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Die Erfindung betrifft einen Stecker, insbesondere einen Profibus-Stecker, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stecker, wie zum Beispiel Profibus-Stecker, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Aus dem Stand der Technik bekannte Profibus-Stecker sind in sogenannter Bedrahtungstechnik ausgeführt. Solche in Bedrahtungstechnik ausgeführte Profibus-Stecker sind gegenüber mechanischen Beanspruchen, die beim Verschrauben des Profibus-Steckers mit anderen Bauteilen auf den Profibus-Stecker einwirken, unempfindlich.
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Soll hingegen ein Profibus-Stecker in sogenannter SMT-Technik (SMT = Surface Mount Technology) ausgeführt werden, so müssen die beim Verschrauben des Profibus-Steckers auftretenden Kräfte aufgefangen bzw. abgeleitet werden, da ansonsten zum Beispiel eine Leiterplatte des Profibus-Steckers durch entstehende Leiterbahnrisse beschädigt werden könnte. In SMT-Technik ausgeführte Profibus-Stecker sind nämlich anfällig gegenüber der beim Verschrauben des Profibus-Steckers auftretenden mechanischen Beanspruchung.
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Aus dem Stand der Technik sind keine Stecker, insbesondere keine Profibus-Stecker, bekannt, die in SMT-Technik ausgeführt sind. Das Problem der beim Verschrauben des Profibus-Steckers auftretenden mechanischen Beanspruchung konnte bislang nicht beseitigt werden.
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Aus der
DE 196 02 156 C1 ist ein Anschlußstecker zum Anschließen von Adern eines Kabels an ein elektrisches Gerät bekannt, mit einem Grundteil mit einem Gerätebereich und einem vom Gerätebereich verschiedenen Kabelbereich, mit einem im Gerätebereich angeordneten Gerätestecker mit Steckkontakten, mittels dessen der Anschlußstecker an das elektrische Gerät anschließbar ist, mit mit den Steckkontakten verbundenen Anschlußklemmen, an die die Adern des Kabels anklemmbar sind, und mit einem im Kabelbereich angeordneten Haltestück mit Außenseiten zum Halten des Kabels, wobei das Haltestück schwenkbar angeordnet ist.
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Die
WO 02/065 593 A1 betrifft eine Steckvorrichtung mit mindestens einem Kabelanschluss und mindestens einem Anschluss für eine elektronische Baugruppe, wobei die Steckvorrichtung Schneid-, Schraub- oder Federklemmen für den Anschluss mindestens eines Kabels aufweist. Im Steckergehäuse der Steckvorrichtung ist eine Leiteplatte angeordnet ist, auf der sich eine Diagnose- und Auswerteschaltung befindet, wobei mindestens ein schaltbarer Abschlusswiderstand vorgesehen ist und wobei die Steckvorrichtung eine mit der Diagnose- und Auswerteschaltung verbundene Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Ergebnisse der Auswertung aufweist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, einen neuartigen Stecker, insbesondere einen neuartigen Profibus-Stecker, zu schaffen.
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Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass der eingangs genannte Stecker durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist jede Befestigungseinrichtung in zwei Halteelementen geführt, wobei ein erstes Halteelement benachbart zur Buchseneinrichtung und ein zweites Halteelement benachbart zur Steckereinrichtung positioniert ist, und wobei jede Befestigungseinrichtung ausschließlich mit dem zweiten, benachbart zur Steckereinrichtung angeordneten Halteelement in Wirkkontakt steht. Hierdurch ist sichergestellt, dass beim Verschrauben des Steckers auftretende mechanische Beanspruchungen auf das Bauteil abgeleitet werden, mit welchem der Stecker verbunden werden soll. Eine Leiterplatte des Steckers wird im Wesentlichen nur durch das Gewicht der am Stecker angreifenden Kabel beansprucht.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine Anordnung aus einem erfindungsgemäßen Stecker und einem weiteren, mit dem erfindungsgemäßen Stecker verschraubten Stecker in perspektivischer Ansicht,
- 2 den erfindungsgemäßen Stecker der 1 in einer gegenüber 1 gedrehten, perspektivischen Ansicht, und
- 3 ein vergrößertes Detail aus dem erfindungsgemäßen Stecker der 1 und 2.
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1 zeigt eine Steckeranordnung 1 bestehend aus einem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 und einem zweiten Bauteil 3, im Ausführungsbeispiel einem weiteren, mit dem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 verschraubten Profibus-Stecker. Die Steckeranordnung 1 aus dem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 und dem weiteren Profibus-Stecker ist vorzugsweise mit einem nicht dargestellten Bauteil, zum Beispiel einem Computer, verbunden.
