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Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Steckverbindungseinrichtung, mit einem an einer Tragwand montierbaren Steckverbinder, der einen Verbinder-Grundkörper aufweist, der im hinteren Bereich über zur Verankerung in einer Wanddurchbrechung der Tragwand vorgesehene Verankerungsmittel verfügt und der im vorderen Bereich einen Anschlussabschnitt aufweist, der mit elektrischen Kontaktmitteln ausgestattet ist, mit denen elektrische Gegen-Kontaktmittel eines mit dem Anschlussabschnitt koppelbaren Gegen-Steckverbinders kontaktierbar sind, wobei der Verbinder-Grundkörper in einen die Verankerungsmittel aufweisenden Sockelkörper und einen diesbezüglich separaten, den Anschlussabschnitt bildenden Anschlusskörper unterteilt ist, wobei die Verankerungsmittel von einem zum Einschrauben in ein Verankerungs-Innengewinde der Wanddurchbrechung vorgesehenen Verankerungs-Außengewinde gebildet sind und wobei der Anschlusskörper in verdrehbarer und zugleich axial abgestützter Weise mit dem Sockelkörpers verbindbar oder verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage einer derartigen elektromechanischen Steckverbindungseinrichtung.
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Eine aus der
DE 10 2012 007 163 A1 bekannte elektromechanische Steckverbindungseinrichtung verfügt über einen Steckverbinder mit einem einstückigen Verbinder-Grundkörper, der zur Fixierung an einer Tragwand in eine Wanddurchbrechung der Tragwand einsteckbar und mit Hilfe eines Verriegelungsbügels axial fixierbar ist, der durch die Tragwand hindurch in eine Verriegelungsnut des Verbinder-Grundkörpers einsteckbar ist. Zur Verdrehsicherung bezüglich der Tragwand ist der Verbinder-Grundkörper mit einem polygonförmig konturierten Bund versehen, der in einen komplementären Längenabschnitt der Wanddurchbrechung eintaucht. Dadurch, dass der Verbinder-Grundkörper in unterschiedlichen Drehwinkellagen in die Wanddurchbrechung einsetzbar ist, können unterschiedliche Drehwinkelpositionen der elektrischen Kontaktmittel des Steckverbinders vorgegeben werden, um die Möglichkeit zu bieten, einen Gegen-Steckverbinder mit optimaler Ausrichtung anschließen zu können. Dies ist insbesondere bei L-förmigen Gegen-Steckverbindern von Vorteil, die einen seitlichen Kabelabgang haben, der bei ungünstiger Ausrichtung des Gegen-Steckverbinders eventuell mit peripheren Komponenten kollidieren würde. Ein Nachteil der bekannten Steckverbindungseinrichtung besteht darin, dass sowohl die Herstellung des Steckverbinders als auch die Herstellung der darauf abgestimmten Tragwand relativ aufwendig und teuer ist.
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Aus der
US 8 137 136 B1 ist eine elektromechanische Steckverbindungseinrichtung bekannt, die einen an einer Tragwand montierbaren Steckverbinder umfasst. Der Steckverbinder besitzt einen Adapter, der ein Außengewinde aufweist, über das er in ein Innengewinde einer Wanddurchbrechung der Tragwand einschraubbar ist. An dem Adapter ist ein mit elektrischen Kontaktmitteln ausgestatteter Anschlusskörper verdrehbar und axial unbeweglich gehalten. Im montierten Zustand ist der Steckverbinder mit seinem Adapter in die Wanddurchbrechung eingeschraubt.
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Die
GB 2 512 822 A offenbart einen zweiteiligen Steckverbinder, der einen Sockelkörper zur Fixierung an einer Leiterplatte aufweist, an dem ein Außengewinde ausgebildet ist, auf das eine zur Fixierung an einer Wand dienende Mutter aufgeschraubt ist. Der Sockelkörper verfügt über ein Innengewinde, in das ein auswechselbarer Anschlusskörper eingeschraubt ist.
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Die
US 6 123 578 A beschreibt eine elektromechanische Verbindungseinrichtung mit einem ein Außengewinde aufweisenden Verbinder, der dadurch an einer Tragwand festgelegt ist, dass er durch eine Wanddurchbrechung der Tragwand hindurchgesteckt und mittels zweier auf ihn aufgeschraubter Muttern mit der Tragwand verklemmt ist.
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Die
EP 1 424 750 A1 zeigt eine elektromechanische Steckverbindungseinrichtung mit einem Steckverbinder, der ein drehbares Kabelabgangsteil aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, die eine einfache und kostengünstige Herstellung einer Steckverbindungseinrichtung gestatten, bei der die Möglichkeit besteht, die elektrischen Kontaktmittel nach Bedarf auszurichten. Die Steckverbindungseinrichtung soll darüber hinaus einfach montierbar sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektromechanischen Steckverbindungseinrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Anschlussabschnitt außerdem eine nach rückwärts orientierte, zum Verspannen mit der Tragwand vorgesehene Spannfläche aufweist.
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In Verbindung mit einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Sockelkörper in die Wanddurchbrechung eingeschraubt wird und ausgehend von einer Zwischen-Einschraubposition, in der die Spannfläche des mit dem Sockelkörper in drehbarer und zugleich axial abgestützter Weise verbundenen Anschlusskörpers noch nicht mit der Tragwand verspannt ist, weiter in die Wanddurchbrechung eingeschraubt wird, wobei der Anschlusskörper in einer gewünschten Drehwinkellage festgehalten wird, bis seine Spannfläche mit der Tragwand axial verspannt ist.
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Die elektromechanische Steckverbindungseinrichtung hat den Vorteil, dass sie seitens der Tragwand nur eine mit einem üblichen, als Rechtsgewinde oder Linksgewinde ausgebildeten Innengewinde ausgestattete Wanddurchbrechung erfordert, um den Steckverbinder an der Tragwand zu fixieren. Dieses als Verankerungs-Innengewinde bezeichnete Innengewinde der Wanddurchbrechung ist auf ein komplementäres, ebenfalls als Rechtsgewinde oder Linksgewinde ausgebildetes Verankerungs-Außengewinde des Steckverbinders abgestimmt, der folglich mit einem einfachen Schraubvorgang in der Wanddurchbrechung verankerbar ist. Eine Besonderheit des Aufbaus des Steckverbinders sieht vor, dass dessen Verbinder-Grundkörper mehrteilig konzipiert ist und wenigstens in einen Sockelkörper und einen diesbezüglich separaten Anschlusskörper unterteilt ist. Das Verankerungs-Außengewinde befindet sich an dem Sockelkörper, während der Anschlusskörper zur Kopplung mit einem Gegen-Steckverbinder vorgesehen und hierzu mit entsprechenden elektrischen Kontaktmitteln ausgestattet ist. Darüber hinaus sind der Sockelkörper und der Anschlusskörper so ausgebildet, dass sie in relativ zueinander drehbarer und zugleich axial abgestützter Weise miteinander verbunden oder verbindbar sind. Dies kann so realisiert sein, dass sich die axiale Relativlage von Anschlusskörper und Sockelkörper beim gegenseitigen Verdrehen nicht verändert. Beispielsweise sind dabei der Anschlusskörper und der Sockelkörper in relativ zueinander verdrehbarer Weise axial ineinander eingesteckt und durch Sicherungsmittel in axialer Richtung aneinander abgestützt. Alternativ kann zwischen den beiden Körpern aber auch eine Schraubverbindung vorgesehen sein, sodass sie sich wiederum in relativ zueinander verdrehbarer Weise axial aneinander abstützen, sich ihre axiale Relativlage jedoch bei einem entsprechenden Verschraubungsvorgang verändert. Ist der Sockelkörper mit seinem Verankerungs-Außengewinde in die Wanddurchbrechung eingeschraubt, lässt sich der Anschlusskörper relativ zum Sockelkörper und zur Tragwand verdrehen, bis er so ausgerichtet ist, dass die ihm zugeordneten elektrischen Kontaktmittel die gewünschte Ausrichtung haben. Wird der Anschlusskörper in dieser Position festgehalten und gleichzeitig der Sockelkörper weiter in die Wanddurchbrechung eingeschraubt, verlagert sich der Anschlusskörper in Richtung zur Tragwand, bis seine Spannfläche an der Tragwand anliegt und mit dieser so verspannt ist, dass der Sockelkörper nicht mehr verdreht werden kann. Dadurch ist der Verbinder-Grundkörper in einer Weise an der Tragwand festgelegt, dass die dem Anschlusskörper zugeordneten elektrischen Kontaktmittel eine individuell gewünschte Ausrichtung haben, sodass ein Gegen-Steckverbinder anschließbar ist, ohne mit benachbarten externen Komponenten zu kollidieren. Die erfindungsgemäße Steckverbindungseinrichtung ermöglicht also eine drehwinkelmäßig freie Positionierung der zur Kontaktierung mit Gegen-Kontaktmitteln eines Gegen-Steckverbinders vorgesehenen elektrischen Kontaktmittel.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Bevorzugt sind der Anschlusskörper und der Sockelkörper so ausgebildet, dass sie miteinander verschraubbar oder verschraubt sind. Durch den dabei vorliegenden Gewindeeingriff ergibt sich eine drehbare Kopplung verbunden mit einer gegenseitigen axialen Abstützung in jeder relativen Drehposition. Der Anschlusskörper weist hierzu zweckmäßigerweise ein erstes Justiergewinde auf, das mit einem am Sockelkörper ausgebildeten komplementären zweiten Justiergewinde verschraubbar ist.
