DE10255190A1

DE10255190A1 - Rundsteckverbindungseinheit

Info

Publication number: DE10255190A1
Application number: DE10255190A
Authority: DE
Inventors: Cord Starke; Markus Becker
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: DE10255190B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rundsteckverbindungseinheit für den frei konfektionierbaren Anschluss flexibler oder starrer Leiter an peripheren Geräten der Automatisierungstechnik, beispielsweise Sensoren, Aktoren, Sensor-Aktor-Verteiler oder dergleichen. Die Rundsteckverbindungseinheit enthält einen Steckerkörper, welcher Bohrungen für die Steckerstifte/Steckerbuchsen hat, und einen Isolierkörper, welcher jeweils Bohrungen für die Aufnahme von Klemmvorrichtungen und eine Führung einer Entriegelungseinrichtung enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rundsteckverbindungseinheit für den frei konfektionierbaren Anschluss flexibler oder starrer Leiter an peripheren Geräten der Automatisierungstechnik, beispielsweise Sensoren, Aktoren, Sensor-Aktor-Verteiler oder dergleichen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Rundsteckverbindungseinheit weist dabei ein Steckergehäuse auf, welches Aufnahmeaussparungen für die Steckerstifte/Steckerbuchsen enthält. Ein Isolierkörper enthält Aufnahmebohrungen für die Schenkelfeder und eine Entriegelungseinrichtung.

In der US 4,310,213 ist eine Rundsteckverbindungseinheit beschrieben, bei der die einzelnen abisolierten Leiter an den Kontakteinheiten mittels einer Quetschverbindung kontaktiert und befestigt ist. Diese Verbindung zwischen dem Leiter und dem Kontaktteil ist jedoch unlösbar, also nachdem der Leiter mit einer Kontakteinheit verbunden ist, kann dieser nur noch mittels Durchtrennen des Leiters von der Kontakteinheit gelöst werden. Nachteilig ist auch, dass zum Kontaktieren des Leiters mit der Kontakteinheit ein Press-Werkzeug benutzt werden muss. Nach dem Kontaktieren müssen die Kontakteinheiten in die Führungsbohrungen des Steckergrundelementes eingesetzt werden, was einen aufwändigen Montageschritt darstellt.

Aus DE 198 16 418 C2 ist eine frei konfektionierbare Rundsteckverbindereinheit bekannt, bei der die Leiter mittels einer schlaufenförmiger Zugfederklemme an die Kontakteinheiten angeschlossen werden. Für Rundsteckverbinder für den frei konfektionierbaren Anschluss flexibler oder starrer Leiter an peripheren Geräten der Automatisierungstechnik, beispielsweise Sensoren, Aktoren, Sensor-Aktor-Verteiler oder dergleichen ist ein derartiger Platzbedarf nicht bereitzustellen. Hier sind die baulichen Abmessungen der Zugfederklemme als nachteilig anzusehen, da die Bedienung und die Auslenkung des Klemmschenkels der Zugfederklemme einen recht hohen Platzbedarf erfordert.

In DE 32 22 597 C2 ist ein frei konfektionierbarer Stecker aufgezeigt, bei dem abisolierte Leiterenden jeweils mittels einer Klemmfeder mit den Kontaktelementen verbunden werden. Auch diese Art der Kontaktierung erfordert einen recht hohen Platzbedarf, welcher für eine Rundsteckverbindereinheit mit beispielsweise bis zu fünf Steckkontakten in einem sogenannten M12-Steckverbinder nicht verwendbar ist.

