenwirken, wobei die Ausnehmungen als allseitig geschlossene Öffnungen in den Seitenteilen des Halterahmens ausgebildet sind, wobei der Halterahmen aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Hälften besteht, wobei die Trennung des Halterahmens quer zu den Seitenteilen des Rahmens vorgesehen ist, und wobei Gelenke in den Befestigungsenden des Halterahmens derart angeordnet sind, dass beim Aufschrauben des Halterahmens auf eine Befestigungsfläche sich die Rahmenteile derart ausrichten, dass die Seitenteile des Halterahmens rechtwinklig zur Befestigungsfläche ausgerichtet sind und die Steckverbindermodule über die Halterungsmittel eine formschlüssige Verbindung mit dem Halterahmen aufweisen. In der Praxis sind solche Halterahmen üblicherweise in einem Druckgussverfahren, insbesondere in einem Zinkdruckgussverfahren gefertigt.
Die Druckschrift EP 2 581 991 A1 offenbart einen Halterahmen für Steckverbindermodule, der zwei Rahmenhälften aufweist, die durch Linearverschieben der einen Rahmenhälfte relativ zur anderen Rahmenhälfte in eine Schieberichtung miteinander verrastbar sind, wobei an den Rahmenhälften jeweils zueinander korrespondierende Rastmittel vorgesehen sind, die beim Linearverschieben ein Verrasten der beiden Rahmenhälften miteinander in zwei verschiedene Raststellungen bewirken, in denen die Rahmenhälften in verschiedenem Abstand zueinander beabstandet sind.
Es hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, dass solche Halterahmen bei der Montage eine aufwändige Bedienung erfordern. Beispielsweise müssen solche Halterahmen aus dem Steckverbinder herausgeschraubt und/oder entrastet werden, sobald auch nur ein einziges Modul ausgetauscht werden soll. Dabei fallen möglicherweise auch die anderen Module, deren Entnahme gar nicht erwünscht war, aus dem Halterahmen heraus und müssen dann vor dem Zusammenschrauben und/oder vor dem Verrasten der Rahmenhälften wieder eingefügt werden. Schließlich müssen sich bereits vor dem Zusammenfügen der Rahmenhälften alle Module gleichzeitig in der für sie vorgesehenen Position befinden, um beim Zusammenfügen der Rahmenhälften endgültig im Halterahmen fixiert zu werden, was die Montage erschwert.
Die Druckschrift EP 1 801 927 B1 offenbart einen Halterahmen, der aus einem einteiligen Kunststoffspritzteil besteht. Der Halterahmen ist als umlaufender Kragen ausgebildet und weist an seiner Steckseite mehrere durch Schlitze getrennte Wandsegmente auf. Jeweils zwei gegenüberliegende Wandsegmente bilden einen Einfügebereich für ein Steckermodul, wobei die Wandsegmente fensterartige Öffnungen aufweisen, die zur Aufnahme von an den Schmalseiten der Module angeformten Vorsprüngen dienen. Weiterhin ist in den Wandsegmenten jeweils eine Führungsnut vorgesehen. Die Führungsnut ist oberhalb der Öffnungen mittels eines nach außen versetzten Fenstersteges gebildet, der auf der Innenseite eine Einführungsschräge aufweist. Zusätzlich weisen die Steckmodule Rastarme auf, die an den Schmalseiten in Richtung der Kabelanschlüsse wirkend, angeformt sind, und unterhalb der seitlichen Kragenwand verrasten, so dass zwei unabhängige Rastmittel die Steckverbindermodule im Halterahmen fixieren.
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist zum einen, dass es sich um einen aus Kunststoff gebildeten Halterahmen handelt, der gattungsgemäß nicht zu einer Schutzerdung etwa gemäß der Steckverbinder-Norm EN61984 geeignet ist, so dass ein solcher Halterahmen damit nicht für den Einbau in metallische Steckverbindergehäuse verwendet werden kann. Die Verwendung metallischer Steckverbindergehäuse setzt eine solche Schutzerdung jedoch voraus und ist sowohl wegen ihrer mechanischen Robustheit, ihrer Temperaturbeständigkeit und wegen ihrer elektrisch schirmenden Eigenschaften in vielen Fällen notwendig und daher vom Kunden erwünscht. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Herstellung der vorgenannten Kunststoffhalterahmen im Spritzgussverfahren zumindest schwierig und nur mit hohem Aufwand zu realisieren ist. Letztlich ist auch die Hitzebeständigkeit eines solchen Kunststoffhalterahmens für spezielle Anwendungen, beispielsweise in der Nähe eines Hochofens, nicht immer ausreichend.