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Bei Ausführung eines Verschraubungsvorganges zwischen dem Anschlusskörper und dem Sockelkörper verändert sich die axiale Relativlage dieser beiden Körper. Ist der Sockelkörper mit seinem Verankerungs-Außengewinde in die Wanddurchbrechung eingeschraubt, lässt sich der Anschlusskörper relativ zum Sockelkörper und zur Tragwand verdrehen, bis er so ausgerichtet ist, dass die ihm zugeordneten elektrischen Kontaktmittel die gewünschte Ausrichtung haben. Wird der Anschlusskörper in dieser Position festgehalten und gleichzeitig der Sockelkörper weiter in die Wanddurchbrechung eingeschraubt, verlagert sich der Anschlusskörper in Richtung zur Tragwand, bis seine Spannfläche an der Tragwand anliegt und mit dieser so verspannt ist, dass der Sockelkörper nicht mehr verdreht werden kann. Dadurch ist der Verbinder-Grundkörper in einer Weise an der Tragwand festgelegt, dass die dem Anschlusskörper zugeordneten elektrischen Kontaktmittel eine individuell gewünschte Ausrichtung haben, sodass ein Gegen-Steckverbinder anschließbar ist, ohne mit benachbarten externen Komponenten zu kollidieren.
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Beim Festziehen des Sockelkörpers findet aufgrund der Interaktion der beiden Justier-Innengewinde eine ideale Kraftübertragung statt, die besonders ausgeprägt ist, wenn die Justiergewinde als Feingewinde ausgeführt sind, was bevorzugt der Fall ist. Sowohl die zur Verankerung des Steckverbinders in der Tragwand als auch die zur gegenseitigen Kopplung zwischen Sockelkörper und Anschlusskörper erforderlichen Gewinde lassen sich relativ einfach und kostengünstig herstellen.
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Die Gewinde sind insbesondere so ausgeführt, dass die Drehrichtung der beiden Justiergewinde zur Drehrichtung des Verankerungs-Innengewindes und des Verankerungs-Außengewindes entgegengesetzt ist. Bevorzugt sind das Verankerungs-Innengewinde und das Verankerungs-Außengewinde als Rechtsgewinde ausgebildet, während die beiden Justiergewinde als Linksgewinde ausgebildet sind. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Verankerungs-Innengewinde und das Verankerungs-Außengewinde als Linksgewinde und die beiden Justiergewinde als Rechtsgewinde auszubilden.
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Wenn die beiden Justiergewinde eine andere Gewindesteigung aufweisen als das Verankerungs-Innengewinde und das Verankerungs-Außengewinde, lässt sich das Verspannen der Spannfläche des Anschlusskörpers mit der Tragwand auch dann sehr einfach realisieren, wenn die beiden Justiergewinde die gleiche Drehrichtung haben wie das Verankerungs-Innengewinde und das Verankerungs-Außengewinde. Bevorzugt sind dabei alle Gewinde als einfach herstellbare Rechtsgewinde ausgeführt, sie können jedoch alle auch als Linksgewinde ausgeführt sein.
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Bevorzugt ist das am Anschlusskörper ausgebildete erste Justiergewinde ein Innengewinde und das am Sockelkörper ausgebildete zweite Justiergewinde ein Außengewinde. Beim gegenseitigen Verschrauben wird dadurch der Anschlusskörper auf den Sockelkörper aufgeschraubt. Prinzipiell ist aber auch eine umgekehrte Gewindestruktur möglich, sodass das erste Justiergewinde ein Außengewinde ist und das zweite Justiergewinde ein Innengewinde, wobei beim gegenseitigen Verschrauben der beiden Körper der Anschlusskörper in den Sockelkörper eingeschraubt wird.
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Das zweite Justiergewinde ist dem Verankerungs-Außengewinde an dem Sockelkörper bevorzugt in Richtung zum Anschlusskörper axial vorgelagert. Zweckmäßigerweise schließen sich das Verankerungs-Außengewinde und das zweite Justiergewinde unmittelbar aneinander an.
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Das erste Justiergewinde befindet sich zweckmäßigerweise rückseitig an dem Anschlusskörper.
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Für das am Sockelkörper ausgebildete zweite Justiergewinde ist zweckmäßigerweise ein kleinerer Durchmesser gewählt als für das ebenfalls am Sockelkörper ausgebildete Verankerungs-Außengewinde. Insbesondere wenn das zweite Justiergewinde ein Außengewinde ist, bietet dies dem Anschlusskörper die Möglichkeit, mit seinem das erste Justiergewinde aufweisenden Längenabschnitt von vorne her in die Wanddurchbrechung einzutauchen, um ein optimales Verspannen der Spannfläche des Anschlusskörpers mit der Tragwand zu gewährleisten.
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Das erste Justiergewinde befindet sich vorzugsweise am Innenumfang eines hülsenförmigen Gewindefortsatzes des Anschlusskörpers, dessen Außendurchmesser maximal gleichgroß und bevorzugt kleiner ist als der Kerndurchmesser des Verankerungs-Innengewindes. Auf diese Weise hat der Gewindefortsatz gleichzeitig einen Außendurchmesser, der maximal dem Kerndurchmesser des Verankerungs-Innengewindes der Wanddurchbrechung entspricht und bevorzugt diesbezüglich etwas kleiner ist, sodass der Gewindefortsatz von außen her in die Wanddurchbrechung eingreifen kann, ohne mit der Tragwand zu kollidieren. Der Gewindefortsatz ist am Außenumfang bevorzugt glattflächig und insbesondere gewindelos ausgebildet.
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Die mit der Tragwand verspannbare Spannfläche schließt sich zweckmäßigerweise axial vorne an einen das erste Justiergewinde aufweisenden hülsenförmigen Gewindefortsatz des Anschlusskörpers an. Mit anderen Worten ragt dieser mit dem ersten Justiergewinde ausgestattete hülsenförmige Gewindefortsatz rückseitig über die Spannfläche hinaus.
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Die Spannfläche kann sich mit der Tragwand großflächig verspannen, wenn sie von der rückwärtigen Stirnfläche eines das erste Justiergewinde radial überragenden Ringbundes des Anschlusskörpers gebildet ist. Der Ringbund hat beispielsweise eine mehreckige Außenkontur, sodass er sich von Hand oder mittels eines Werkzeuges sehr gut ergreifen lässt, um ihn in der gewünschten Drehwinkellage festzuhalten, bis er durch das Festziehen des Sockelkörpers mit der Tragwand verspannt ist. Vorzugsweise hat der Ringbund eine zylindrische, an zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen abgeflachte Außenkontur.