In DE 200 04 053 ist eine frei konfektionierbare Rundsteckverbindungseinheit beschrieben, bei der der Leiter mittels einer schlaufenförmigen Zugfederklemme an das Kontaktelement angeschlossen wird. Hier ist für jede schlaufenförmige Zugfederklemme im Isolierteil eine einsteckbare Kammer vorgesehen, wobei mit der Anordnung der eingesteckten Kammern die Position der Steckkontakte festgelegt wird. Um die schlaufenförmige Zugfederklemme für die Leitereinführung zu betätigen, muss dazu ein Werkzeug, beispielsweise einem Schlitzschraubendreher, in einen Betätigungsschlitz eingeführt werden. Dies kann bei Steckverbindern der Baugröße M12 oder M8 Handhabung der Konfektionierung teilweise unmöglich oder sehr umständlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in den Abmessungen kleinen, kompakten, frei konfektionierbaren Rundsteckverbinder der Baugröße M8 oder M12 zu schaffen, bei dem abisolierte Leiterenden ohne Spezialwerkzeuge mittels Schraubendreherklinge schnell an die Kontaktelemente angeschlossen oder gelöst werden. Der Anschluss ist für sowohl starre Leiter als auch flexible Leiter vorgesehen.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt. Jeweils ein Kontaktelement der erfindungsgemäßen Rundsteckverbindungseinheit besteht aus einem zylindrischem Steckerstift mit einer daran ausgeformten Anschlussfahne, an die eine U-förmig gebogene Klemmvorrichtung mit einer Schenkelfeder befestigt ist. Der Steckerstift oder Steckerbuchse mit jeweils seinem / ihrem Anschlusssteg besteht vorzugsweise aus einem starren und elektrisch gut leitendem Material, während die Klemmvorrichtung und die Schenkelfeder vorzugsweise aus einem Federstahl als Stanz-Biegeteil besteht. Die Befestigung der Klemmvorrichtung an dem Steckerstift erfolgt nach bekannter Art beispielsweise durch Schweißen, Löten, Crimpen oder Nieten. Die örtliche Position des Steckerstiftes/Steckerbuchse in Bezug auf die örtliche Position der Klemmvorrichtung ist durch Abwinklungen im Verlauf der Anschlussfahne in verschiedenen Positionen festlegbar, in der Regel in einer versetzt parallelen Lage bezüglich einer gedachten verlängerten Achse des Leitereinführungsverlaufs in der Klemmvorrichtung. Ein Isolierkörper enthält auf der Steckseite rechteckige Öffnungen zur Aufnahme der Klemmvorrichtung und auf der Anschlussseite für jedes Kontaktelement mindestens jeweils eine Leitereinführungsöffnung und eine Öffnung zum Durchführen der Entriegelungseinrichtung. Das komplette Kontaktelement wird mit der Klemmvorrichtung in die rechteckige Öffnung eingesetzt, so dass der Rundsteckverbinder im Verbund mit dem Isolierkörper eine hohe Stabilität erhält. Die Klemmvorrichtung ist U-förmig derart gebogen, dass eine aus der Seitenwand herausgebogene Schenkelfeder ein Gegenlager an der gegenüberliegenden Seitenwand aufweist, wobei ein in Längsrichtung der U-förmigen Klemmvorrichtung eingesetzter Leiter an einer Seitenwand durch die Schenkelfeder angedrückt wird. Insbesondere kann die Klemmverbindung mittels einer Entriegelungseinrichtung gelöst werden. Das Eindrücken der Entriegelungseinrichtung erfolgt dabei bezogen auf den Steckerstift axial in Richtung der Leitereinführung entfernten Seite. Dadurch ist es möglich, auf einfache Weise ohne Spezialwerkzeug oder nur durch Handbetätigung den Leiter an die Kontaktelemente anzuschließen.

1:: Rundsteckverbindungseinheit
2:: Kontaktelement
3:: Steckerstift
4:: Steckerbuchse
5:: Anschlusssteg
6:: Klemmvorrichtung
7:: Grundplatte
8:: Anschlussfahne
8a:: erste Abwinkelung in der Anschlussfahne
8b:: Mittelteil der Anschlussfahne
8c:: zweite Abwinkelung in der Anschlussfahne
8d:: Endbereich der Anschlussfahne
9:: Klemmschenkel
10a:: Anlageschenkel
10b:: Seitenwand
11:: Isolierkörper
12:: Aufnahmeöffnung im Isolierkörper
13:: Entriegelungseinrichtung
14:: Leitereinführungsöffnung
15:: Abschlusskappe
16:: Aufnahmekörper
17:: Haltemutter
18:: Überwurfmutter
19:: Steckergesicht
20:: Wulst
21:: Gehäuse
22:: O-Dichtung
23:: Anschlußdichtung
24:: Kerbe