Um eine Bauform für einen Halterahmen anzugeben, die einerseits der eine gute Hitzebeständigkeit und eine hohe mechanische Robustheit aufweist und die insbesondere auch beim Einbau in ein metallisches Steckverbindergehäuse eine entsprechende Schutzerdung, insbesondere eine PE („Protection Earth“), ermöglicht und die andererseits auch eine komfortable Bedienbarkeit, insbesondere beim Auswechseln einzelner Module, gewährleistet, wird in der Druckschrift DE 10 2013 113 976 A1 vorgeschlagen, einen Grundabschnitt (vorzugsweise im Druckguss hergestellt, etwa aus Zink oder Aluminium oder einer entsprechenden Legierung) zur Fixierung eines aufgenommenen Moduls in einer Ebene und einen Verformungsabschnitt (vorzugsweise einen per Stanzbiegetechnik bearbeitetes federelastisches Blech) vorzusehen, der einen Einführzustand und einen Haltezustand annehmen kann, wobei der Einführzustand ein Einführen wenigstens eines Moduls in einer Richtung quer zur Ebene in den Halterahmen erlaubt und ein aufgenommenes Modul im Haltezustand fixiert ist. Hierbei sind der Grundabschnitt und der Verformungsabschnitt in jedem Fall wenigstens teilweise aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet.
Ein derartiger Halterahmen erlaubt durch die Loslösung der Materialeigenschaften des Grundkörpers von denen des Verformungsabschnitts eine größere Flexibilität durch geeignete Materialkombinationen.
Bei den in DE 10 2013 113 976 A1 beschriebenen Halterahmen wird der Verformungsabschnitt jeweils durch Wangenteile gebildet, an der Außenseite eines Grundrahmens angebracht sind, wobei die Wangenteile jeweils in ihrem unteren Endbereich eine Biegelinie aufweist, an denen die Wangenteile um 180° gefaltet sind, so dass eine abschließende Kante des jeweiligen Wangenteils innerhalb des Grundrahmens befindlich ist. Zur Befestigung des Wangenteils ist hierbei vorgesehen, dass der Grundrahmen außen Befestigungszapfen aufweist, die bei einem angebrachten Wangenteil in entsprechende Befestigungsausnehmungen eingreifen.
Es wurde gefunden, dass beim Aufbiegen der Wangenteile beim Einführen eines oder mehrerer Module jeweils eine Kraft auf die Anordnung von Befestigungszapfen und Befestigungsausnehmungen wirkt, durch die die Befestigungsausnehmungen von den Befestigungszapfen gelöst werden kann, wobei dies in Verbindung mit einer in Einführrichtung auf das Wangenteil wirkenden Kraft dazu führen kann, dass das Wangenteil derart verschoben wird, dass die Befestigungsausnehmungen gegenüber den Befestigungszapfen versetzt sind, so dass keine sichere Fixierung des bzw. der Module mehr gegeben ist.
Zudem besteht ein Wunsch dahingehend, eine straffere Fixierung eines eingeführten Moduls zu ermöglichen, so dass der Halterahmen insgesamt beständiger gegen ein ungewolltes Lösen eines Moduls aus dem Halterahmen wird.
Ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Ziel ist es, einen Halterahmen bereitzustellen, der einerseits möglichst weitgehend die aus mit der Lehre der Druckschrift DE 10 2013 113 976 A1 verbundenen Vorteile realisiert, wobei andererseits aber auch eine erhöhte Fixiersicherheit und Beständigkeit des Halterahmens erreicht wird.
Es ist daher gewünscht, eine Lösung vorzustellen, die es erlaubt, durch geeignete und weitgehend unabhängige Wahl der Materialen für einen Grundrahmen und Wangenteile eine große Flexibilität in der Ausgestaltung des Halteahmens zu haben, wobei die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, dass sich die infolge der unterschiedlichen Materialien getrennt gebildeten Bauteile Grundrahmen und Wangenteile voneinander lösen oder anderweitig die Haltewirkung der Wangenteile eingeschränkt oder vermindert wird.
Erfindungsgemäß wird nach einem ersten Aspekt ein Halterahmen für einen Steckverbinder zur Aufnahme gleichartiger und/oder unterschiedlicher Module vorgeschlagen, wie er in Anspruch 1 definiert ist, nämlich mit einem Grundrahmen, der eine Ebene quer zu einer Einführrichtung eines Moduls in den Halterahmen definiert, und wenigstens zwei Wangenteilen, die einander gegenüberliegend am Grundrahmen angebracht sind, wobei sich jedes Wangenteil außerhalb des Grundrahmens entlang einer Außenseite des Grundrahmens in der Einführrichtung, um eine Unterkante des Grundrahmens herum, innerhalb des Grundrahmens entlang einer Innenseite des Grundrahmens entgegen der Einführrichtung und über eine Kante des Grundrahmens hinaus entgegen der Einführrichtung erstreckt, wobei jedes Wangenteil in seinem sich über die Kante des Grundrahmens hinaus erstreckenden Bereich zumindest ein Rastfenster als Rastelement zur Aufnahme einer Rastnase des Moduls aufweist, wobei die Wangenteile für eine elastische Biegeverformung zwischen einem Einführzustand, der ein Einführen des Moduls in Einführrichtung in den Halterahmen erlaubt, und einem Haltezustand ausgestaltet sind, in dem ein eingeführtes Modul durch Eingriff der Rastnase in das Rastfenster zumindest entlang der Einführrichtung fixiert ist.