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An dem Anschlusskörper ist zweckmäßigerweise ein Sicherungsgewinde ausgebildet, das zur Sicherung des angesteckten Gegen-Steckverbinders nutzbar ist. Bei diesem Sicherungsgewinde handelt es sich entweder um ein Außengewinde oder um ein Innengewinde. Ein Außengewinde kommt insbesondere im Zusammenhang mit als Kontaktstifte ausgebildeten Kontaktmitteln zum Einsatz, ein Innengewinde insbesondere im Zusammenhang mit als Kontaktbuchsen ausgebildeten Kontaktmitteln. Wenn der Anschlusskörper ein erstes Justiergewinde aufweist, ist das Sicherungsgewinde zusätzlich zu dem ersten Justiergewinde vorhanden
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Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Anschlusskörper an seiner Spannfläche einen ringförmigen Axialvorsprung aufweist, der als Dichtkante mit der Tragwand zusammenwirken kann. Der Axialvorsprung hat zweckmäßigerweise einen V-förmigen Querschnitt, dessen Spitze axial von der Spannfläche wegweist, sodass er beim Ineinandereinschrauben von Sockelkörper und Anschlusskörper an die Tragwand herangezogen und letztlich in das Material der Tragwand hineingedrückt wird. Auf diese Weise wird eine dichte Verbindung gewährleistet, ohne dass es zusätzlich eines gummielastischen Dichtelementes bedürfte. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ zu der ringförmigen Dichtkante ein gesonderter Dichtungsring vorhanden sein, beispielsweise ein O-Ring.
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Der Sockelkörper lässt sich bequem in die Wanddurchbrechung einschrauben und mit einem hohen Drehmoment festziehen, wenn er mit einer Werkzeugangriffskontur ausgestattet ist, die das Ansetzen eines zur Drehmomentübertragung geeigneten Werkzeuges gestattet. Der Sockelkörper ist bevorzugt hülsenförmig ausgebildet, wobei sich die Werkzeugangriffskontur am Innenumfang des Sockelkörpers befindet. Bevorzugt ist die Werkzeugangriffskontur als Innenmehrkant und insbesondere als Innensechskant ausgeführt oder alternativ als unter der Bezeichnung „Torx“ bekannter Innensechsrund.
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Die elektrischen Kontaktmittel können von Hause aus fest in den Anschlusskörper eingebettet sein. Beispielsweise können sie mittels einer Vergussmasse in einem Hohlraum des Anschlusskörpers fixiert sein. Als zweckmäßiger wird allerdings eine Ausführungsform angesehen, bei der die elektrischen Kontaktmittel Bestandteile eines bezüglich des Anschlusskörpers separaten Kontaktierungseinsatzes sind, der in verdrehgesicherter Weise axial fest im Anschlusskörper fixierbar oder fixiert ist. Zweckmäßigerweise gehen von dem Kontaktierungseinsatz rückseitig elektrische Kabel ab, die elektrisch leitend mit den elektrischen Kontaktmitteln verbunden sind und dazu dienen, eine elektrische Verbindung zu elektrischen und/oder elektronischen Komponenten herzustellen, die in einem von der Tragwand begrenzten Bereich angeordnet sind, beispielsweise in einem die besagten Komponenten umschließenden Gehäuse.
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Wenn es sich bei dem Kontaktierungseinsatz um ein bezüglich des Anschlusskörpers separates Bauteil handelt, besteht die vorteilhafte Möglichkeit, ihn nachträglich zu montieren, nachdem zuvor der mehrteilige und insbesondere zweiteilige Verbinder-Grundkörper an der Tragwand festgelegt wurde. Die Montage des Kontaktierungseinsatzes geschieht zweckmäßigerweise dadurch, dass zunächst von ihm abgehende elektrische Kabel durch den vormontierten, hohlen Verbinder-Grundkörper hindurchgefädelt und letztendlich der Kontaktierungseinsatz in den Anschlusskörper eingeführt wird.
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Der Kontaktierungseinsatz ist zweckmäßigerweise durch Verrastung in dem Anschlusskörper fixierbar oder fixiert. Es kann sich hierbei um eine unlösbare oder um eine lösbare Rastverbindung handeln.
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Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn am Kontaktierungseinsatz und am Anschlusskörper aufeinander abgestimmte Kodiermittel vorgesehen sind, die formschlüssig ineinander eingreifen können, um eine bestimmte relative Drehwinkellage zwischen dem Kontaktierungseinsatz und dem Anschlusskörper vorzugeben. Diese Drehwinkellage ist dementsprechend auch bestimmend für die bezüglich der Tragwand eingenommene Drehwinkellage der elektrischen Kontaktmittel. Durch die Kodiermittel wird insbesondere auch verhindert, dass sich der Kontaktierungseinsatz relativ zum Anschlusskörper verdreht, sodass eine konstante drehwinkelmäßige Ausrichtung der elektrischen Kontaktmittel gewährleistet ist und außerdem ein Verdrillen der von dem Kontaktierungseinsatz rückseitig abgehenden Kabel verhindert wird.
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Je nach Bedarf können die ersten Kontaktmittel beispielsweise als Kontaktstifte, das heißt als männliche Kontaktmittel, oder als Kontaktbuchsen, das heißt als weibliche Kontaktmittel, ausgeführt sein. Die Kontaktmittel können auch so ausgeführt sein, dass sie nicht ineinander eingreifen, sondern zur gegenseitigen Kontaktierung nur kraftschlüssig, zum Beispiel federnd, aneinander angedrückt werden. Die elektromechanische Steckverbindungseinrichtung kann gleichzeitig mit mehreren Kontaktierungseinsätzen ausgestattet sein, von denen mindestens einer mit Kontaktstiften und mindestens ein weiterer mit Kontaktbuchsen versehen ist, wobei der Verbinder-Grundkörper nach Bedarf mit dem einen oder anderen Kontaktierungseinsatz ausgestattet werden kann.
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Bevorzugt ist die die Wanddurchbrechung enthaltende Tragwand auch ein Bestandteil der elektromechanischen Steckverbindungseinrichtung.
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Bei der mit der Wanddurchbrechung ausgestatteten Tragwand handelt es sich vorzugsweise um die Wandung eines Gehäuses, in dem eine oder mehrere elektrische und/oder elektronische Komponenten untergebracht sind. Das Gehäuse ist beispielsweise vom Gehäuse eines Steuerkopfes eines Prozessventils gebildet. Solche Steuerköpfe werden auch als Ventilsteuerköpfe bezeichnet. Sie enthalten in der Regel mindestens ein elektrisch betätigbares Ventil und vorzugsweise auch eine elektronische Steuereinrichtung, wobei die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten dieser Bestandteile mit Hilfe der elektromechanischen Steckverbindungseinrichtung von außen her elektrisch kontaktierbar sind.
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Bei der Montage der elektrischen Steckverbindungseinrichtung kann prinzipiell zunächst der noch nicht mit einem Anschlusskörper bestückte Sockelkörper individuell in die Wanddurchbrechung eingeschraubt werden, worauf der Anschlusskörper mit dem Sockelkörper so verbunden und bei entsprechender Ausgestaltung verschraubt wird, dass seine Spannfläche nur noch einen geringen Abstand zur Tragwand hat. Alternativ können Sockelkörper und Anschlusskörper aber auch schon miteinander verschraubt oder auf andere Weise zu einer Montagebaugruppe verbunden werden, bevor der Sockelkörper in die Wanddurchbrechung eingeschraubt wird, wobei dann die beiden bereits zu der Montagebaugruppe miteinander verbundenen Komponenten gemeinsam in die Wanddurchbrechung eingeschraubt werden. Ausgehend von der dadurch erzielbaren Zwischen-Einschraubposition, in der die Spannfläche noch nicht mit der Tragwand verspannt ist, wird der Sockelkörper durch Einleitung eines Drehmomentes weiter in die Wanddurchbrechung eingeschraubt, nachdem zuvor oder gleichzeitig der Anschlusskörper durch geringfügiges Verdrehen so positioniert wurde, dass seine drehwinkelmäßige Ausrichtung der Ausrichtung entspricht, die für die elektrischen Kontaktmittel gewünscht ist. Bei dem weiteren Einschrauben des Sockelkörpers in Verbindung mit unverdrehbar festgehaltenem Anschlusskörper verringert sich der axiale Abstand, was dazu führt, dass die Spannfläche des Anschlusskörpers mit der Tragwand verspannt wird. Sind der Sockelkörper und der Anschlusskörper durch Justiergewinde miteinander verbunden, erfolgt das Verspannen mit der Tragwand nicht nur durch die bezüglich der Tragwand axiale Bewegung des Sockelkörpers, sondern auch durch eine diesbezüglich überlagerte axiale Relativbewegung zwischen dem Anschlusskörper und dem Sockelkörper. Die hierbei auftretende Kraftübersetzung bewirkt bei geringem Drehwinkel des Sockelkörpers eine sehr hohe axiale Spannkraft zwischen dem Anschlusskörper und der Tragwand.