Überschrift der Figuren:
1: zeigt den kompletten Rundsteckverbinder.
2: zeigt die Anordnung der Kontaktelemente im Isolierkörper.
3: zeigt beispielhaft ein einzelnes Kontaktelement.
4: zeigt den Isolierkörper auf der Leiteranschlussseite.
5: zeigt die Anordnung der Kontaktelemente in einer perspektivischen Darstellung.
Ausführungsbeispiel
1 zeigt in einer Schnittbilddarstellung die komplette Rundsteckverbindungseinheit 1. Der Aufnahmekörper 16 enthält Öffnungen zur Aufnahme und Fixierung der Steckerstifte 3 oder Steckerbuchsen 4, wodurch das Steckergesicht 19 festgelegt wird. Eine kragenförmige Wulst 20 dient zur drehbaren Führung einer Überwurfmutter 18. Der Isolierkörper 11 mit dem Aufnahmekörper 16 und der Überwurfmutter 15 und den Kontaktelementen 2 sind in einem Gehäuse 21 gehalten und durch eine Haltemutter 17 gesichert. Zumindest eine O-Dichtung 22 aus elastischem Material, beispielweise Gummi, ist zwischen Steckerkörper 16 und Gehäuse 21 platziert, eine Anschlussdichtung 23, welche ebenfalls aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi, besteht, ist auf der Steckseite des Steckerkörpers 16 platziert. Eine Abschlusskappe 15 dient zur Befestigung und Zugentlastung des anzuschließenden Kabels mit einzelnen Anschlussleitungen und zur Abdichtung am Kabelausgang.
In 2 ist die Anordnung der mit den Stift-und/oder Buchsenkontakten verbundenen Klemmvorrichtung in einer Aufnahmeöffnung 12 im Isolierkörper 11 im Schnitt dargestellt. An der Anschlussfahne 8 ist ein Steckerstift 3 oder, wie in 3 dargestellt, eine Steckerbuchse 4 unlösbar befestigt. Durch die stabile Anordnung des stift- oder buchsenförmigen Kontaktelementes 2 stehen alle Steckerstifte 3 oder Steckerbuchsen 4 in der ortsrichtigen Position zum Einstecken in den Aufnahmekörper 16, nachdem sie jeweils mit ihrer Klemmvorrichtung 6 in die jeweilige Aufnahmeöffnung 12 im Isolierkörper 7 eingeführt worden sind. Der Aufbau und die Funktion der Schenkelfeder 6 ist in 3 verdeutlicht. Aus einem im wesentlichen U-förmig gebogenem Flachmaterial ist auf einer Seite ein Klemmschenkel 9 angeordnet, der über einen Bogen mit einer Seitenwand 10b verbunden ist. Dadurch kann die Klemmkante des Klemmschenkels 9 einen Leiter gegen den Anlageschenkel 10a drücken, der im wesentlichen aus der gegenüberliegenden Seitenwand besteht. Eine Anschlussfahne 8, welche in axialer Richtung der gegenüberliegenden Seite der Leitereinführung verläuft, ist zur Anpassung an die Verbindung mit dem Anschlusssteg 5 versetzt gewinkelt. Durch eine erste Abwinkelung 8a in der Anschlussfahne und/oder eine zweite Abwinkelung 8c kann der mittels der verbleibenden Länge des Mittelteils 8b der parallele Abstand der Klemmvorrichtung 6 zum Steckerstift 3/ Steckerbuchse 4 festgelegt. Eine schräge Anordnung, der Klemmvorrichtung 6 gegenüber des Verlaufs des Steckerstiftes/Steckerbuchse ist durch die Ausführung der Winkel 8a und 8b in der Größe ungleich 90 Grad ebenfalls möglich. Dadurch wird die festgelegte Position der Steckerstifte 3 oder Steckerbuchsen 4 im Steckergesicht 19 zur geometrischen der U-förmigen Klemmvorrichtung 6 im Isolierkörper 11 erreicht. Die Anschlussfahne 8 ist mittels Löt-, Schweiß-, Crimp- oder Nietverbindung mit dem Anschlusssteg 5 des/der Steckerstiftes 3/Steckerbuchse 4 verbunden.
In 5 ist der Vorteil dieser Anordnung des Kontaktelementes 2 zu sehen, da hierbei die Klemmvorrichtung 6 um die Achse des Steckerstiftes 3 oder Steckerbuchse 4 verdreht angeordnet werden kann. Als kompakte und stabile Anordnung kann nun die Klemmvorrichtung 6 des Kontaktelementes 2 in die Aufnahmeöffnung 12 im Isolierkörper 11 eingeführt werden, wodurch die Steckerstifte 3 oder Steckerbuchsen 4 in ortsrichtiger Position im stehen und so gemeinsam und gleichzeitig in den in hier nicht dargestellten Aufnahmekörper für die Steckerstifte 3 oder Steckerbuchsen 4 eingeführt werden.
Wie in 2 dargestellt ist für jedes Kontaktelement 2 jeweils eine Entriegelungseinrichtung 13 vorgesehen, die eine einfache Einführung eines Leiters zwischen den Klemmschenkel 9 und dem Anlageschenkel 10 dadurch erlaubt, dass eine Betätigung in Axialrichtung des Steckerstiftes 3 oder Steckerbuchse 4 der Klemmschenkel 9 von seinem Anlageschenkel 10a oder einem zwischen diese beiden geklemmten Leiter weggedrückt wird. Durch Eindrücken der Entriegelungseinrichtung 13 wird der Klemmschenkel 9 durch wegdrücken vorgespannt und vom Anlageschenkel 10a entfernt, wodurch ein offener Spalt zwischen Klemmschenkel 9 und Anlageschenkel 10a entsteht. Durch die Leitereinführungsöffnung 14 kann nun ein abisolierter Leiter ohne Kraftaufwand eingeführt werden. Hierbei können sowohl starre Leiter als auch flexible Leiter angeschlossen werden. Eine Kerbe 24 dient zur Positionierung einer Schraubendreherklinge oder einem ähnlichen Werkzeug, wenn ein solches zur Betätigung benutzt wird. 4 zeigt, dass die Anordnung der Leitereiführungsöffnungen 14 und die dazu jeweils zugeordneten Entriegelungseinrichtungen 13 sehr variabel gestaltet werden kann.

