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Die Erfindung betrifft ein Adapterelement für einen Single Pair Ethernet, SPE, M8 Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steckverbindersystem, aufweisend zumindest ein Adapterelement.
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In der industriellen Kommunikationstechnik, insbesondere im Bereich Internet-of-Things loT (Internet der Dinge) sind typischerweise Sensoren und/oder Aktoren über Kabel mit einem Netzwerk verbunden, um eine Kommunikation mit Diensten in dem Netzwerk zu erlauben. Typischerweise werden loT Geräte über Ethernetleitungen an ein Netzwerk angeschlossen, um die Kommunikation mit dem Netzwerk zu ermöglichen. In diesem Bereich hat sich mittlerweile der Single Pair Ethernet, SPE, Standard etabliert und hat Einzug in relevante Normen und Richtlinien gefunden. Beispielsweise sind in den relevanten Teilen der ISO/IEC 11801 Ed.3 die Architektur, die Leistungsmerkmale für Kabel, Stecker und das Gesamtsystem definiert. Vorteilhaft kann die SPE-Technik nahtlos in bestehende Architekturen integriert werden.
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Die SPE Steckverbinder ermöglichen einen kompakten und standardisierten Anschluss für zum Beispiel SPE-Switches oder Sensoren im Feld. Derartige SPE Steckverbinder sind beispielsweise in M8- und M12-Bauweise in der IEC 63171-5 beschrieben.
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Beide Steckverbinder-Bauweisen, M8 sowohl als auch M12, sind in der Regel mindestens zweipolige Steckverbinder, wobei das M12 Steckgesicht die Aufnahme von mehr Polen als das M8 Steckgesicht ermöglicht. Die bekannten M8 und M12 Steckverbinder sind wegen ihrer unterschiedlichen Durchmesser nicht miteinander kombinierbar. Adapter zur Anpassung unterschiedlicher Steckertypen sind zwar grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise bekannt aus den Dokumenten
DE 44 47 493 C2 ,
DE 299 22 206 U1 und
DE 103 10 749 A1 , allerdings existiert keine Lösung zur Anpassung von unterschiedlichen SPE Steckverbinder-Typen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Adapterelement bereitzustellen, das es ermöglicht ein geometrisch festgelegtes Steckgesicht, sowohl in einem SPE M8 Steckverbinder, als auch in einem SPE M12 Steckverbinder zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach weist das Adapterelement zumindest in einem Bereich die äußeren Dimensionen eines SPE M12 Steckgesichts auf, und ist angepasst zumindest bereichsweise, um ein SPE M8 Steckgesicht des SPE M8 Steckverbinders angeordnet zu werden.
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Als Steckverbinder kann hierein ein im Wesentlichem zwischen einem ersten Endbereich und einem dem ersten Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich zylindrisch verlaufendes Element verstanden werden. An dem ersten Endbereich können Kontaktelemente, beispielsweise als Federkontakte oder als Kontaktflächen für einen Surface Mounted Technology, SMT, Anschluss ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Steckverbinder über die Kontaktelemente mit einer Leiterplatte oder einem Anschlusskabel verbunden werden. Weiterhin können die Kontaktelemente als leitfähige Stiftelemente oder Buchsenelemente, die sich in Ausnehmungen des zylindrisch verlaufenden Elements zwischen den Endbereichen erstrecken, ausgestaltet sein. An dem zweiten Endbereich, der dem ersten Endbereich gegenüberliegt, kann das Steckgesicht des Steckverbinders angeordnet sein. Als Steckgesicht kann die Form der Fläche des Steckverbinders verstanden werden, die im zusammengesteckten Zustand mit einer Fläche eines korrespondierenden Steckverbinders in Verbindung steht. Durch das Steckgesicht erstrecken sich zumindest Bereiche der Kontaktelemente, beziehungsweise können die Kontaktelemente durch Öffnungen in dem Steckgesicht elektrisch kontaktiert werden. Der Außendurchmesser des M8 Steckverbinders ist angepasst, damit zumindest bereichsweise eine M8 Verschraubung um das M8 Steckgesicht angeordnet werden kann. In ähnlicher Weise ist der Außendurchmesser des M12 Steckverbinders angepasst, damit zumindest bereichsweise eine M12 Verschraubung um das M12 Steckgesicht angeordnet werden kann. Deshalb ist der Durchmesser der aus dem Stand der Technik bekannten M8-Steckgesichter kleiner als der Durchmesser der aus dem Stand der Technik bekannten M12 Steckgesichter.
