DE102019125856A1

DE102019125856A1 - Variables Steckverbindermodul für einen modularen Industriesteckverbinder

Info

Publication number: DE102019125856A1
Application number: DE102019125856.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Giesbrecht
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-03-25
Also published as: KR20220130665A; CN114342185A; US20220302631A1; EP4035230A1; WO2021058058A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steckverbindermodul (1, 1') für einen modularen Industriesteckverbinder, wobei das Steckverbindermodul (1, 1') einen Basiskörper (2, 2'), eine Halteplatte (3, 3') und zumindest ein Kontaktelement (4) aufweist, wobei das zumindest eine Kontaktelement (4) einen Kontaktbereich (4a, 4a') und einen Kabelanschlussbereich (4b, 4b') aufweist und von der Halteplatte (3, 3') im Steckverbindermodul (1, 1') gehalten ist, wobei der Basiskörper (2, 2') zumindest eine zylinderförmige Öffnung (11) zur Aufnahme des Kontaktbereichs (4a, 4a') des zumindest einen Kontaktelements (4, 4') aufweist und wobei die Halteplatte (3, 3') zumindest eine zylinderförmige Öffnung (10) zur Aufnahme des Kabelanschlussbereichs (4b 4b') des zumindest einen Kontaktelements (4, 4') aufweist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Steckverbindermodul für einen modularen Industriesteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Derartige Steckverbindermodule werden als Bestandteil eines Steckverbindermodularsystems benötigt, um einen Steckverbinder, insbesondere einen schweren Industriesteckverbinder, flexibel an bestimmte Anforderungen bezüglich der Signal- und Energieübertragung z.B. zwischen zwei elektrischen Geräten, anpassen zu können. Üblicherweise werden dazu Steckverbindermodule in entsprechende Halterahmen, die mitunter auch als Gelenkrahmen, Modulrahmen oder Modularrahmen bezeichnet werden, eingesetzt. Die Halterahmen dienen somit dazu, mehrere zueinander gleichartige und/oder auch unterschiedliche Steckverbindermodule aufzunehmen und diese sicher an einer Fläche und/oder einer Gerätewand und/oder in einem Steckverbindergehäuse o.ä. zu befestigen.
Die Steckverbindermodule besitzen in der Regel jeweils einen im Wesentlichen quaderförmigen Isolierkörper bzw. ein quaderförmiges Gehäuse. Diese Isolierköper bzw. Gehäuse können beispielsweise als Kontaktträger dienen und Kontakte verschiedenster Art aufnehmen und fixieren. Die Funktion eines dadurch gebildeten Steckverbinders ist also sehr flexibel. Es können z.B. pneumatische Module, optische Module, Module zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer analoger und/oder digitaler Signale im jeweiligen Isolierkörper bzw. Gehäuse aufgenommen sein und so im Steckverbindermodularsystem Verwendung finden. Zunehmend übernehmen Steckverbindermodule auch mess- und datentechnische Aufgaben.
Optimalerweise werden Halterahmen verwendet, die aus zwei Rahmenhälften gebildet sind, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Steckverbindermodule sind mit an den Schmalseiten vorstehenden, etwa rechteckförmigen Halterungsmitteln, auch Fixiernasen genannt, versehen. In den Seitenteilen der Rahmenhälften sind als allseitig geschlossene Öffnungen ausgebildete Ausnehmungen vorgesehen, in die die Halterungsmittel beim Einfügen der Steckverbindermodule in den Halterahmen eintauchen. Zum Einfügen der Steckverbindermodule wird der Halterahmen aufgeklappt, d. h. geöffnet, wobei die Rahmenhälften um die Gelenke nur so weit aufgeklappt werden, dass die Steckverbindermodule eingesetzt werden können. Anschließend werden die Rahmenhälften zusammengekappt, d. h. der Halterahmen wird geschlossen, wobei die Halterungsmittel in die Ausnehmungen gelangen und ein sicherer, formschlüssiger Halt der Steckverbindermodule in dem Halterahmen bewirkt wird.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind besagte Steckverbindermodularsysteme mit derartigen Steckverbindermodulen unter Verwendung eines solchen Halterahmens, auch als Halterahmen, Modulrahmen, Gelenkrahmen oder Modulrahmen bekannt, in zahlreichen Druckschriften und Veröffentlichungen offenbart, auf Messen gezeigt und befinden sich häufig im industriellen Umfeld in Form von Schwerlaststeckverbindern im Einsatz. Beispielsweise werden sie in den Druckschriften DE 10 2013 106 279 A1 , DE 10 2012 110 907 A1 , DE 10 2012 107 270 A1 , DE 20 2013 103 611 U1 , EP 2 510 590 A1 , EP 2 510 589 A1 , DE 20 2011 050 643 U1 , EP 0 860 906 A2 , DE 29 601 998 U1 , EP 1 353 412 A2 , DE 10 2015 104 562 A1 , EP 3 067 993 A1 , EP 1 026 788 A1 , EP 2 979 326 A1 , EP 2 917 974 A1 beschrieben.