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Der erfindungsgemäße Profibus-Stecker 2 umfasst ein Gehäuse 4, wobei an einem gegenüberliegenden Ende 5, 6 des Gehäuses 4 Flansche 7, 8 angeordnet sind. An einem ersten Ende 5 des Gehäuses 4 ist ein erster Flansch 7 angeordnet, wobei der erste Flansch 7 eine Buchseneinrichtung 9 trägt. An dem zweiten Ende 6 des Gehäuses 4 ist ein zweiter Flansch 8 angeordnet, wobei der zweite Flansch 8 eine Steckereinrichtung 10 des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 trägt. Mit der Steckereinrichtung 10 ist der erfindungsgemäße Profibus-Stecker 2 in ein erstes, nicht dargestelltes Bauteil, wie zum Beispiel in einen Computer, einsteckbar. In die Buchseneinrichtung 9 des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 ist ein zweites Bauteil 3, nämlich der in 1 dargestellte, weitere Profibus-Stecker, einsteckbar.
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In die Buchseneinrichtung 9 sowie die Steckereinrichtung 10 integrierte Kontakte des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 sind über Kontaktstege 11 auf eine Leiterplatte 12 des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 geführt. Der Darstellung gemäß 1 und 2 kann entnommen werden, dass der erfindungsgemäße Profibus-Stecker 2 in SMT-Technik (SMT = Surface Mount Technology) ausgeführt ist.
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Wie den 1 und 2 weiter entnommen werden kann, sind in den Profibus-Stecker 2 und den weiteren Profibus-Stecker Anschlüsse 13 integriert, um nicht dargestellte Leitungen des sogenannten Profibusses an die Profibus-Stecker anzuschließen.
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Gemäß 1 und 2 erstrecken sich zu beiden Seiten der Buchseneinrichtung 9 sowie der Steckereinrichtung 10 als Schrauben ausgebildete Befestigungseinrichtungen 14, 15. Jeweils eine Befestigungseinrichtung 14, 15 ist dabei zu einer Seite der Buchseneinrichtung 9 sowie der Steckereinrichtung 10 positioniert. Die Befestigungseinrichtungen 14, 15 erstrecken sich durch das Gehäuse 4 hindurch, und ragen mit Enden aus dem Gehäuse 4 heraus. So zeigt insbesondere 2, dass jede der Befestigungseinrichtungen 14, 15 über einen Schraubenkopf 16 verfügt, der am ersten Ende 5 des Gehäuses 4 benachbart zum Flansch 7 der Buchseneinrichtung 9 aus dem Gehäuse 4 herausragt. Am gegenüberliegenden, zweiten Ende 6 des Gehäuses 4 ragt jede der Befestigungseinrichtungen 14, 15 mit einem Gewindeabschnitt 17 aus dem Gehäuse 4 heraus. Mit diesem Gewindeabschnitt 17 sind die Befestigungseinrichtungen 14, 15 in ein Gewinde des nicht dargestellten, ersten Bauteils, zum Beispiel eines Computers, einschraubbar.
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Für den in SMT-Technik ausgeführten Profibus-Stecker 2 ist es wichtig, dass die beim Verschrauben des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 auftretenden Kräfte nicht auf die Leiterplatte 12 des Profibus-Steckers 2 einwirken, sondern vielmehr auf das Bauteil übertragen bzw. in das Bauteil abgeleitet werden, mit dem der Profibus-Stecker 2 über die Gewindeabschnitte 17 der Befestigungseinrichtungen 14, 15 verschraubt werden soll.
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Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jede der Befestigungseinrichtungen 14, 15 in zwei als Halteklötze ausgebildeten Halteelementen 18, 19 geführt ist. Jeweils ein erstes Halteelement 18 ist benachbart zur Buchseneinrichtung 9 bzw. zum ersten Flansch 7 positioniert. Jeweils ein zweites Halteelement 19 ist benachbart zur Steckereinrichtung 10 bzw. zum zweiten Flansch 8 angeordnet. Die beiden Befestigungseinrichtungen 14, 15 sind nun so in den Halteelementen 18, 19 geführt, dass jede der Befestigungseinrichtungen 14, 15 ausschließlich mit dem zweiten, benachbart zur Steckereinrichtung 10 angeordneten Halteelement 19 in Wirkkontakt steht. In 1 und 2 sind die der Befestigungseinrichtung 14 zugeordneten Halteelemente 18 und 19 komplett dargestellt, wohingegen die Halteelemente 18 und 19 der Befestigungseinrichtung 15 zur besseren Darstellung der Befestigungseinrichtung 15 aufgeschnitten sind. 3 zeigt ein vergrößertes Detail des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 im Bereich der Befestigungseinrichtung 15. Jeder der Halteklötze 18, 19 ist mit der Leiterplatte 12 fest verbunden.