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Das Adapterelement kann einteilig, beispielsweise als Hohlzylinder, ausgebildet sein und zumindest in einem Bereich um das M8 Steckgesicht angeordnet werden und hierdurch den Durchmesser des M8 Steckgesichts auf den Durchmesser eines M12 Steckgesichts vergrößern. In Beispielen kann das Adapterelement hülsenförmig ausgestaltet sein und zumindest bereichsweise auf dem zylindrisch verlaufenden Element zwischen dem ersten Endbereich und dem zweiten Endbereich angeordnet werden.
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Vorteilhaft kann durch den Einsatz dieses Adapters ein geometrisch festgelegtes Steckgesichts, sowohl in einem M8 Steckverbinder, als auch in einem M12 Steckverbinder realisiert werden. Hierdurch können aus bestehenden SPE M8 Produkten SPE M12 Produkte erstellt werden. Weiterhin vorteilhaft ist es möglich diverse Bauteile aus der M8 Produktfamilie zu verwenden, um mit Bauteilen aus der M12 Produktfamilie einen SPE M12 Steckverbinder zu realisieren.
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In einem Beispiel ist das Adapterelement angepasst auf ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse des SPE M8 Steckverbinders aufgeschoben zu werden.
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Hierfür kann die Innengeometrie des hohlzylinderförmigen Adapterelements im Wesentlichen mit der Außengeometrie des SPE M8 Steckverbinders zwischen dem ersten Endbereich und dem zweiten Endbereich korrespondieren.
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Vorteilhaft kann durch eine derartige Ausgestaltung des Adapterelements ein stabiler Sitz des Adapterelements auf dem SPE M8 Steckverbinder realisiert werden.
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In einem Beispiel ist am Adapterelement, insbesondere am Innenumfang des Adapterelements, zumindest ein Halteelement mit einer komplementären Geometrie zu einer Geometrie eines Elements des SPE M8 Steckverbinders angeordnet.
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Das Halteelement kann beispielsweise ein Materialsteg sein, der in eine komplementäre Ausnehmung an dem äußeren Umfang des SPE M8 Steckverbinders eingebracht werden kann.
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Vorteilhaft kann hierdurch die Position des Adapterelements auf dem SPE M8 Steckverbinder verriegelt werden und der Sitz des Adapterelements auf dem SPE M8 Steckverbinder weiter verbessert werden.
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In einem weiteren Beispiel ist der SPE M8 Steckverbinder ein Steckverbinder nach IEC 63171-5.
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Mit IEC 63171-5 soll hierein die Norm E DIN EN IEC 63171-5 VDE 0627-171-5 mit Ausgabedatum Mai 2020 bezeichnet werden.
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Vorteilhaft kann der hierin beschriebene Steckverbinder mit einer Vielzahl von korrespondierenden Steckverbindern, wie sie in der Norm beschrieben sind, verwendet werden.
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In einem Beispiel weist das Adapterelement zumindest ein Kodierelement auf, insbesondere eine Ausnehmung oder einen Materialsteg, zur Kodierung des resultierenden SPE M12 Steckgesichts. Das resultierende SPE M12 Steckgesicht ist in einem Beispiel auch das Steckgesicht eines SPE M12 Steckverbinders nach IEC 63171 - 5.
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Beispielsweise kann das Kodierelement als Materialsteg ausgebildet sein, der auf einem Kreisbogen angeordnet ist und den SPE M8 Steckverbinder im Bereich des Steckgesichts, bei aufgesetztem Adapterelement, umgibt. Der passende Gegensteckverbinder weist in dem Bereich des Materialstegs des Adapterelements, selbst keinen Materialsteg auf, kann aber in den Bereichen einen Materialsteg aufweisen, in denen das Adapterelement keinen Materialsteg aufweist.