Erfindungsgemäß wird nach einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Bestückung eines Halterahmens für einen Steckverbinder zur Aufnahme gleichartiger und/oder unterschiedlicher Module mit einem Modul vorgeschlagen, wie es in Anspruch 13 definiert ist, nämlich mit einem Einführen des Moduls in einen Grundrahmen, der eine Ebene quer zu einer Einführrichtung des Moduls in den Halterahmen definiert, wobei das Einführen zwischen wenigstens zwei Wangenteilen erfolgt, die einander gegenüberliegend am Grundrahmen angebracht sind, wobei sich jedes Wangenteil außerhalb des Grundrahmens entlang einer Außenseite des Grundrahmens in der Einführrichtung, um eine Unterkante des Grundrahmens herum, innerhalb des Grundrahmens entlang einer Innenseite des Grundrahmens entgegen der Einführrichtung und über eine Kante des Grundrahmens hinaus entgegen der Einführrichtung erstreckt, wobei jedes Wangenteil in seinem sich über die Kante des Grundrahmens hinaus erstreckenden Bereich zumindest ein Rastfenster als Rastelement zur Aufnahme einer Rastnase des Moduls aufweist, wobei das Einführen ein elastisches Verbiegen der Wangenteile, die dabei von dem Grundrahmen gestützt werden, zu einem Einführzustand umfasst, wobei das Verfahren eine elastische Rückverformung der Wangenteile von dem Einführzustand zu einem Haltezustand umfasst, wobei das eingeführte Modul in dem Haltezustand durch Eingriff der Rastnase in das Rastfenster zumindest entlang der Einführrichtung fixiert wird.
Ein Teil des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung findet sich in den folgenden Überlegungen.
Um besser zu verhindern, dass es – bei einer Anordnung, wie sie in der Druckschrift DE 10 2013 113 976 A1 gezeigt ist – zu einem Versatz von Befestigungszapfen und – ausnehmung kommt, könnte vorgesehen werden, den Zapfen und die Ausnehmung durch geeignete zusätzliche Maßnahmen miteinander zu fixieren, etwa durch Kleben oder Löten. Dies erlaubt allerdings nicht, die Fixierung durch die Wangenteile als solche straffer zu gestalten und bedeutet durch den zusätzlichen Arbeitsschritt zudem einen erhöhten Aufwand bei der Erstellung des Halterahmens, was erhöhte Kosten mit sich bringt.
Würde man die Anordnung aus Befestigungszapfen und Befestigungsausnehmung oder eine vergleichbare Variante ausgehend von der Lehre der Druckschrift DE 10 2013 113 976 A1 auf die Innenseite des Grundrahmens verlegen, würde dies zwar wohl verhindern, dass die Anordnung beim Aufbiegen der Wangenteile gelöst würde, wobei sich hierbei allerdings eine Verschlechterung in der Straffheit der Fixierung ergeben würde, da durch den längeren Hebel (nämlich bis zur Unterkante des Halterahmens) die Wangenteile noch einfacher zu biegen wären. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird zudem der Bereich der Wangenteile belastet, der um die Unterkante des Halterahmens gebogen ist. Insbesondere bei einer Herstellung durch Stanzbiegetechnik ist damit zu rechnen, dass es in diesem Bereich an der Unterkante des Halterahmens bei wiederholter Belastung schneller zu einer Materialermüdung und damit zu einem Versagen der Wangenteile kommt.
Andererseits könnte – bei ansonsten im Wesentlichen gleichen Abmessungen des Halterahmens – eine straffere Fixierung dadurch erreicht werden, dass die Wangenteile aus einem steiferen Material und/oder mit größerer Materialdicke hergestellt würden, wobei dies allerdings einen größeren Aufwand bei der Herstellung der Wangenteile – etwa per Stanzbiegetechnik – bedeuten würde.
Der Erfinder hat realisiert, dass eine höhere Stabilität und bessere Fixierung von Modulen dadurch erreicht wird, dass die Wangenteile derart angeordnet werden, dass sie sich auf der Innenseite des Grundrahmens und von dort entgegen der Einsteckrichtung der Module erstrecken. Bei einem Aufbiegen der Wangenteile beim Einführen eines Moduls liegt der Dreh- bzw. Biegepunkt an der (Ober-)Kante des Grundrahmens und nicht mehr an einer Anordnung von Befestigungszapfen und -ausnehmung oder gar an der zuvor bereits verformten Unterkante. Durch die Stützung des Wangenteils durch den Grundrahmen beim Aufbiegen wird der entsprechende Federweg so kurz wie möglich. Hinzu kommt, dass das im Einführen begriffene Modul einem Abheben des Wangenteils von der Innenseite des Grundrahmens durch seine Anwesenheit entgegenwirkt, so dass – soweit vorgesehen – auch auf der Innenseite eine Anordnung vergleichbar zu dem Befestigungszapfen und der entsprechenden Befestigungsausnehmung aus der Lehre der Druckschrift DE 10 2013 113 976 A1 vorgesehen werden kann, ohne dass eine Gefahr des Lösens durch den Verformung der Wangenteile zu befürchten wäre.
Der Grundrahmen kann zudem – da die Führung und das Halten des jeweiligen Moduls durch die Wangenteile geleistet wird – vergleichsweise (in Einführrichtung) kürzer gestaltet werden. Der Grundrahmen hält nun die Wangenteile, die dann ihrerseits die Module halten.
Die Aufnahme und Fixierung der Module erfolgt somit vorzugsweise nur noch durch die als Federarme wirkenden Wangenteile, die für eine höhere Stabilität und Federkraft an der Innenseite des Rahmens angeordnet sind, wodurch ein im Vergleich kürzerer Federweg der Wangenteile erreicht wird, so dass die Konstruktion dadurch „straffer“ wird.