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Sind Sockelkörper und Anschlusskörper unter Bildung einer Montagebaugruppe miteinander verbunden, bevor der Sockelkörper in die Wanddurchbrechung eingeschraubt wird, sind zweckmäßigerweise Sicherungsmittel vorhanden, die ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung verhindern. Bei einer Schraubverbindung erfolgt dies durch geeignete Gewindesicherungsmittel, beispielsweise eine Beschichtung mindestens eines der ineinander eingreifenden Gewinde.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 zwei bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektromechanischen Steckverbindungseinrichtung im Zusammenhang mit einem Gehäuse, in dem mindestens eine elektrische und/oder elektronische Komponente untergebracht ist, wobei diese Komponente ebenso wie das Gehäuse nur strichpunktiert angedeutet ist,
- 2 einen Längsschnitt durch eine der elektromechanischen Steckverbindungseinrichtungen der 1 gemäß Schnittlinie II-II aus 1, wobei strichpunktiert ein an den Steckverbinder der Steckverbindungseinrichtung angeschlossener Gegen-Steckverbinder angedeutet ist,
- 3 die Anordnung aus 2 im noch nicht montierten Zustand eines mit elektrischen Kontaktmitteln ausgestatteten Kontaktierungseinsatzes,
- 4 eine Seitenansicht der Anordnung aus 1 ohne Illustration weiterer Bestandteile des bevorzugt vorhandenen Gehäuses, wobei nur eine der Steckverbindungseinrichtungen illustriert ist, das Ganze in einer Explosionsdarstellung vor dem Zusammenbau der einzelnen Bestandteile,
- 5 die Seitenansicht aus 4 in einer perspektivischen Darstellung,
- 6 einen Längsschnitt der Anordnung aus 4 gemäß Schnittlinie II-II aus 1, und
- 7 den Längsschnitt aus 6 in einer perspektivischen Darstellung.
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Die 1 illustriert stark schematisiert eine elektrisch betriebene Funktionseinheit 1, die mit einer oder mehreren elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 2 ausgestattet ist, die über mindestens eine elektromechanische Steckverbindungseinrichtung 3 der Funktionseinheit 1 mit mindestens einer nicht weiter abgebildeten externen Einrichtung elektrisch kommunizieren. Im konkreten Fall ist die Funktionseinheit 1 mit zwei gesonderten elektromechanischen Steckverbindungseinrichtungen 3 ausgestattet, die für die elektrische Signal- und/oder Energieübertragung zwischen einer der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 2 und der mindestens einen externen Einrichtung vorgesehen sind.
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Die Funktionseinheit 1 kann mit einer beliebigen Anzahl der elektromechanischen Steckverbindungseinrichtungen 3 ausgestattet sein.
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Bei der Funktionseinheit 1 handelt es sich insbesondere um eine Komponente im Bereich der Prozessautomatisierung. Bevorzugt repräsentiert die Funktionseinheit 1 einen sogenannten Ventilsteuerkopf, der Bestandteil eines sogenannten Prozessventils ist und dessen Funktion darin besteht, den Betrieb eines elektrisch und/oder mittels Fluidkraft betätigbaren Prozessventils zu steuern und/oder zu überwachen. In diesem Zusammenhang ist mindestens eine der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 2 bevorzugt ein elektrisch betätigbares Steuerventil und/oder eine elektronische Steuereinheit.
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Die Funktionseinheit 1 hat ein partiell strichpunktiert angedeutetes Gehäuse 4, in dem die mindestens eine elektrische und/oder elektronische Komponente 2 geschützt untergebracht ist. Das Gehäuse 4 hat eine Wandung 5, die mindestens eine Tragwand 6 bildet, der mindestens eine elektromechanische Steckverbindungseinrichtung 3 zugeordnet ist. Exemplarisch sind ein und derselben Tragwand 6 gleichzeitig mehrere elektromechanische Steckverbindungseinrichtungen 3 zugeordnet, wobei die Anzahl dieser elektromechanischen Steckverbindungseinrichtungen 3 prinzipiell beliebig ist. Zweckmäßigerweise ist die Tragwand 6 ein Bestandteil jeder ihr zugeordneten elektromechanischen Steckverbindungseinrichtung 3.
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Die Tragwand 6 hat für jede ihr zugeordnete elektromechanische Steckverbindungseinrichtung 3 eine Wanddurchbrechung 7, die axial einerseits zu einer Wandaußenfläche 6a der Tragwand 6 ausmündet und andererseits zu einer Wandinnenfläche 6b der gleichen Tragwand 6, wobei die Wandinnenfläche 6b einem Gehäuseinnenraum 8 des Gehäuses 4 zugewandt ist, in dem sich die mindestens eine elektrische und/oder elektronische Komponente 2 befindet.
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Die weitere Beschreibung orientiert sich an der in 1 im Vordergrund abgebildeten, im Folgenden auch als erste Steckverbindungseinrichtung 3a bezeichneten elektromechanischen Steckverbindungseinrichtung 3. Die in 1 benachbart dazu angeordnete, im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als zweite Steckverbindungseinrichtung 3b bezeichnete elektromechanische Steckverbindungseinrichtung 3 ist abgesehen von später im Einzelnen noch erwähnten Unterschieden hinsichtlich ihres Aufbaus mit demjenigen der ersten Steckverbindungseinrichtung 3a identisch.
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Die im Folgenden zur Vereinfachung auch nur noch als Steckverbindung 3 bezeichnete elektromechanische Steckverbindungseinrichtung verfügt über einen Steckverbinder 12, der an der Tragwand 6 montierbar und in seiner aus 1 bis 3 hervorgehenden Gebrauchsstellung an der Tragwand 6 montiert ist, insbesondere in lösbarer Weise. Soweit keine anderen Angaben gemacht werden, bezieht sich die weitere Beschreibung auf diese montierte Gebrauchsstellung des Steckverbinders 12.
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Der Steckverbinder 12 verfügt über elektrische Kontaktmittel 13, die außerhalb des Gehäuseinnenraumes 8 liegen und von einer axialen Vorderseite 14 des Steckverbinders 12 her zugänglich sind, wobei diese axiale Vorderseite 14 von der Tragwand 6 weg und in der gleichen Richtung orientiert ist wie die Wandaußenfläche 6a. Bei der ersten Steckverbindungseinrichtung 3a sind die Kontaktmittel 13 von einer Mehrzahl von Kontaktstiften 13a gebildet, bei der zweiten Steckverbindungseinrichtung 3b von einer Mehrzahl von Kontaktbuchsen 13b. Die Kontaktmittel 13 sind mit einem oder mehreren elektrischen Kabeln 15 elektrisch leitend verbunden, die rückseitig von den Kontaktmitteln 13 abgehen und in den Gehäuseinnenraum 8 führen, wo sie jeweils mit einer der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 2 elektrisch verbunden sind. Die elektrischen Kabel 15 sind beispielsweise unlösbar stoffschlüssig mit den Kontaktmitteln 13 verbunden, insbesondere durch eine Lötverbindung, können aber auch lösbar daran befestigt sein, beispielsweise durch Crimpen.
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Der Steckverbinder 12 hat eine Längsachse 16, die koaxial zu der Wanddurchbrechung 7 ausgerichtet ist und die insbesondere rechtwinkelig zur Ausdehnungsebene der Tragwand 6 orientiert ist.
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Der Steckverbinder 12 ist ausgebildet, um das - insbesondere lösbare - Anschließen eines in 2 strichpunktiert angedeuteten Gegen-Steckverbinders 17 zu ermöglichen. Der Gegen-Steckverbinder 17 weist elektrische Gegen-Kontaktmittel 18 auf, die komplementär zu den elektrischen Kontaktmitteln 13 des Steckverbinders 12 ausgebildet sind und im an den Steckverbinder 12 angeschlossenen Zustand des Gegen-Steckverbinders 17 elektrisch leitend mit dessen elektrischen Kontaktmitteln 13 in Verbindung stehen.
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Der Gegen-Steckverbinder 17 lässt sich im Rahmen eines Steckvorganges, der in der Achsrichtung der Längsachse 16 orientiert ist, von der axialen Vorderseite 14 her an den Steckverbinder 12 anstecken, wobei seine Gegen-Kontaktmittel 18 mit den Kontaktmitteln 13 des Steckverbinders 12 in Steckeingriff gelangen. Die Gegen-Kontaktmittel 18 sind als Kontaktbuchsen ausgebildet, wenn es sich bei den Kontaktmitteln 13 um Kontaktstifte 13a handelt, und sie sind als Kontaktstifte ausgebildet, wenn es sich bei den Kontaktmitteln 13 um Kontaktbuchsen 13b handelt.