Aus der besagten Druckschrift EP 0 860 906 B1 ist ein Halterahmen in Form eines Gelenkrahmens zur Halterung von Steckverbindermodulen und zum Einbau in Steckverbindergehäuse oder zum Anschrauben an Wandflächen bekannt. Dabei sind die Steckverbindermodule in den Halterahmen eingesetzt. An den Steckverbindermodulen sind Halterungsmittel vorgesehen, die mit an gegenüberliegenden Seitenteilen des Halterahmens vorgesehenen Fenstern zusammenwirken, wobei die Fenster in Ausnehmungen bestehen, die als allseitig geschlossene Öffnungen in den Seitenteilen des Halterahmens ausgebildet sind.
Die Druckschrift DE 10 2015 114 703 A1 zeigt einen solchen Halterahmen. Der darin offenbarte Halterahmen weist zumindest ein Fixierungsmittel auf, über welches die Rahmenhälften in zwei Positionen, einer offenen Position und einer geschlossenen Position, zueinander fixierbar sind, was die Handhabung erheblich vereinfacht.
Für ein solches Steckverbindermodularsystem müssen eine Vielzahl unterschiedlicher Steckverbindermodule bereitgestellt werden, um den Kunden eine große Variabilität bereitstellen zu können. Die Gehäuse der einzelnen Steckverbindermodule sind allesamt unterschiedlich, was die Produktions- und Lagerkosten, insbesondere bei weniger stark nachgefragten Steckverbindermodulen, erhöht.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Steckverbindermodul vorzuschlagen, welches kostengünstig hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
Offenbarung der Erfindung
Die kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls wird insbesondere dadurch erreicht, dass für unterschiedliche Steckverbindermodule gleiche Bauteile verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul ist für den Einsatz in einem modularen Industriesteckverbinder vorgesehen. Dazu werden in der Regel mehrere Steckverbindermodule in einem oben erwähnten Halterahmen aneinandergereiht und der Halterahmen anschließend in ein Steckverbindergehäuse eingeschraubt.
Das Steckverbindermodul weist einen Basiskörper, eine Halteplatte und zumindest ein Kontaktelement auf. Das Steckverbindermodul kann auch mehrere Kontaktelemente umfassen. Wenn im Folgenden von einem Kontaktelement gesprochen wird, können die dabei erwähnten Merkmale gleichermaßen auf jeweils mehrere Kontaktelemente übertragen werden.
Das Kontaktelement weist einen Kontaktbereich und einen Kabelanschlussbereich auf. Der Kontaktbereich dient zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktelements eines Gegensteckverbinders. Hierbei wird in der Regel das bekannte Stift-/Buchsenprinzip verwendet. Der Kabelanschlussbereich des Kontaktelements ist zur elektrischen Kontaktierung von einem Leiter eines Kabels ausgestaltet. Hierbei wird beispielsweise die Crimptechnik eingesetzt. In diesem Fall weist der Kabelanschluss eine Öffnung auf, in welche ein abisolierter Endabschnitt des Leiters eingeführt und anschließend mithilfe einer Crimpzange festgequetscht wird.
Der Basiskörper des Steckverbindermoduls weist zumindest eine in etwa zylinderförmige Öffnung, je nach Anzahl der vorhandenen Kontaktelemente, zur Aufnahme des Kontaktbereichs des Kontaktelements auf.
Über die Halteplatte wird das Kontaktelement im Steckverbindermodul gehalten. Die Halteplatte weist zumindest eine in etwa zylinderförmige Öffnung, je nach Anzahl der vorhandenen Kontaktelemente, zur Aufnahme des Kabelanschlussbereichs des Kontaktelements auf.