Dadurch dass der federnde Bereich der Wangenteile innerhalb des Grundrahmens angeordnet ist, wird zusätzlich die Stabilität erhöht. Zudem befindet sich so der Dreh- und Biegepunkt des Materials nicht im unteren, bereits plastisch verformten Bereich, sondern mittig im Federblech. Dieser Bereich erleidet zudem nicht so schnell Materialermüdung, wie der bereits plastisch verformte (umgebogene) Bereich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung sind der Grundrahmen einerseits und die Wangenteile andererseits zumindest teilweise aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet. Es ist nicht notwendig aber vorteilhaft, wenn der Grundrahmen (vollständig oder zumindest teilweise) aus einem anderen Material hergestellt ist als die Wangenteile. Es ist allerdings auch möglich, dass der Grundrahmen (zumindest im Wesentlichen) aus dem gleichen Material bzw. Werkstoff wie die Wangenteile hergestellt ist, wobei die Wangenteile dabei typischerweise einen geringeren Querschnitt aufweist, so dass durch den Grundrahmen mit dem größeren Querschnitt und der damit größeren Steifigkeit eine Starrheit und Stabilität des Halterahmens als Ganzem gegeben ist, während die Wangenteile federnd ausgebildet sind.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung ist der Grundrahmen wenigstens teilweise im Druckguss hergestellt, insbesondere aus einem Metall, vorzugsweise aus Zink oder Aluminium, oder einer Metalllegierung, vorzugsweise einer Zink- oder Aluminiumlegierung. Die Herstellung eines derartigen Grundrahmen ist – wenn auch mit im Detail anderen Konturen – aus dem Zusammenhang bekannter Halterahmen bekannt, wobei die bekannten Techniken vorteilhafterweise mit entsprechenden Anpassungen auch für den erfindungsgemäßen Halterahmen bzw. dessen Grundrahmen eingesetzt werden können.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weisen die Wangenteile federelastisches Blech auf oder bestehen daraus und sind vorzugweise zumindest teilweise mit einer Stanzbiegetechnik hergestellt. Die Nutzung einer Stanzbiegetechnik mit federelastischem Blech erlaubt es, auf kostengünstige Weise Wangenteile herzustellen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind. Insbesondere die Ausbildung der Rastfenster, eventueller Schlitze und eventueller Ausnehmungen oder dergleichen zur Befestigung der Wangenteile am Grundrahmen lassen sich einfach erstellen.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung sind die Wangenteile formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an der Innenseite und/oder der Außenseite des Grundrahmens befestigt, insbesondere verklebt, verschweißt, verlötet, vernietet, verrastet und/oder verschraubt. Da die Kraftwirkung beim Aufbiegen der Wangenteile beim Einführen eines oder mehrerer Module im Wesentlichen auf den über die Kante des Grundrahmens vorstehenden Bereich der Wangenteile beschränkt ist und zudem ein teilweise eingeführtes Modul selbst bereits einer unerwünschten Verformung der Wangenteile im Wege stehen kann, kann die Verbindung zwischen Wangenteilen und Grundrahmen im Wesentlichen frei gewählt werden. Besonders bevorzugt ist eine Anbringung per Formschluss in Form eines Verrastens, bei dem ein Teil eines Wangenteils in eine Ausnehmung oder dergleichen des Grundrahmens eingreift und/oder sich ein Vorsprung oder dergleichen in ein Fenster, eine Aussparung oder dergleichen des Wangenteils eingreift. Ein Teil des Formschlusses wird bereits durch das Umgreifen des Wangenteils um die Unterkante des Grundrahmens geleistet, so dass es ausreicht, wenn die Verrastung lediglich einer Verschiebung des Wangenteils gegenüber dem Grundrahmen in Einführrichtung entgegensteht. Der Vorteil des Verrastens liegt darin, dass die zur Montage nötigen Schritte minimiert werden, allerdings zu dem Preis, dass eine entsprechende Geometrie vorgesehen muss. Bevorzugt befindet sich die Befestigung auf der Außenseite des Grundrahmens.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist jedes Wangenteil wenigstens einen in Einführrichtung verlaufenden Schlitz auf, der zumindest in einem Teil des sich über die Kante erstreckenden Bereichs zwei Laschen des Wangenteils voneinander trennt, die jeweils zumindest ein Rastfenster als Rastelement zur Aufnahme der Rastnase des Moduls aufweisen. Es ist möglich, für jedes einzuführende Modul ein eigenes Paar an Wangenteilen vorzusehen, von denen jedes jeweils ein Rastfenster aufweist. Ein Einführen eines Moduls in den Halterahmen oder auch ein Lösen eines Moduls aus dem Halterahmen (was im Wesentlichen die Umkehrung des Einführens ist) kann dann unabhängig von benachbarten Modulen bzw. Wangenteilen erfolgen. Ist ein Wangenteil mit einem oder mehreren entsprechend dimensionierten Schlitzen versehen, kann das Einführen bzw. Entnehmen des Moduls ebenso für jede Lasche einzeln erfolgen, die von einer benachbarten Lasche durch den Schlitz getrennt ist.