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Der Gegen-Steckverbinder 17 verfügt über mit den Gegen-Kontaktmitteln 18 elektrisch leitend verbundene elektrische Leiter 22, insbesondere in Gestalt eines oder mehrerer elektrischer Kabel, die von dem Gegen-Steckverbinder 17 wegführen, um eine elektrische Verbindung mit einem nicht weiter abgebildeten elektrischen und/oder elektronischen Gerät herzustellen.
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Der Steckverbinder 12 hat einen Verbinder-Grundkörper 23, der bevorzugt aus Metall besteht und über den der Steckverbinder 12 an der Tragwand 6 festlegbar ist. Der Verbinder-Grundkörper 23 hat eine der axialen Vorderseite 14 entgegengesetzte axiale Rückseite 24, die dem Gehäuseinnenraum 8 zugewandt ist. Die elektrischen Kontaktmittel 13 sind an dem Verbinder-Grundkörper 23 fixiert.
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Die Wanddurchbrechung 7 ist mit einem Innengewinde versehen, das im Folgenden zur besseren Unterscheidung als Verankerungs-Innengewinde 25 bezeichnet wird und bei dem es sich um ein Rechtsgewinde handelt. Das Verankerungs-Innengewinde 25 erstreckt sich zweckmäßigerweise durch die gesamte Tragwand 6 hindurch und mündet axial einerseits zu der Wandaußenfläche 6a und andererseits zu der Wandinnenfläche 6b aus.
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Das Verankerungs-Innengewinde 25 ist beim illustrierten Ausführungsbeispiels als ein Rechtsgewinde ausgeführt, kann aber ebenso ein Linksgewinde sein.
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An dem Verbinder-Grundkörper 23 ist ein zu dem Verankerungs-Innengewinde 25 komplementäres Außengewinde ausgebildet, das zur besseren Unterscheidung als Verankerungs-Außengewinde 26 bezeichnet wird und mit dem der Verbinder-Grundkörper 23 in der Gebrauchsstellung des Steckverbinders 12 in das Verankerungs-Innengewinde 25 der Wanddurchbrechung 7 eingeschraubt ist. Durch den Gewindeeingriff zwischen dem Verankerungs-Außengewinde 26 und dem Verankerungs-Innengewinde 25 ist der Steckverbinder 12 in der Achsrichtung der Längsachse 16 unbeweglich an der Tragwand 6 festgelegt. Aufgrund seiner Verankerungsfunktion kann das Verankerungs-Außengewinde 26 auch als Verankerungsmittel bezeichnet werden. Das Verankerungs-Außengewinde 26 ist exemplarisch entsprechend dem Verankerungs-Innengewinde 25 ebenfalls ein Rechtsgewinde. Ist das Verankerungs-Innengewinde 26 als ein Linksgewinde ausgebildet, handelt es sich bei dem Verankerungs-Außengewinde 26 ebenfalls um ein Linksgewinde.
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Ein Rechtsgewinde hat die Eigenschaft, dass das im Uhrzeigersinn erfolgende Verdrehen einer von zwei miteinander in Gewindeeingriff stehenden Komponenten ein sich vom Betrachter entfernendes axiales Verlagern der die Drehbewegung ausführenden Komponente zur Folge hat. Im Gegensatz dazu hat die gleiche Drehbewegung bei einem Linksgewinde zur Folge, dass sich die momentan verdrehte Komponente zum Betrachter hinbewegt. Rechtsgewinde und Linksgewinde haben also einander entgegengesetzte Drehrichtungen.
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Eine Besonderheit des Verbinder-Grundkörpers 23 besteht darin, dass er einen in der axialen Richtung mehrteiligen Aufbau hat, wobei er in einen das Verankerungs-Außengewinde 26 aufweisenden Sockelkörper 27 und in einen diesbezüglich separaten Anschlusskörper 28 unterteilt ist. Der Sockelkörper 27 definiert die axiale Rückseite 24, der Anschlusskörper 28 die axiale Vorderseite 14 des Steckverbinders 12. Sockelkörper 27 und Anschlusskörper 28 sind zwar eigenständige Komponenten, stehen allerdings in der Gebrauchsstellung des Steckverbinders 12 miteinander in Gewindeeingriff. Der Anschlusskörper 28 definiert einen Anschlussabschnitt 32, der mit den schon erwähnten elektrischen Kontaktmitteln 13 ausgestattet ist.
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Zumindest der Sockelkörper 27, vorzugsweise aber auch der Anschlusskörper 28 ist als Hohlkörper mit einer axial durchgehenden Öffnung versehen. Dementsprechend hat der Sockelkörper 27 eine axial durchgehende Sockelkörper-Durchgangsöffnung 33 und der Anschlusskörper 28 eine axial durchgehende Anschlusskörper-Durchgangsöffnung 34. Der Sockelkörper 27 hat eine dem Gehäuseinnenraum 8 zugewandte Rückseite und eine diesbezüglich entgegengesetzte Vorderseite. Der Anschlusskörper 28 schließt sich im Bereich der Vorderseite an den Sockelkörper 27 an und hat eine dem Sockelkörper 27 zugewandte Rückseite sowie eine von dem Sockelkörper 27 und gleichzeitig auch von der Tragwand 6 wegweisende Vorderseite.
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Zweckmäßigerweise verfügt der Anschlusskörper 28 im Bereich seiner dem Sockelkörper 27 zugewandten Rückseite über ein sich entlang eines axialen Längenabschnittes des Anschlusskörpers 28 erstreckendes Gewinde, das in einer noch zu beschreibenden Weise zur Justierung des Anschlusskörpers 28 nutzbar ist und deshalb als erstes Justiergewinde 35 bezeichnet wird. Bei diesem ersten Justiergewinde 35 handelt es sich insbesondere um ein Innengewinde. Das erste Justiergewinde 35 erstreckt sich zweckmäßigerweise bis zur rückseitigen Stirnfläche des Anschlusskörpers 28.
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Der Sockelkörper 27 weist im Bereich seiner Vorderseite ein zu dem ersten Justiergewinde 35 komplementäres zweites Justiergewinde 36 auf. Das zweite Justiergewinde 36 ist dem Verankerungs-Außengewinde 26 zu der axialen Vorderseite 14 hin vorgelagert. Zweckmäßigerweise schließt sich das zweite Justiergewinde 36 unmittelbar an das Verankerungs-Außengewinde 26 an. Eine Besonderheit der beiden Justiergewinde 35, 36 besteht beim illustrierten Ausführungsbeispiel darin, dass sie beide als Linksgewinde ausgebildet sind.
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Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel sind das Verankerungs-Innengewinde 25 und das Verankerungs-Außengewinde 26 als Linksgewinde und die beiden Justiergewinde 35, 36 als Rechtsgewinde ausgebildet. Auch in diesem Fall ist somit wie bei der zuvor geschilderten Konstellation die Drehrichtung der beiden Justiergewinde 35, 36 entgegengesetzt zur Drehrichtung des Verankerungs-Innengewindes 25 und des Verankerungs-Außengewindes 26 ausgebildet.
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Bei einem ebenfalls nicht illustrierten Ausführungsbeispiel haben die beiden Justiergewinde 35, 36 die gleiche Drehrichtung wie das Verankerungs-Innengewinde 25 und das Verankerungs-Außengewinde 26, jedoch eine andere und insbesondere eine geringere Gewindesteigung als das Verankerungs-Innengewinde 25 und das Verankerungs-Außengewinde 26.
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Zumindest in der Gebrauchsstellung des Steckverbinders 12 sind der Anschlusskörper 28 und der Sockelkörper 27 mit ihren beiden Justiergewinden 35, 36 miteinander verschraubt. Dadurch sind sie in verdrehbarer und zugleich axial abgestützter Weise miteinander verbunden. Die axiale Abstützung findet hier in beiden axialen Richtungen statt.
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Aufgrund der beispielhaften Linksgewinde-Konfiguration hat eine Rechtsdrehung des Sockelkörpers 27 oder Anschlusskörpers 28 zur Folge, dass sich Sockelkörper 27 und Anschlusskörper 28 axial voneinander entfernen. Entsprechend führt eine Linksdrehung einer dieser beiden Komponenten 27, 28 dazu, dass sie sich einander annähern.