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Vorteilhaft kann der vergrößerte Bauraum zwischen dem M8-Steckgesicht und dem durch den Adapter resultierenden Umfang des M12-Steckgesichts, zur Anordnung von Kodierelementen für verschieden Applikationen dienen.
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In einem Beispiel ist das Adapterelement einteilig aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere in einem Spritzgussverfahren, ausgebildet.
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Vorteilhaft kann das Adapterelement einfach und schnell im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Steckverbindersystem, aufweisend:
- einen SPE M8 Steckverbinder mit einem SPE M8 Steckgesicht zum Verbinden mit einem komplementären Gegenverbinder; und
- ein Adapterelement, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Adapterelement in einer Ausdehnungsrichtung zumindest bereichsweise als Hohlzylinder ausgestaltet ist, in einem Bereich die äußeren Dimensionen eines SPE M12 Steckgesichts aufweist, und angepasst ist zumindest bereichsweise, um das SPE M8 Steckgesicht des SPE M8 Steckverbinders angeordnet zu werden.
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Das in dem Steckverbindersystem verwendete Adapterelement kann das zuvor beschriebene Adapterelement mit den zuvor beschriebenen Merkmalen sein.
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In einem Beispiel weist der SPE M8 Steckverbinder eine Vielzahl von Stiftelementen und/oder Buchsenelementen auf.
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Der verwendete SPE M8 Steckverbinder kann daher als Stecker, Buchse, oder als eine Kombination aus Stecker und Buchse ausgestaltet sein.
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In einem Beispiel weist der SPE M8 Steckverbinder 2 bis 8 Pole auf.
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Vorteilhaft können in dem Steckverbindersystem, abhängig von der geplanten Anwendung, SPE M8 Steckverbinder mit einer unterschiedlichen Polanzahl verwendet werden.
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In einem Beispiel weist das Steckverbindersystem eine M12 Verschraubung auf, die zumindest bereichsweise anordenbar ist an einem äußeren Umfang des Adapterelements.
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Als Verschraubung kann ein Schraubenelement mit einem M12 Innengewinde oder Außengewinde verstanden werden, das zumindest bereichsweise um den äußeren Umfang des Adapterelements angeordnet werden kann, um das Steckverbindersystem als SPE M12 Steckverbinder zu verwenden, beziehungsweise um das Steckverbindersystem mit einem korrespondierenden SPE M12 Steckverbinder mit einer korrespondierenden Verschraubung verwenden zu können.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine Explosionsansicht eines Steckverbindersystems gemäß einer Ausführungsform;
- 2A, 2B eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf ein Steckverbindersystem gemäß einer Ausführungsform; und
- 3 eine Ansicht eines Steckverbindersystems mit einer Verschraubung angeordnet an einem äußeren Umfang des Adapterelements.
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Die 1 zeigt ein Steckverbindersystem 1, aufweisend einen SPE M8 Steckverbinder 3 und ein Adapterelement 5. In 1 sind der SPE M8 Steckverbinder 3 und das Adapterelement 5 übereinander angeordnet, zur Verdeutlichung des Aufbaus.
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Der in 1 gezeigte SPE M8 Steckverbinder 3 ist im Wesentlichen zylinderförmig aufgebaut und weist an dem ersten Endbereich herausstehende Kontaktelemente 13A, 13N auf, die in der gezeigten Ausführungsform stiftförmig ausgestaltet sind, zum Anschluss an eine Leiterplatte, oder an ein Anschlusskabel (beides nicht gezeigt). Die Kontaktelemente 13A, 13N erstrecken sich durch den SPE M8 Steckverbinder 3 und können am zweiten Endbereich im Steckgesicht 7 mittels entsprechend ausgestalteter korrespondierender Kontaktelemente eines korrespondierenden Steckverbinders kontaktiert werden.
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Beispielhaft ist eine 2-polige Ausführung des SPE M8 Steckverbinders 3 gezeigt. Der SPE M8 Steckverbinder kann aber auch mehr als 2 Pole aufweisen, beispielsweise kann der SPE M8 Steckverbinder auch 8 Pole aufweisen.