In einer bevorzugten Variante der obigen Ausgestaltung erstreckt sich der Schlitz bis in den Bereich des Wangenteils, der sich entlang der Innenseite des Grundrahmens erstreckt. Bei einer Erstreckung des Schlitzes bis in den Innenraum, der durch den Grundrahmen definiert wird, sind die Laschen oberhalb der Kante des Grundrahmens so weit wie möglich voneinander unabhängig ausgebildet.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist der Halterahmen wenigstens vier Wangenteile auf, von denen zwei jeweils benachbart an einer Seite des Grundrahmens angebracht sind. Auch wenn es möglich ist, für jedes einzuführende Modul ein eigenes Paar an Wangenteilen vorzusehen, von denen jedes jeweils ein Rastfenster aufweist, kann ebenso vorgesehen sein, dass zwar auf den gegenüberliegenden Seiten des Grundrahmens bzw. Halterahmens mehrere Wangenteile vorhanden sind, wobei dann ein Wangenteil wiederum für ein und/oder mehrere Module vorgesehen ist.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist wenigstens ein Wangenteil einen Führungsabschnitt auf, insbesondere am Ende des Wangenteils oder am Rastfenster, der beim Einbringen des Moduls eine Führung des Moduls zur Zentrierung zwischen den gegenüberliegenden Wangenteilen erlaubt und/oder an dem die Rastnase des Moduls beim Einführen entlanggeführt wird, um das Wangenteil in den Einführzustand zu verformen. Der Führungsabschnitt verbessert die Handhabbarkeit für den Benutzer, da der Benutzer das einzuführende Modul lediglich zwischen die Führungsabschnitte oder zwischen den einen Führungsabschnitt und das gegenüberliegende Wangenteil einbringen muss und beim weiteren Einführen durch Krafteinwirkung in Einsteckrichtung eine Aufweitung bewirkt wird. Der Benutzer muss somit keine Schritte unternehmen, um die Wangenteile gesondert aufzuspreizen. Entsprechendes gilt auch für den Fall einer automatisierten Bestückung, die damit einfacher gestaltet werden kann.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung ist zumindest der sich entlang der Innenseite des Grundrahmens erstreckende Bereich jedes Wangenteils für ein wenigstens teilweises Anliegen an dem eingeführten Modul zu dessen Fixierung zwischen den gegenüberliegenden Wangenteilen ausgestaltet.
In einer bevorzugten Variante der obigen Ausgestaltung weist zumindest der sich entlang der Innenseite des Grundrahmens erstreckende Bereich jedes Wangenteils einen Federabschnitt auf, der für das Anliegen an dem eingeführten Modul und eine Druckausübung in Richtung des Inneren des Grundrahmens ausgestaltet ist. Es ist auch möglich, dass lediglich eines des gegenüberliegenden Wangenteile einen oder mehrere solcher Federabschnitte zum Anpressen des eingeführten Moduls an das gegenüberliegende Wangenteil aufweist, wobei es zudem möglich ist, dass die Wangenteile alternierend oder in anderer gemischter Weise Federabschnitte aufweisen, wobei dann bevorzugt pro Modul jeweils lediglich ein Federabschnitt vorgesehen ist.
In einer weiteren bevorzugten Variante der obigen Ausgestaltung ist zumindest der sich entlang der Innenseite des Grundrahmens erstreckende Bereich jedes Wangenteils für ein in Einführrichtung durchgehendes flächiges Anliegen an dem eingeführten Modul ausgestaltet. Liegen die Seiten des Moduls jeweils zumindest in einem Abschnitt durchgehend an den Wangenteilen an, ergibt sich damit bereits eine räumliche Beschränkung, die einen unerwünschten Versatz des Moduls verhindert.
Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere in den Unteransprüchen definiert, wobei weitere vorteilhafte Merkmale, Ausführungen und Ausgestaltungen für den Fachmann zudem aus den obigen Erläuterung und der folgenden Diskussion zu entnehmen sind.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen weiter illustriert und erläutert. Hierbei zeigt
1 eine schematische Schnittdarstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens mit teilweise eingeführtem Modul,
2 eine schematische Schnittdarstellung zur Illustration des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens mit eingeführtem Modul,
3 eine schematische Schnittdarstellung zur Illustration eines Wangenteils eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens,
4 eine schematische Ansichtsdarstellung zur Illustration eines Wangenteils eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens,
5 eine weitere schematische Ansichtsdarstellung zur Illustration des Wangenteils des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens, und
6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestückung eines Halterahmens mit einem Modul.
In den beiliegenden Zeichnungen sowie den Erläuterungen zu diesen Zeichnungen sind einander entsprechende bzw. in Beziehung stehende Elemente – soweit zweckdienlich – mit jeweils entsprechenden oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu finden sind.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens mit teilweise eingeführtem Modul.
Der Halterahmen 1 umfasst einen Grundrahmen 10 und an dem Grundrahmen 10 angebrachte Wangenteile 11. Der Grundrahmen 10 definiert und umschließt eine Ebene quer zu einer Einführrichtung eines Moduls 2 (angedeutet durch den großen Pfeil in 1). Im Wesentlichen weist der Grundrahmen 10 eine Rahmenform auf, die durch zwei einander gegenüberliege Seitenwände (im Querschnitt in 1 gezeigt) und zwei einander gegenüberliegende Querwände bestimmt ist, wobei der Grundrahmen 10 weitere Anformungen (nicht gezeigt) aufweisen kann, die in bekannter Weise einer Montage des Grundrahmens 10 etwa an einer Wand oder anderen Bauteilen eines Steckverbinders (nicht dargestellt) und/oder einer Schutzkontaktierung (nicht dargestellt) dienen können.