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Bei einer alternativen Rechtsgewinde-Konfiguration der Justiergewinde 35, 36 hat eine Linksdrehung des Sockelkörpers 27 oder Anschlusskörpers 28 zur Folge, dass sich Sockelkörper 27 und Anschlusskörper 28 axial voneinander entfernen. Entsprechend führt eine Rechtsdrehung einer dieser beiden Komponenten 27, 28 dazu, dass sie sich einander annähern.
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Bevorzugt, jedoch nicht zwingend ist die Gewindesteigung der beiden Justiergewinde 35, 36 geringer als diejenige des Verankerungs-Innengewindes 25 und des Verankerungs-Außengewindes 26. Verankerungs-Innengewinde 25 und Verankerungs-Außengewinde 26 sind vorzugsweise als Regelgewinde ausgeführt, beispielsweise als metrisches Gewinde „M12“, während die beiden Justiergewinde 35, 36 bevorzugt als Feingewinde mit einem im Vergleich zu den Regelgewinden engeren Gewindeprofil realisiert sind.
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Bevorzugt haben beide Gewindepaarungen 25, 26; 35, 36 zusammen eine Gesamt-Gewindesteigung ungleich Null. Die Gesamt-Gewindesteigung definiert das Bewegungsprofil und die entstehende Verspannungssituation.
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Bei einander entgegengesetzten Drehrichtung von einerseits dem Verankerungs-Innengewinde 25 und dem Verankerungs-Außengewinde 26 und andererseits den beiden Justiergewinden 35, 36 kann eine unterschiedliche Gewindesteigung dieser beiden Gewindepaarungen 25, 26; 35, 36 sinnvoll sein. Ist die Drehrichtung der beiden Gewindepaarungen 25, 26; 35, 36 die gleiche, müssen ihre Gewindesteigungen unterschiedlich sein, um beim Einschrauben des Sockelkörpers 27 in die Tragwand 6 verbunden mit einem gleichzeitigen unverdrehbaren Festhalten des Anschlusskörpers 28 die angestrebte axiale Relativbewegung zwischen Anschlusskörper 28 und Sockelkörper 27 hervorzurufen, durch die die Spannfläche 43 an die Tragwand 6 angenähert und mit der Tragwand 6 verspannt wird.
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Bei dem ersten Justiergewinde 35 des Anschlussabschnittes 32 handelt es sich vorzugsweise und entsprechend dem Ausführungsbeispiel um ein Innengewinde. Es begrenzt peripher den dem Sockelkörper 27 zugeordneten axialen Endabschnitt der Anschlusskörper-Durchgangsöffnung 34. Dementsprechend ist das zweite Justiergewinde 36 an dem Sockelkörper 27 als ein Außengewinde ausgebildet. Das zweite Justiergewinde 36 erstreckt sich zweckmäßigerweise bis zu der dem Anschlusskörper 28 zugewandten vorderen Stirnseite des Sockelkörpers 27.
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Zweckmäßig ist es, wenn sich das Verankerungs-Außengewinde 26 und das zweite Justiergewinde 36 von einander entgegengesetzten Stirnseiten des Sockelkörpers 27 her bis etwa in den Bereich der Längsmitte des Sockelkörpers 27 erstrecken.
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Bei einer nicht illustrierten Ausführungsvariante ist das erste Justiergewinde 35 als ein Außengewinde und das zweite Justiergewinde 36 als ein Innengewinde konzipiert.
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Bevorzugt hat das zweite Justiergewinde 36 einen kleineren Durchmesser als das Außengewinde 26. Handelt es sich entsprechend dem Ausführungsbeispiel bei dem zweiten Justiergewinde 36 um ein Außengewinde, hat dies eine radial abgestufte Außenkontur des Sockelkörpers 27 zur Folge. Dessen Außendurchmesser im Bereich des Verankerungs-Außengewindes 26 ist größer als im Bereich des zweiten Justiergewindes 36.
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Ist der Sockelkörper 27 mittels des Verankerungs-Außengewindes 26 so in die Wanddurchbrechung 7 eingeschraubt, dass sich auch sein das zweite Justiergewinde 36 aufweisender Längenabschnitt zumindest partiell innerhalb der Wanddurchbrechung 7 befindet, hat die Abstufung den aus 2 und 3 ersichtlichen Effekt, dass sich radial zwischen dem zweiten Justiergewinde 36 und dem Verankerungs-Innengewinde 25 der Wanddurchbrechung 7 ein zu der Längsachse 16 konzentrischer Ringraum 37 einstellt, in dem die Tragwand 6 und der Sockelkörper 27 nicht miteinander in Eingriff stehen, sondern radial zueinander beabstandet sind.
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Auf diese Weise kann der Anschlusskörper 28 mit einem seinen rückseitigen Endabschnitt definierenden hülsenförmigen Gewindefortsatz 42, an dessen Innenumfang das erste Justiergewinde 35 ausgebildet ist, von der Wandaußenfläche 6a her in die Wanddurchbrechung 7 eintauchen, ohne mit der Tragwand 6 zu kollidieren, wenn die beiden Justiergewinde 35, 36 in Gewindeeingriff miteinander stehen. Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass der Außendurchmesser des Gewindefortsatzes 42 maximal gleichgroß und zweckmäßigerweise kleiner ist als der Innendurchmesser bzw. Kerndurchmesser des Verankerungs-Innengewindes 25. Da der Außenumfang des Gewindefortsatzes 42 nicht zur Schraubbefestigung benötigt wird, ist er zweckmäßigerweise außengewindelos ausgebildet.
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Eine weitere Besonderheit des Verbinder-Grundkörpers 23 besteht darin, dass der bezüglich des Sockelkörpers 27 als gesondertes Bauteil ausgebildete Anschlusskörper 28 eine axial nach rückwärts, also in der Richtung zur axialen Rückseite 24 weisende Spannfläche 43 aufweist. Die Spannfläche 43 ist dazu vorgesehen, mit der Wandaußenfläche 6a der Tragwand 6 axial verspannt zu werden, um den Steckverbinder 12 insgesamt mit der Tragwand 6 zu verspannen und daran zu befestigen.
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Die Spannfläche 43 schließt sich zweckmäßigerweise axial vorne an den hülsenförmigen Gewindefortsatz 42 an. Sie befindet sich zweckmäßigerweise an der rückwärtigen Stirnfläche 44 eines bezüglich des ersten Justiergewindes 35 und exemplarisch auch bezüglich des Gewindefortsatzes 42 radial vorstehenden Ringbundes 45 des Anschlusskörpers 28, der koaxial zu der Längsachse 16 angeordnet ist. Der Gewindefortsatz 42 ist bevorzugt einstückig mit dem Ringbund 45 verbunden.
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Der Ringbund 45 hat einen derartigen Durchmesser, dass die an ihm ausgebildete Spannfläche 43 einem Abschnitt der Wandaußenfläche 6a axial gegenüberliegt, der die Wanddurchbrechung 7 umrahmt.
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Nicht zwingend, jedoch vorteilhaft ist es, wenn der Anschlusskörper 28 an der Spannfläche 43 einen nach rückwärts von dem Ringbund 45 wegragenden Axialvorsprung 46 aufweist, der ringförmig ausgebildet und koaxial zu der Längsachse 16 angeordnet ist. Dieser Axialvorsprung 46 weist an seiner vom Ringbund 45 wegweisenden Stirnseite eine Kante auf, die als Dichtkante 47 fungiert, wenn der Ringbund 45 axial an die Tragwand 6 angedrückt wird. Der Axialvorsprung 46 dringt dabei mit seiner Dichtkante 47 voraus in das Material der Tragwand 6 ein, sodass sich ein die Mündung der Wanddurchbrechung 7 umrahmender ringförmiger Dichtbereich einstellt, der zuverlässig ein Eindringen von Verunreinigungen in die Wanddurchbrechung 7 und somit auch in den Gehäuseinnenraum 8 hinein verhindert. Zusätzlich oder alternativ zu der ringförmigen Dichtkante 47 kann ein gesonderter Dichtungsring vorhanden sein, beispielsweise ein O-Ring.
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Bevorzugt übernimmt die Dichtkante 47 die zusätzliche Funktion einer Ringschneide, die aus Sicht der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zuverlässig eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Anschlusskörper 28 und der Tragwand 6 herstellt.