Claims

Rundsteckverbindungseinheit (1) für den frei konfektionierbaren Anschluss flexibler oder starrer Leiter, mit Kontaktelementen (2), wobei die Kontaktelemente (2) jeweils eine Klemmvorrichtung (6) für einen anzuschließenden Leiter enthalten, wobei die Klemmvorrichtung (6) zur örtlichen Fixierung in einer Aufnahmeöffnung (13) in eine Isolierkörper (11) eingesteckt ist und ein Aufnahmekörper (16) die Steckerstifte (3)/Steckerbuchsen (4) des Kontaktelementes (2) in ortsrichtiger Position hält, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (6) fest mit seinem/seiner Steckerstift (3) und/oder Steckerbuchse(4) verbunden ist und eine Entriegelungseinrichtung (13) im Isolierkörper (11) den Klemmschenkel (9) gegen dessen Federkraft derart bewegt, dass ein Zwischenraum zur Leitereinführung entsteht.
Rundsteckverbindungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Klemmvorrichtung (6) einstückig aus einem elektrisch leitenden Flachbandmaterial geformt ist.
Rundsteckverbindungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Klemmvorrichtung (6) eine Anschlussfahne (8) zur Befestigung mindestens eines Steckerstiftes (3) und/oder Steckerbuchse (4) enthält.
Rundsteckverbindungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Steckerstift (3) oder die Steckerbuchse (4) einen Anschlusssteg (5) enthält.
Rundsteckverbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die Anschlussfahne (8) durch ihre Länge im Mittelbereich (8b) und mindestens einer Abwinkelung (8a) den örtlichen Bezug zum Steckerstift (3) und/oder Steckerbuchse (4) festlegt.
Rundsteckverbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass die Klemmvorrichtung (6) bezüglich dem Verlauf der Leitereinführung örtlich parallel zum Steckerstift (3) und/oder Steckerbuchse (4) liegt.
Rundsteckverbindungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass der parallele Abstand zwischen der Klemmvorrichtung (6) und dem Steckerstift (3) oder Steckerbuchse (4) durch die Länge des Mittelteils (8b) der Anschlussfahne festgelegt wird.
Rundsteckverbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass die Klemmvorrichtung (6) bezüglich dem Verlauf der Leitereinführung örtlich schräg zum Steckerstift (3) und/oder Steckerbuchse (4) liegt.
Rundsteckverbindungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass die Größe der Schräge der Klemmvorrichtung (6) bezüglich des Steckerstiftes (3) oder der Steckerbuchse (4) durch die erste Abwinkelung (8a) und/oder der zweiten Abwinkelung (8c) in der Anschlussfahne festgelegt wird.
Rundsteckverbindungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass die Anschlussfahne (8) der Klemmvorrichtung (6) an seinem Endbereich (8d) mit dem Anschlusssteg (5) des Steckerstiftes (3) oder der Steckerbuchse (4) durch verschweißen, verlöten, crimpen oder vernieten befestigt ist.
Rundsteckverbindungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Entriegelungseinrichtung (13) in axialer Richtung, bezogen auf die Steckrichtung, in einer Aufnahmeöffnung (im Isolierkörper (11) geführt und gehalten wird und den Klemmschenkel (9) in seiner schrägen Anordnung gegen die Federkraft bewegt.
Rundsteckverbindungseinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass die Entriegelungseinrichtung (13) eine Kerbe (24) zur Positionierung einer Schraubendreherklinge enthält