Der Grundrahmen 10 weist an jeder seiner Seitenwände jeweils eine Außenseite 101, eine Unterkante 102, eine Innenseite 103 und eine Kante 104 auf.
Jeweils ein Wangenteil 11 erstreckt sich mit einem Außenabschnitt 116 in Einführrichtung entlang der Außenseite 101 des Grundrahmens 10, um die Unterkante 102 herum und entlang der Innenseite 103 des Grundrahmens 10. Das Wangenteil 11 erstreckt sich zudem über die Kante 104 des Grundrahmens 10 von dessen Innenseite 103 hinaus entgegen der Einführrichtung. In diesem Abschnitt des Wangenteils 11 weist es ein Rastfenster 111 auf, an das sich ein Führungsabschnitt 114 anschließt, der im Vergleich zum restlichen Wangenteil 11 nach außen abgebogen ist.
Das Modul 2 weist im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, wobei an den Seiten des Moduls zwei Rastnasen 21 gebildet sind.
Beim Einführen des Moduls 2 in den Halterahmen 1 gleiten die Rastnasen 21 an den Führungsabschnitten 114 entlang und spreizen dabei die Wangenteile 11 auf, wie dies in 1 gezeigt ist.
Bei diesem Aufspreizen werden die Wangenteile 11 nach außen gebogen, wobei die Biegung der Wangenteile 11 im Bereich der Kante 104 des Grundrahmens 10 beginnt, so dass lediglich der Teil der Wangenteile 11 gebogen wird, der sich über die Kante 104 hinaus erstreckt. Mit dem bereits teilweise eingeführten Modul 2 ist das Wangenteil 11 zwischen dem Grundrahmen 10 und dem Modul 2 räumlich bestimmt, so dass hier keine oder nur eine sehr geringe Biegung auftritt.
Die Beziehung zwischen Wangenteilen 11 und Modul 2 ergibt zudem, dass das Modul 2 lediglich durch die Wangenteile 11 gehalten wird, während der Grundrahmen 10 dem Halterahmen 1 als Ganzem durch das Halten der Wangenteile 11 (und damit lediglich mittelbar des Moduls 2) Stabilität und Steifheit verleiht.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Illustration des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens mit eingeführtem Modul.
Im Vergleich zur Darstellung von 1 ist das Modul 2 in der Darstellung von 2 in den Halterahmen 1 eingeführt, wobei die Rastnasen 21 des Moduls 2 sich durch die Rastfenster 111 der Wangenteile 11 erstrecken, so dass das Modul 2 im Halterahmen 1 fixiert ist. Die Wangenteile 11 haben sich hierbei – da die Aufspreizung durch die Rastnasen 21 an den Führungsabschnitten 114 nicht mehr gegeben ist – in einen entspannten Zustand zurückgesetzt. Die nach außen ausgestellten Führungsabschnitte 114 erlauben einem Benutzer, die Enden der Wangenteile 11 zu erfassen und die Wangenteile 11 aufzuspreizen, um das Modul wieder zu entnehmen – unabhängig davon, ob sich die Wangenteile entgegen der Einführrichtung über das Modul hinaus erstrecken, wie dies in 1 und 2 dargestellt ist.
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Illustration eines Wangenteils eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens.
Das Wangenteil 11‘ entspricht in seiner Grundform dem Wangenteil 11, das in 1 und 2 dargestellt ist. Ebenso wie dieses weist das Wangenteil 11‘ einen Außenabschnitt 116 auf (der sich im Einbauzustand entlang der Außenseite der Seitenwandung des Grundrahmens erstreckt, siehe 1 und 2), an den sich eine Biegung und der innenliegende Abschnitt anschließt, der sich im Einbauzustand über die Kante des Grundrahmens hinaus entgegen der Einführrichtung ersteckt).
Abweichend von dem in 1 und 2 dargestellten Wangenteil 11 besitzt das Wangenteil 11‘ in einem Teil, der sich innerhalb des durch den Grundrahmen definierten Raums befindet, eine Federabschnitt 115, der ein eingeführtes Modul (nicht dargestellt) in Richtung des Inneren des Grundrahmens belastet (d.h. nach links in der Darstellung von 3). Zudem besitzt das Wangenteil 11‘ im Bereich des Rastfensters 111 einen im Einbauzustand nach innen weisenden Führungsabschnitt 114‘ auf, der etwa in eine entsprechende Ausnehmung eines Moduls oberhalb dessen Rastnase eingreifen kann.
4 zeigt eine schematische Ansichtsdarstellung zur Illustration eines Wangenteils eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens.
Anders als bei den Darstellungen in 1, 2 oder 3 ist das Wangenteil 11‘‘ in 4 in einer Ansicht, die einer Sicht aus dem Inneren des Grundrahmens im Einbauzustand entspricht.