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Im Querschnitt betrachtet ist der Axialvorsprung 46 bevorzugt dreieckförmig gestaltet. Er ist insbesondere V-förmig konturiert.
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Die Außenkontur des Ringbundes 45 ist prinzipiell beliebig. Bevorzugt ist er allerdings so gestaltet, dass sich ein zur Übertragung eines Drehmomentes geeignetes Werkzeug ansetzen lässt, mit dessen Hilfe sich der Ringbund 45 und folglich der gesamte Anschlusskörper 28 unverdrehbar festhalten lässt. Dieses unverdrehbare Festhalten kann allerdings auch von Hand geschehen.
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Exemplarisch hat der Ringbund 45 eine mehreckige Außenkontur. Sie resultiert daraus, dass der Ringbund 45 an mehreren entlang seines Außenumfanges verteilten Stellen abgeflacht ist. Beispielsweise hat der Ringbund 45 wenigstens zwei auf einander diametral entgegengesetzten Seiten angeordnete Abflachungen 48, die insbesondere dazu geeignet sind, einen Gabelschlüssel anzusetzen.
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Der Sockelkörper 27 ist zweckmäßigerweise mit einer Werkzeugangriffskontur 52 versehen, an der ein zur Einleitung eines Drehmomentes geeignetes Werkzeug ansetzbar ist, mit dessen Hilfe der Sockelkörper 27 in der Wanddurchbrechung 7 um seine Längsachse 16 verdreht werden kann.
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Die Werkzeugangriffskontur 52 befindet sich zweckmäßigerweise an dem die Sockelkörper-Durchgangsöffnung 33 umschließenden Innenumfang des hülsenförmigen Sockelkörpers 27. Sie ist bevorzugt als Innenmehrkant und dabei insbesondere als Innensechskant realisiert. In die Sockelkörper-Durchgangsöffnung 33 kann somit ein mit einem komplementären Außenmehrkant versehenes Betätigungswerkzeug eingesteckt werden, um drehmomentübertragend mit der Werkzeugangriffskontur 52 in Eingriff zu gelangen. Das Betätigungswerkzeug kann insbesondere auch von der dem Gehäuseinnenraum 8 zugewandten Rückseite der Tragwand her eingeführt werden.
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Die Kontaktmittel 13 sind in einer bezogen auf die Umfangsrichtung der Längsachse 16 vorgegebenen Drehwinkelposition an oder in dem Anschlussabschnitt 32 des Anschlusskörpers 28 fixiert. Sie sind drehfest bezüglich des Anschlusskörpers 28 angeordnet, sodass ihre bezüglich der Längsachse 16 eingenommene drehwinkelmäßige Ausrichtung letztlich von der bezüglich der Tragwand 6 eingenommenen Drehposition des Anschlusskörpers 28 abhängt.
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Da die elektrischen Kontaktmittel 13 eine fest vorgegebene elektrische Belegung aufweisen, dürfen sie nur zuordnungsrichtig mit den Gegen-Kontaktmitteln 18 des Gegen-Steckverbinders 17 kontaktiert werden. Dies ist entweder dadurch gewährleistet, dass die elektrischen Kontaktmittel 13 untereinander eine asymmetrische Verteilung haben und/oder dass der Anschlusskörper 28 mit sonstigen Mitteln ausgestattet ist, die ein Anstecken eines Gegen-Steckverbinders 17 in nur einer ganz bestimmten winkelmäßigen Ausrichtung gestatten.
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Zur drehfesten Fixierung bezüglich des Anschlusskörpers 28 können die elektrischen Kontaktmittel 13 grundsätzlich auf beliebige Weise an oder in dem Anschlusskörper 28 befestigt sein. Sie können beispielsweise in der Anschlusskörper-Durchgangsöffnung 34 platziert und mittels einer nachträglich eingebrachten und letztlich ausgehärteten Vergussmasse fixiert sein. Wesentlich vorteilhafter ist allerdings die beim Ausführungsbeispiel realisierte Maßnahme, die elektrischen Kontaktmittel 13 in einem bezüglich des Anschlusskörpers 28 gesonderten Kontaktierungseinsatz 53 zusammenzufassen, der unverdrehbar und axial fest in dem Anschlusskörper 28 fixiert ist.
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Der Kontaktierungseinsatz 53 enthält beispielsweise einen aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Einsatzkörper 54, der patronenartig und/oder zylindrisch gestaltet ist. In diesen Einsatzkörper 54 sind die beispielsweise als Kontaktstifte 13a oder als Kontaktbuchsen 13b ausgebildeten elektrischen Kontaktmittel 13 eingebettet. Die elektrischen Kabel 15 gehen rückseitig von dem Einsatzkörper 54 ab.
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Der Kontaktierungseinsatz 53 ist in der Anschlusskörper-Durchgangsöffnung 34 aufgenommen. Er ist mit seiner Rückseite voraus, gegebenenfalls mit vorausgehenden Kabeln 15, von der axialen Vorderseite 14 her in die Anschlusskörper-Durchgangsöffnung 34 eingesteckt. An dem Anschlusskörper 28 und an dem Einsatzkörper 54 ausgebildete, zueinander komplementäre Kodiermittel 55a, 55b geben die relative Drehwinkellage zwischen dem Anschlusskörper 28 und dem Kontaktierungseinsatz 53 vor. Beim Ausführungsbeispiel sind am Anschlusskörper 28 innerhalb des Anschlusskörper-Durchgangsöffnung 34 radial nach innen ragende nasenartige Kodiermittel 55a ausgebildet, die in als Aussparungen ausgebildete Kodiermittel 55b des Einsatzkörpers 54 eingreifen, die an der Rückseite des Einsatzkörpers 54 ausgebildet sind.
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Bevorzugt sind die Kodiermittel 55a, 55b so ausgebildet, dass sie gleichzeitig auch eine Verrastung des Kontaktierungseinsatzes 53 bezüglich des Anschlusskörpers 28 bewirken, um auf diese Weise eine axial unbewegliche Fixierung zwischen dem Kontaktierungseinsatz 53 und dem Anschlusskörper 28 zu erzielen. Beispielsweise haben die von Aussparungen gebildeten Kodiermittel 55b eine oder mehrere Rastnuten, in die die nasenförmig ausgebildeten Kodiermittel 55a des Einsatzkörpers 34 formschlüssig einrasten können.
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Es ist ohne weiteres möglich, die zur Verrastung dienenden Mittel unabhängig von den Kodiermitteln 55a, 55b auszubilden oder die axiale Fixierung des Kontaktierungseinsatzes 53 bezüglich des Anschlusskörpers 28 auf andere Weise zu bewerkstelligen.
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In der Gebrauchsstellung des Steckverbinders 12 ist der Anschlusskörper 28 im Kontaktbereich zwischen seiner bevorzugt ringförmigen Spannfläche 43 und der Wandaußenfläche 6a der Tragwand 6 axial unbeweglich und zugleich unverdrehbar mit der Tragwand 6 verspannt. Die Spannkraft ergibt sich durch zwei hintereinandergeschaltete Gewindeeingriffe, zum einen den Gewindeeingriff zwischen dem Verankerungs-Innengewinde 25 und dem Verankerungs-Außengewinde 26 und zum anderen durch den Gewindeeingriff zwischen dem ersten Justiergewinde 35 und dem zweiten Justiergewinde 36.
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Die Steckverbindungseinrichtung 3 hat den besonderen Vorteil, dass sich der Anschlusskörper 28 und mithin die daran fixierten elektrischen Kontaktmittel 13 in jeder beliebigen Drehwinkellage an der Tragwand 6 festlegen lassen. Der Nutzer hat folglich die Möglichkeit, die elektrischen Kontaktmittel 13 so zu positionieren, dass ein optimales und insbesondere kollisionsfreies Anschließen eines Gegen-Steckverbinders 17 möglich ist. Nicht selten können die elektrischen Leiter 22 nur aus einer ganz bestimmten Richtung an einen Steckverbinder 12 herangeführt werden, sodass ein an diesen elektrischen Leitern 22 fixierter Gegen-Steckverbinder 17 in einer ganz bestimmten Drehwinkellage an den Steckverbinder 12 angeschlossen werden sollte. Die Erfindung bietet die Möglichkeit, den mit den Kontaktmitteln 13 ausgestatteten Anschlusskörper 28 so zu positionieren, dass den eben geschilderten äußeren Gegebenheiten Rechnung getragen wird.