Vorzugsweise sind der Basiskörper und die Halteplatte miteinander reversibel verrastbar. Dadurch können die Einzelteile wiederverwendet und beispielsweise lediglich neue Kontaktelemente eingesetzt werden. Ein solches Steckverbindermodul hat insbesondere ökologische Vorteile.
Zur reversiblen Verrastung weist die Halteplatte vorzugsweise Rastlaschen und der Basiskörper dazu korrespondierende Raststege auf. Eine solche Verrastung kann einfach erzeugt und werkzeuglos wieder gelöst werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich beim Basiskörper immer um ein und dasselbe Bauteil, während für unterschiedliche Kontaktelemente unterschiedliche Halteplatten verwendet werden. Vorzugsweise weist eine Halteplatte eine zylinderförmige Öffnung mit einem Durchmesser von etwa 18 mm auf, während eine andere Halteplatte einen entsprechend größeren Durchmesser von etwa 22 mm aufweist. Die Kontaktbereiche der verwendeten Kontaktelemente sind als Stift- oder Buchsenkontakt jeweils identisch ausgestaltet, während die Kabelanschlussbereiche der Kontaktelemente variieren können. So kann der Basiskörper für im Anschlussbereich unterschiedliche Kontaktelemente identisch ausgeführt sein.
Vorzugsweise weist die Halteplatte Fixiernasen zur Fixierung des Steckverbindermoduls in einem Halterahmen für einen modularen Industriesteckverbinder auf. Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul ist zur Übertragung hoher Ströme vorgesehen. Daher müssen die Kontaktelemente eine hohe Stromtragfähigkeit bereitstellen. Die Kontaktelemente sind entsprechend massiv ausgestaltet, so dass das Steckverbindermodul zwei Steckplätze im Halterahmen einnimmt.
Das Steckverbindermodul hat im Wesentlichen eine quaderförmige Grundform. Die Halteplatte weist an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei der oben erwähnten Fixiernasen, zur Fixierung des Steckverbindermoduls in einem Halterahmen, auf.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Explosionszeichnung zwei verschiedener Steckverbindermodule und
2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls mit einem Stift- und einem Buchsenkontakt.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Das hier vorgeschlagene Steckverbindermodul 1, 1' ist für einen modularen Industriesteckverbinder vorgesehen. Das Steckverbindermodul 1, 1' besteht aus einem Basiskörper 2, 2', einer Halteplatte 3, 3' und zumindest einem Kontaktelement 4, 4', welches aus darstellerischen Gründen in 1 nicht gezeigt ist.
Der Basiskörper 2 ist für ein Steckverbindermodul mit einem Buchsenkontaktelement ausgestaltet. Der Basiskörper 2, 2' kann wahlweise mit der Halteplatte 3, für Kontaktelemente 4, 4' mit einem Kabelanschlussbereich mit einem Querschnitt von 25 mm² bis zu 70 mm², oder mit einer Halteplatte 3', für Kontaktelemente 4, 4' mit einem Kabelanschlussbereich mit einem Querschnitt von 95 mm² bis zu 120 mm², ausgestattet werden. Die Permutationsmöglichkeiten von Basiskörper 2, 2' und Halteplatte 3, 3' werden durch die Doppelpfeile 6, 6', 6'', 6''' symbolisiert. Das Kontaktelement 4, 4' wird beim Basiskörper 2, 2' in einer dafür vorgesehenen zylinderförmigen Öffnung 11 gelagert.
An der Halteplatte 3, 3' sind Rastlaschen 7 angeformt. Der Basiskörper 2, 2' weist zu den Rastlaschen 7 korrespondierende Raststege 8 auf. Beim Verrasten von Basiskörper 2, 2' und Halteplatte 3, 3' greifen die Raststege 8 in die zugehörigen Rastlaschen 7 ein. Die so entstandene Verrastung kann durch ein Heraushebeln der Rastarme 8 aus den Rastlaschen 7 leicht rückgängig gemacht werden.
Der Basiskörper 2, 2' und die Halteplatte 3, 3' bestehen jeweils aus Kunststoff und werden in einem Spritzgussprozess hergestellt.
Das Steckverbindermodul 1, 1' hat im Wesentlichen eine quaderförmige Grundform mit einem nahezu rechteckigen Querschnitt. Die Halteplatte 3, 3' weist an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei Fixiernasen 5, zur Fixierung des Steckverbindermoduls 1, 1' in einem Halterahmen (nicht gezeigt), auf.