Das Wangenteil 11‘‘ weist drei Rastfenster 111 auf, zwischen denen sich jeweils ein Schlitz 112 erstreckt, so dass das Wangenteil 11‘‘ drei Laschen 113 aufweist, die im Wesentlichen unabhängig voneinander aufgebogen werden können.
5 zeigt eine weitere schematische Ansichtsdarstellung zur Illustration des Wangenteils des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halterahmens.
In 5 ist das Wangenteil 11‘‘ von der gegenüberliegenden Seite gezeigt, so dass der Außenabschnitt 116 (der in 4 verdeckt war) zu erkennen ist. Der Außenabschnitt 116 weist drei Befestigungsausnehmungen 117 auf, in die im Einbauzustand entsprechende Zapfen (nicht gezeigt) des Grundrahmens (nicht gezeigt) eingreifen, so dass sich eine formschlüssige Fixierung des Wangenteils 11‘‘ am Grundrahmen ergibt, wie sie in vergleichbarer Form für einen bekannten Halterahmen mit Grundrahmen und Wangenteilen in der Druckschrift DE 10 2013 113 976 A1 beschrieben ist.
6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestückung eines Halterahmens mit einem Modul.
Bei dem Verfahren wird ein erfindungsgemäßer Halterahmen (siehe etwa 1 und 2) mit einem Modul bestückt.
Das Verfahren umfasst ein Einführen 31 des Moduls in den Grundrahmen des Halterahmens, genauer zwischen wenigstens Wangenteile, die vom Grundrahmen einander gegenüberliegend gehalten werden.
Hierbei erstreckt sich, wie dies in 1 und 2 gezeigt ist, jedes Wangenteil außerhalb des Grundrahmens entlang einer Außenseite des Grundrahmens in der Einführrichtung, um eine Unterkante des Grundrahmens herum, innerhalb des Grundrahmens entlang einer Innenseite des Grundrahmens entgegen der Einführrichtung und über eine Kante des Grundrahmens hinaus entgegen der Einführrichtung.
Zudem weist jedes Wangenteil in seinem sich über die Kante des Grundrahmens hinaus erstreckenden Bereich zumindest ein Rastfenster als Rastelement zur Aufnahme einer Rastnase des Moduls auf.
Das Einführen 31 umfasst ein elastisches Verbiegen 32 der Wangenteile, die dabei von dem Grundrahmen gestützt werden, zu einem Einführzustand (siehe 1).
Ist das Modul weit genug eingeführt, kommt es zu einer elastischen Rückverformung 33 der Wangenteile von dem Einführzustand zu einem Haltezustand (siehe 2).
Damit wird das eingeführte Modul in dem Haltezustand durch Eingriff der Rastnase in das Rastfenster zumindest entlang der Einführrichtung fixiert (Schritt 34).
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann – soweit nicht anders angegeben – ersichtlich, dass die dargestellten und diskutieren Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Halterahmen
2: Modul
10: Grundrahmen
11: Wangenteil
11‘: Wangenteil
11‘‘: Wangenteil
21: Rastnase
31: Einführen eines Moduls
32: elastisches Verbiegen
33: elastische Rückverformung
34: Fixierung des Moduls
101: Außenseite des Grundrahmens
102: Unterkante des Grundrahmens
103: Innenseite des Grundrahmens
104: Kante des Grundrahmens
111: Rastfenster
112: Schlitz
113: Lasche
114: Führungsabschnitt
114‘: Führungsabschnitt
115: Federabschnitt
116: Außenabschnitt des Wangenteils
117: Befestigungsausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0860906 B1 [0003]
EP 2581991 A1 [0004]
EP 1801927 B1 [0006]
DE 102013113976 A1 [0008, 0010, 0013, 0018, 0019, 0021, 0062]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Steckverbinder-Norm EN61984 [0007]

Claims

Halterahmen (1) für einen Steckverbinder zur Aufnahme gleichartiger und/oder unterschiedlicher Module (2), mit: einem Grundrahmen (10), der eine Ebene quer zu einer Einführrichtung eines Moduls (2) in den Halterahmen (11) definiert, und wenigstens zwei Wangenteilen (11, 11', 11''), die einander gegenüberliegend am Grundrahmen (10) angebracht sind, wobei sich jedes Wangenteil (11, 11', 11'') außerhalb des Grundrahmens (10) entlang einer Außenseite (101) des Grundrahmens (10) in der Einführrichtung, um eine Unterkante (102) des Grundrahmens (10) herum, innerhalb des Grundrahmens (10) entlang einer Innenseite (103) des Grundrahmens (10) entgegen der Einführrichtung und über eine Kante (104) des Grundrahmens (10) hinaus entgegen der Einführrichtung erstreckt, wobei jedes Wangenteil (11, 11', 11'') in seinem sich über die Kante (104) des Grundrahmens (10) hinaus erstreckenden Bereich zumindest ein Rastfenster (111) als Rastelement zur Aufnahme einer Rastnase (21) des Moduls (2) aufweist, wobei die Wangenteile (11, 11', 11'') für eine elastische Biegeverformung zwischen einem Einführzustand, der ein Einführen des Moduls (2) in Einführrichtung in den Halterahmen (1) erlaubt, und einem Haltezustand ausgestaltet sind, in dem ein eingeführtes Modul (2) durch Eingriff der Rastnase (21) in das Rastfenster (111) zumindest entlang der Einführrichtung fixiert ist.