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Eine bevorzugte Verfahrensweise zur Montage der Steckverbindungseinrichtung 3 sieht in diesem Zusammenhang vor, dass der Sockelkörper 27 im noch nicht in die Wanddurchbrechung 7 eingeschraubten Zustand mit dem Anschlusskörper 28 durch Zusammenwirken der beiden Justiergewinde 35, 36 verschraubt wird. Die beiden Körper 27, 28 bilden dadurch eine einheitlich an der Tragwand 6 montierbare Montagebaugruppe. Exemplarisch geschieht dies durch Aufschrauben des Anschlusskörpers 28 mit seinem Gewindefortsatz 42 auf den mit dem zweiten Justiergewinde 36 versehenen vorderen Längenabschnitt des Sockelkörpers 27.
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Sockelkörper 27 und Anschlusskörper 28 werden allerdings nur bis zu einer Bereitschafts-Relativposition miteinander verschraubt, die noch nicht die weitestmöglich axial aneinander angenäherte Relativposition zwischen Sockelkörper 27 und Anschlusskörper 28 definiert. Beim Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass der Anschlusskörper 28 ausgehend von der Bereitschafts-Relativposition bei fortgesetzter Drehbewegung noch weiter auf den Anschlusskörper 28 aufschraubbar ist. Die Bereitschafts-Relativposition wird zweckmäßigerweise durch Gewindesicherungsmittel, die insbesondere von klemmender oder klebender Art sind, lösbar fixiert.
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In dem in die Bereitschafts-Relativposition verschraubten Zustand wird der Verbinder-Grundkörper 23 mit seinem Sockelkörper 27 von der Vorderseite der Tragwand 6 her in die Wanddurchbrechung 7 eingeschraubt. Dabei greift er mit dem Verankerungs-Außengewinde 26 in das Verankerungs-Innengewinde 25 der Wanddurchbrechung 7 ein. Dieses Einschrauben geschieht zweckmäßigerweise durch eine Drehmomenteinleitung allein in den Sockelkörper 27 unter Verwendung der daran ausgebildeten Werkzeugangriffskontur 52.
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Der Sockelkörper 27 wird so weit axial in die Wanddurchbrechung 7 eingeschraubt, dass er eine Zwischen-Einschraubposition einnimmt, in der die Spannfläche 43 einschließlich des optionalen Axialvorsprunges 46 noch nicht mit der Tragwand 6 verspannt ist und insbesondere einen geringfügigen axialen Abstand zu der Wandaußenfläche 6a einnimmt.
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Sofern nicht schon vorher geschehen, wird nun der Anschlusskörper 28 durch Drehmomenteinleitung in den Ringbund 45 so weit um seine Längsachse verdreht, bis seine Drehwinkellage der für die elektrischen Kontaktmittel 13 gewünschten Drehposition entspricht. In dieser Drehwinkellage wird der Anschlusskörper 28 sodann festgehalten, während gleichzeitig über die Werkzeugangriffskontur 52 erneut ein den Sockelkörper 27 im Uhrzeigersinn verdrehendes Drehmoment eingeleitet wird. Dies hat zum einen zur Folge, dass der Sockelkörper 27 aufgrund des Rechtsgewindeeingriffes zwischen dem Verankerungs-Innengewinde 25 und dem Verankerungs-Außengewinde 26 weiter rückwärtsgerichtet verlagert wird, das heißt in Richtung des Gehäuseinnenraumes 8. Gleichzeitig wird dabei aber der unverdrehbar festgehaltene Anschlusskörper 28 aufgrund des Linksgewindeeingriffes zwischen den beiden Justiergewinden 35, 36 nicht nur axial mitgenommen, sondern zusätzlich relativ zum Anschlusskörper 28 im Sinne einer axialen Annäherung an den Anschlusskörper 28 verlagert. Die von dem Anschlusskörper 28 dabei relativ zur Tragwand 6 ausgeführte Axialbewegung entspricht also betragsmäßig der vom Anschlusskörper 28 bezüglich der Tragwand 6 zurückgelegten axialen Wegstrecke zuzüglich der aus der Relativbewegung zwischen dem Anschlusskörper 28 und dem Sockelkörper 27 resultierenden axialen Wegstrecke.
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Hierbei gelangt der Anschlusskörper 28 sehr schnell mit seiner Spannfläche 43 in Kontakt mit der Wandaußenfläche 6a der Tragwand 6 und wird mit dieser Tragwand 6 axial verspannt. Durch entsprechend starkes Festziehen des Sockelkörpers 27 bezüglich der Tragwand 6 wird erreicht, dass der gesamte Verbinder-Grundkörper 23 sowohl axial als auch rotativ bezüglich der Tragwand 6 unbewegbar festgespannt ist.
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Der bisher geschilderte Montagevorgang findet zweckmäßigerweise statt, bevor der Kontaktierungseinsatz 53 in den Anschlusskörper 28 eingesteckt wurde. Da somit auch noch keine elektrischen Kabel 15 den Verbinder-Grundkörper 23 durchsetzen, lässt sich das Betätigungswerkzeug bequem von der Rückseite her in die Werkzeugangriffskontur 52 einführen. Die für die Kontaktmittel 13 gewünschte drehwinkelmäßige Ausrichtung des Anschlusskörpers 28 lässt sich visuell anhand der von außen sichtbaren Kodiermittel 55a und/oder anhand mindestens einer sonstigen, von außen her sichtbaren Markierung des Anschlusskörpers 28 überprüfen.
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Im festgezogenen Zustand des Verbinder-Grundkörpers 23 wird anschließend, mit den Kabeln 15 voraus, der Kontaktierungseinsatz 53 in den Anschlusskörper 28 eingesetzt.
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Zweckmäßigerweise ist der Kontaktierungseinsatz 53 mit einem Dichtungsring 56 versehen, der an der Innenumfangsfläche des hülsenförmigen Anschlusskörpers 28 dichtend anliegt, sodass im Fügebereich zwischen Anschlusskörper 28 und Kontaktierungseinsatz 53 keine Verunreinigungen in die Wanddurchbrechung 7 und den sich daran anschließenden Gehäuseinnenraum 8 eindringen können.
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Die komplette Abdichtung gegenüber Schmutz- und Feuchtigkeitseintritt lässt sich mithin allein durch den Axialvorsprung 46 und den einzigen Dichtungsring 56 realisieren.
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Selbstverständlich kann der Kontaktierungseinsatz 53 auch schon während der Montage des Verbinder-Grundkörpers 23 eingesetzt sein. In diesem Fall wird man allerdings an dem Sockelkörper 27 zweckmäßigerweise mindestens eine in der Zeichnung nicht weiter illustrierte Werkzeugangriffskontur vorsehen, deren Zugänglichkeit durch die hindurchgeführten elektrischen Kabel 15 nicht behindert wird. Eine solche Werkzeugangriffskontur kann beispielsweise aus zwei in die rückseitige Stirnfläche des Sockelkörpers 27 eingebrachten Bohrungen bestehen.
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Die Montagereihenfolge lässt sich im Übrigen auch dahingehend verändern, dass der Anschlusskörper 28 erst dann mit dem Sockelkörper 27 verschraubt wird, nachdem der Sockelkörper 27 bereits unabhängig vom Anschlusskörper 28 in die Wanddurchbrechung 7 eingeschraubt worden ist.
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Der Anschlusskörper ist zweckmäßigerweise zusätzlich zu dem ersten Justiergewinde 35 auch noch mit einem Sicherungsgewinde 57 versehen, das dazu dient, den durch einen Steckvorgang angeschlossenen Gegen-Steckverbinder 17 gegen unbeabsichtigtes Abziehen zu sichern. Bei der ersten Steckverbindungseinrichtung 3a ist das Sicherungsgewinde 57 ein Außengewinde, bei der zweiten Steckverbindungseinrichtung 3b ein Innengewinde.
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Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel sind der Anschlusskörper 28 und der Sockelkörper 27 in relativ zueinander verdrehbarer Weise axial ineinander eingesteckt und dabei so in beiden axialen Richtungen aneinander abgestützt, dass sich ihre axiale Relativlage beim gegenseitigen Verdrehen nicht verändert. Beispielsweise ist ihre axiale Relativlage durch Sicherungsmittel fixiert, die bevorzugt einen Sicherungsring enthalten.