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Die ersten Halteelemente 18, die benachbart zur Buchseneinrichtung 9 bzw. zum ersten Flansch 7 angeordnet sind, verfügen über eine Durchgangsbohrung 20, die über die gesamte Breite der Halteelemente 18 hinweg zylindrisch ausgebildet ist. In dieser Durchgangsbohrung 20 sind die Befestigungselemente 14, 15 derart geführt, dass die Befestigungseinrichtungen 14, 15 im Bereich der ersten Halteelemente 18 frei drehbar sowie in axialer Richtung frei verschiebbar sind. Ein ebenfalls zylindrisch ausgebildeter, sich an den Schraubenkopf 16 anschließender Abschnitt 21 der Befestigungseinrichtungen 14, 15 verfügt hierzu über einen Außendurchmesser, der durchgängig kleiner ist als ein Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 20. Dies bedeutet, dass der zylindrische Abschnitt 21 der Befestigungseinrichtung 14, 15 mit radialem Spiel in den Durchgangsbohrungen 20 angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass zwischen dem zylindrischen Abschnitt 21 und der Durchgangsbohrung 20 immer ein Spalt ausgebildet ist. Bei der radialen sowie axialen Bewegung der Befestigungselemente 14, 15 werden dieselben zwar in den ersten Halteelementen 18 geführt, die ersten Halteelemente 18 bilden jedoch für die radiale sowie axiale Bewegung der Befestigungseinrichtungen 14 und 15 kein Gegenlager und müssen demnach keine entsprechenden Kräfte aufnehmen.
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Die zweiten als Halteklötze ausgebildeten Halteelemente 19, die benachbart zur Steckereinrichtung 10 bzw. benachbart zum zweiten Flansch 8 angeordnet sind, weisen ebenfalls Durchgangsbohrungen 22 auf. In den Durchgangsbohrungen 22 der zweiten Halteelemente 19 sind die Befestigungseinrichtungen 14, 15 wiederum frei drehbar gelagert bzw. geführt.
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Die Durchgangsbohrung 22 der zweiten Halteelemente 19 sind jedoch nicht wie die Durchgangsbohrungen 20 der ersten Halteelemente 18 durchgängig zylindrisch ausgebildet, vielmehr verfügen die Durchgangsbohrungen 22 der zweiten Halteelemente 19 über einen trichterförmig oder konusförmig ausgebildeten Abschnitt 23. Der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 22 der zweiten Halteelemente 19 verjüngt sich demnach in Richtung auf das zweite Ende 6 des Gehäuses 4.
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Dieser trichterförmig oder konusförmig ausgebildete Abschnitt 23 der Durchgangsbohrung 22 bildet ein Gegenlager für einen ebenfalls trichterförmig bzw. konusförmig ausgebildeten Abschnitt 24 der Befestigungseinrichtungen 14, 15. Demnach sind die Befestigungseinrichtungen 14, 15 in den zweiten Halteelementen 19 nicht axial frei verschiebbar. Vielmehr bilden die trichterförmigen oder konusförmigen Abschnitte 23 ein Gegenlager für die Axialbewegung der Befestigungseinrichtungen 14, 15 in den Durchgangsbohrungen 22 der zweiten Halteelemente 19.
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Beim Verbinden bzw. Einschrauben des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 in ein nicht dargestelltes erstes Bauelement bzw. Bauteil wird ein Befestigungsmoment demnach einerseits über den Schraubeingriff zwischen den Gewindeabschnitten 17 der Befestigungseinrichtungen 14, 15 und dem entsprechenden Gewinde des ersten Bauteils und andererseits über die Klemmwirkung zwischen den konus- oder trichterförmigen Abschnitten 23, 24 von Durchgangsbohrung 22 und Befestigungseinrichtungen 14, 15 bereitgestellt.
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Wie insbesondere 3 entnommen werden kann, sind in die Schraubenköpfe 16 der Befestigungseinrichtungen 14, 15 jeweils eine Bohrung 25 mit einem Innengewinde eingebracht. In die Bohrung 25 der Schraubenköpfe 16 sind im Detail nicht dargestellte Befestigungseinrichtungen des in die Buchseneinrichtung 9 eingesteckten weiteren Profibus-Steckers einschraubbar. Ein zweites Befestigungsmoment beim Verbinden des weiteren Profibus-Steckers mit dem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 wird demnach durch den Schraubeingriff zwischen den nicht dargestellten Befestigungseinrichtungen des weiteren Profibus-Steckers und den Schraubenköpfen 16 der Befestigungseinrichtungen 14, 15 des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 bereitgestellt.