Halterahmen (1) nach Anspruch 1, wobei der Grundrahmen (10) einerseits und die Wangenteile (11, 11', 11'') andererseits zumindest teilweise aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind.
Halterahmen (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Grundrahmen (10) wenigstens teilweise im Druckguss hergestellt ist, insbesondere aus einem Metall, vorzugsweise aus Zink oder Aluminium, oder einer Metalllegierung, vorzugsweise einer Zink- oder Aluminiumlegierung.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wangenteile (11, 11', 11'') federelastisches Blech aufweisen oder daraus bestehen und vorzugweise zumindest teilweise mit einer Stanzbiegetechnik hergestellt sind.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wangenteile (11, 11', 11'') formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an der Innenseite (103) und/oder der Außenseite (101) des Grundrahmens (10) befestigt sind, insbesondere verklebt, verschweißt, verlötet, vernietet, verrastet und/oder verschraubt sind.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jedes Wangenteil (11'') wenigstens einen in Einführrichtung verlaufenden Schlitz aufweist, der zumindest in einem Teil des sich über die Kante (104) erstreckenden Bereichs zwei Laschen (113) des Wangenteils (11'') voneinander trennt, die jeweils zumindest ein Rastfenster (111) als Rastelement zur Aufnahme der Rastnase (21) des Moduls (2) aufweisen.
Halterahmen (1) nach Anspruch 6, wobei sich der Schlitz (113) bis in den Bereich des Wangenteils (11'') erstreckt, der sich entlang der Innenseite (103) des Grundrahmens (10) erstreckt.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit wenigstens vier Wangenteilen (11, 11', 11''), von denen zwei jeweils benachbart an einer Seite des Grundrahmens (10) angebracht sind.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Wangenteil (11, 11') einen Führungsabschnitt aufweist, insbesondere am Ende des Wangenteils (11) oder am Rastfenster (111), der beim Einbringen des Moduls (2) eine Führung des Moduls (2) zur Zentrierung zwischen den gegenüberliegenden Wangenteilen (11, 11') erlaubt und/oder an dem die Rastnase (21) des Moduls (2) beim Einführen entlanggeführt wird, um das Wangenteil (11, 11') in den Einführzustand zu verformen.
Halterahmen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest der sich entlang der Innenseite (103) des Grundrahmens (10) erstreckende Bereich jedes Wangenteils (11, 11', 11'') für ein wenigstens teilweises Anliegen an dem eingeführten Modul (2) zu dessen Fixierung zwischen den gegenüberliegenden Wangenteilen (11, 11', 11'') ausgestaltet ist.
Halterahmen (1) nach Anspruch 10, wobei zumindest der sich entlang der Innenseite (103) des Grundrahmens (10) erstreckende Bereich jedes Wangenteils (11') einen Federabschnitt aufweist, der für das Anliegen an dem eingeführten Modul (2) und eine Druckausübung in Richtung des Inneren des Grundrahmens (10) ausgestaltet ist.
Halterahmen (1) nach Anspruch 10, wobei zumindest der sich entlang der Innenseite (103) des Grundrahmens (10) erstreckende Bereich jedes Wangenteils (11, 11'') für ein in Einführrichtung durchgehendes flächiges Anliegen an dem eingeführten Modul (2) ausgestaltet ist.
Verfahren zur Bestückung eines Halterahmens (1) für einen Steckverbinder zur Aufnahme gleichartiger und/oder unterschiedlicher Module (2) mit einem Modul (2), mit: einem Einführen (31) des Moduls (2) in einen Grundrahmen (10), der eine Ebene quer zu einer Einführrichtung des Moduls (2) in den Halterahmen (1) definiert, wobei das Einführen (31) zwischen wenigstens zwei Wangenteilen (11, 11', 11'') erfolgt, die einander gegenüberliegend am Grundrahmen (10) angebracht sind, wobei sich jedes Wangenteil (11, 11', 11'') außerhalb des Grundrahmens (10) entlang einer Außenseite (101) des Grundrahmens (10) in der Einführrichtung, um eine Unterkante (102) des Grundrahmens (10) herum, innerhalb des Grundrahmens (10) entlang einer Innenseite (103) des Grundrahmens (10) entgegen der Einführrichtung und über eine Kante (104) des Grundrahmens (10) hinaus entgegen der Einführrichtung erstreckt, wobei jedes Wangenteil (11, 11', 11'') in seinem sich über die Kante (104) des Grundrahmens (10) hinaus erstreckenden Bereich zumindest ein Rastfenster (111) als Rastelement zur Aufnahme einer Rastnase (21) des Moduls (2) aufweist, wobei das Einführen (31) ein elastisches Verbiegen (32) der Wangenteile (11, 11', 11''), die dabei von dem Grundrahmen (10) gestützt werden, zu einem Einführzustand umfasst, wobei das Verfahren eine elastische Rückverformung (32) der Wangenteile (11, 11', 11'') von dem Einführzustand zu einem Haltezustand umfasst, wobei das eingeführte Modul (2) in dem Haltezustand durch Eingriff der Rastnase (21) in das Rastfenster (111) zumindest entlang der Einführrichtung fixiert wird.