In 2 ist eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls 1, 1' mit einem Stiftkontakt 4' und ein korrespondierendes Steckverbindermodul 1' mit einem Buchsenkontakt 4 gezeigt. Das jeweilige Kontaktelement 4, 4' weist einen Kontaktbereich 4a, 4a' auf. Über den Kontaktbereich 4a, 4a' wird ein elektrischer Kontakt zu einem Korrespondierenden Gegenkontaktelement, also zwischen dem Stiftkontakt 4' und dem Buchsenkontakt 4, dargestellt.
Die Halteplatte 3, 3' weist innenliegende Fixierarme 9 zur Fixierung des Kontaktelements 4, 4' auf. Je nach Größe des Kabelanschlussbereichs 4b, 4b' des Kontaktelements 4, 4' wird eine Halteplatte 3, 3' mit einer entsprechend großen zylinderförmigen Öffnung 10 gewählt.
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 diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbindermodul
2: Basiskörper
3: Halteplatte
4: Kontaktelement
4a: Kontaktbereich
4b: Kabelanschlussbereich
5: Fixiernase
6: Doppelpfeil
7: Rastlasche
8: Raststeg
9: Fixierarm
10: Zylinderförmige Öffnung
11: Zylinderförmige Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013106279 A1 [0005]
DE 102012110907 A1 [0005]
DE 102012107270 A1 [0005]
DE 202013103611 U1 [0005]
EP 2510590 A1 [0005]
EP 2510589 A1 [0005]
DE 202011050643 U1 [0005]
EP 0860906 A2 [0005]
DE 29601998 U1 [0005]
EP 1353412 A2 [0005]
DE 102015104562 A1 [0005]
EP 3067993 A1 [0005]
EP 1026788 A1 [0005]
EP 2979326 A1 [0005]
EP 2917974 A1 [0005]
EP 0860906 B1 [0006]
DE 102015114703 A1 [0007]

Claims

Steckverbindermodul (1, 1') für einen modularen Industriesteckverbinder, wobei das Steckverbindermodul (1, 1') einen Basiskörper (2, 2'), eine Halteplatte (3, 3') und zumindest ein Kontaktelement (4, 4') aufweist, - wobei das zumindest eine Kontaktelement (4, 4') einen Kontaktbereich (4a, 4a') und einen Kabelanschlussbereich (4b, 4b') aufweist und von der Halteplatte (3, 3') im Steckverbindermodul (1, 1') gehalten ist, - wobei der Basiskörper (2, 2') zumindest eine Öffnung (11) zur Aufnahme des Kontaktbereichs (4a, 4a') des zumindest einen Kontaktelements (4, 4') aufweist und - wobei die Halteplatte (3, 3') zumindest eine Öffnung (10) zur Aufnahme des Kabelanschlussbereichs (4b 4b') des zumindest einen Kontaktelements (4, 4') aufweist.
Steckverbindermodul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (11) des Basiskörpers (2, 2') und/oder die Öffnung (10) der Halteplatte (3, 3') zylinderförmig ist/sind.
Steckverbindermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelanschlussbereich (4b, 4b') des zumindest einen Kontaktelements (4, 4') als Crimpanschluss ausgebildet ist.
Steckverbindermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (2, 2') und die Halteplatte (3, 3') miteinander reversibel verrastet sind.
Steckverbindermodul nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (3, 3') Rastlaschen (7) und der Basiskörper (2, 2') dazu korrespondierende Raststege (8) aufweist.
Steckverbindermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (3, 3') und der Basiskörper (2, 2') aus Kunststoff bestehen.
Steckverbindermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (10) der Halteplatte (3, 3') einen Durchmesser von 18 mm oder 22 mm aufweist.
Steckverbindermodul nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (10) der Halteplatte (3, 3') zur Aufnahme eines Kabelanschlussbereichs (4b, 4b') mit einem Querschnitt von 25 mm² bis zu 70 mm² oder eines Kabelanschlussbereichs (4b, 4b') mit einem Querschnitt von 95 mm² bis zu 120 mm² ausgeführt ist.
Steckverbindermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (3, 3') Fixiernasen (5) zur Fixierung des Steckverbindermoduls (1, 1') in einem Halterahmen für einen modularen Industriesteckverbinder aufweist.
Steckverbindermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (3, 3') innenliegende Fixierarme (9) zur Fixierung des zumindest einen Kontaktelements (4, 4') aufweist.