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Da das bereits oben beschriebene, erste Befestigungsmoment zwischen dem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 und einem nicht dargestellten Bauelement, zum Beispiel einem Computer, zusätzlich den Anteil der Klemmwirkung zwischen den trichterförmigen Abschnitten 23 und 24 umfasst, ist das erste Befestigungsmoment größer als das zweite Befestigungsmoment. In diesem Fall kann das Befestigungsmoment auch als Losdrehmoment bezeichnet werden. Wird demnach die Schraubverbindung zwischen dem weiteren Profibus-Stecker und dem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 gelöst, so ist hierdurch sichergestellt, dass nicht gleichzeitig die Schraubverbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 und dem nicht dargestellten ersten Bauteil gelöst wird. Vielmehr bleibt die Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Profibus-Stecker 2 und zum Beispiel einem Computer, in welchen der erfindungsgemäße Profibus-Stecker 2 eingeschraubt ist, erhalten. Hierdurch werden Montageprobleme vermieden.
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Wie insbesondere 2 im Bereich der Befestigungseinrichtung 14 entnommen werden kann, ist jeder der Schraubenköpfe 16 der Befestigungseinrichtungen 14, 15 stets mit Abstand zu dem Gehäuse 4 bzw. dem ersten Flansch 7 positioniert. Selbst dann, wenn zur Befestigung des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 an zum Beispiel einem Computer die Gewindeabschnitte 17 der Befestigungseinrichtungen 14 und 15 in entsprechende Gewinde eingedreht sind und eine Klemmwirkung zwischen den Abschnitten 23 und 24 der zweiten Halteelemente 19 und den entsprechenden Befestigungseinrichtungen 14 und 15 zum Tragen kommt, ist noch immer ein Abstand zwischen Schraubköpfen 16 und dem ersten Flansch 7 eingehalten. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Befestigungseinrichtungen 14, 15, insbesondere die Schraubenköpfe 16 derselben, keine axiale Kraft auf das Gehäuse 4 bzw. die ersten Flansche 7 und damit letztendlich auf die Leiterplatte 12 ausüben.
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Beim Verschrauben des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 mit anderen Bauteilen auftretende Kräfte und Momente werden demnach nicht auf die Leiterplatte 12 des in SMT-Technik ausgeführten Profibus-Steckers 2 übertragen. Es kommt zu keinen Beschädigungen der Leiterplatte 12 und damit des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2.
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An dieser Stelle soll nochmals darauf hingewiesen werden, dass beim Anziehen der Befestigungseinrichtungen 14, 15 dieselben keine Kraft auf die ersten Halteelemente 18, die benachbart zur Buchseneinrichtung 9 positioniert sind, ausüben. Vielmehr sind in den ersten Halteelementen 18 Durchgangsbohrungen 20 integriert, in welchen die Befestigungseinrichtungen 14, 15 frei drehbar sowie in axialer Richtung frei verschiebbar sind. In den zweiten Halteelementen 19, die benachbart zur Steckereinrichtung 20 angeordnet sind, ist ein konus- oder trichterförmiges Gegenlager ausgebildet. Sämtliche beim Verschrauben auftretende Kräfte werden entweder von den zweiten Halteelementen 19 aufgenommen oder unmittelbar in das Bauteil abgeleitet, mit welchem der erfindungsgemäße Profibus-Stecker 2 verschraubt werden soll. Die Leiterplatte 12 des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 wird nicht belastet.
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Der Konus der Durchgangsbohrung 22 des zweiten Halteelements 19 sowie der Konus des Abschnitts 24 der Befestigungseinrichtungen 14, 15 verfügen vorzugsweise über einen Konuswinkel von 30°. Es kann jedoch ein von 30° abweichender Konuswinkel gewählt werden. Der Konuswinkel liegt vorzugsweise zwischen 20° und 60°.
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Der erfindungsgemäße Profibus-Stecker 2 kann demnach mit anderen Bauteilen verschraubt werden, ohne dass eine Leiterplatte 12 desselben verspannt oder beschädigt wird. Insofern wird eine Ausführung des Profibus-Steckers in SMT-Technologie ermöglicht.
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Weiterhin wird durch das höhere Losdrehmoment des erfindungsgemäßen Profibus-Steckers 2 gegenüber dem Losdrehmoment des weiteren Profibus-Steckers erreicht, dass die Montage erheblich vereinfacht wird. Dies wird ohne zusätzliche Bauteile erreicht. Der erfindungsgemäße Profibus-Stecker 2 verfügt über einen einfachen konstruktiven Aufbau.