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An dem zweiten Endbereich, der dem ersten Endbereich gegenüberliegt, ist das Steckgesicht 7 des SPE M8 Steckverbinders 3 angeordnet. Der Außendurchmesser des gezeigten M8 Steckverbinders 3 ist angepasst, damit zumindest bereichsweise eine M8 Verschraubung um das M8-Steckgesicht 7 angeordnet werden kann. Anstatt der M8 Verschraubung wird allerdings in der gezeigten Ausführungsform das gezeigte Adapterelement 5 auf dem SPE M8 Steckverbinder 3 angeordnet.
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Das Adapterelement 5 ist in Ausdehnungsrichtung im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgestaltet und weist an seiner Innenfläche im Wesentlichen korrespondierende Dimensionen zu den äußeren Dimensionen des SPE M8 Steckverbinders 3 auf. Das gezeigte Adapterelement 5 ist angepasst auf den SPE M8 Steckverbinder 3 gesteckt zu werden, um somit den SPE M8 Steckverbinder 3 und insbesondere das Steckgesicht 7 des SPE M8 Steckverbinders 3 zu umgeben.
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Auch ist in der 1 gezeigt, dass an dem Adapterelement 5 ein Halteelement 11 mit einer komplementären Geometrie zu einer Geometrie eines Elements des SPE M8 Steckverbinders 3 angeordnet ist.
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Das Halteelement 11 ist in der 1 als Materialsteg gezeigt, der mit einer entsprechenden Fläche am SPE M8 Steckverbinder 3 im aufgesteckten Zustand in Verbindung steht, um die Position des Adapterelements 5 auf dem SPE M8 Steckverbinder 3 zu verriegeln und den Sitz des Adapterelements 5 auf dem SPE M8 Steckverbinder 3 zu verbessern.
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Weiterhin weist das gezeigte Adapterelement 5 zwei Kodierelemente 9A, 9B, zur Kodierung des Steckgesichts 7 auf.
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In den 2A und 2B sind eine Seitenansicht und eine Draufsicht des zuvor in 1 gezeigten Steckverbindersystems 1 im zusammengebauten Zustand gezeigt.
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Das in 2B gezeigte SPE M12 Steckgesicht 8, resultierend aus dem Steckgesicht des SPE M8 Steckverbinders 3 mit dem darum herum angeordneten Adapterelement 5, weist die äußeren Dimensionen, beziehungsweise den Umfang eines SPE M12 Steckverbinders 3 auf.
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Weiterhin werden in der 2B die stiftförmigen Enden der beiden Kontaktelemente 13A, 13N gezeigt, die mittels entsprechender Buchsenelemente eines korrespondierenden Steckverbinders kontaktiert werden können. In weiteren Ausführungsformen können die Enden der Kontaktelemente auch als Buchsenelemente ausgebildet sein, zur Kontaktierung mittels entsprechender Stiftelemente eines korrespondierenden Steckverbinders.
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Die 3 zeigt eine Ansicht des zuvor gezeigten Steckverbindersystems 1 mit einer Verschraubung 15, die an einem äußeren Umfang des Adapterelements 5 angeordnet ist.
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Die Verschraubung 15 weist in der dargestellten Ausführungsform ein M12 Außengewinde auf, das um den äußeren Umfang des Adapterelements 5 angeordnet werden kann, um das Steckverbindersystem 1 als SPE M12 Steckverbinder verwenden zu können, beziehungsweise um das Steckverbindersystem 1 mit einem korrespondierenden SPE M12 Steckverbinder verwenden zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbindersystem
- 3
- Steckverbinder
- 5
- Adapterelement
- 7
- SPE M8 Steckgesicht
- 8
- SPE M12 Steckgesicht
- 9A, 9B
- Kodierelement
- 11
- Halteelement
- 13A, 13N
- Kontaktelemente
- 15
- Verschraubung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4447493 C2 [0004]
- DE 29922206 U1 [0004]
- DE 10310749 A1 [0004]
