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Die
Erfindung betrifft einen Verbindungsstecker zur elektrischen Verbindung
eines ersten Anschlußsteckers
eines ersten elektrischen Geräts,
insbesondere einer ersten Sensor-Aktor-Box, mit einem zweiten Anschlußstecker
eines zweiten elektrischen Geräts,
insbesondere einer zweiten Sensor-Aktor-Box, mit einem Gehäuse und
mit zwei in dem Gehäuse
parallel zueinander angeordneten Gegensteckverbindern, wobei der
erste Gegensteckverbinder mit dem ersten Anschlußstecker und der zweite Gegensteckverbinder
mit dem zweiten Anschlußstecker
verbindbar ist, wobei die beiden Gegensteckverbinder jeweils einen
Kontaktträger
mit mehreren Kontaktelementen aufweisen, die mit den Kontaktelementen
der Anschlußstecker
verbindbar sind und wobei die Kontaktelemente der beiden Gegensteckverbinder
elektrisch miteinander verbunden sind.
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In
der Praxis kommt es häufig
vor, daß zwei oder
mehrere elektrische Gerät
elektrisch miteinander verbunden werden müssen. Bei derartigen elektrischen
Geräten
kann es sich beispielsweise um Verteilerboxen, insbesondere sogenannte
Sensor-Aktor-Boxen handeln, mit deren Hilfe mehrere Sensoren oder
Aktoren an einen gemeinsamen Bus angeschlossen werden können. Derartige
Sensor-Aktor-Boxen
weisen an ihrer Oberseite mehrere Anschlußstecker auf, die zum Anschluß eines
mit einem Sensor oder Aktor verbundenen elektrischen Kabels dienen,
wobei das Kabel dann einen zu dem Anschlußstecker korrespondierenden
Gegenstecker aufweist. Die Anschlußstecker weisen dabei jeweils einen
Kontaktträger
mit mehreren Kontaktelementen auf, bei denen es sich entweder um
Kontaktstifte oder um die korrespondierenden Buchsen handelt. In Abhängigkeit
davon, ob in dem Kontaktträger
die Kontaktstifte oder die Buchsen angeordnet sind, wird der Anschlußstecker
als Stecker oder als Buchse bezeichnet.
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Derartige
Sensor-Aktor-Boxen, die auch als Sensor-Aktor-Verteiler bezeichnet
werden, sind beispielsweise in dem Prospekt "AUTOMATIONWORX 2005", Seiten 254–257 der Phoenix Contact GmbH & CO. KG, Blomberg,
dargestellt und aus der
DE
295 05 272 U1 bekannt. Sie weisen in der Regel 4, 8 oder 16
Kontakteinsätze
auf, die ein genormtes Innen- oder Außengewinde, beispielsweise
M8, M10 oder M12, aufweisen. Derartige Sensor-Aktor-Verteiler werden üblicherweise
in der Maschinen- und Anlagetechnik eingesetzt. Die Aufgabe eines Sensor-Aktor-Verteilers
besteht in der Sammlung von Sensorsignalen bzw. in der Verteilung
von Aktorsignalen. Die Sensor-Aktor-Verteiler dienen dabei als mechanische
und/oder elektrische Schnittstellen in Bussystemen, über die
eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren an eine zentrale Steuer-
oder Rechnereinheit angeschlossen werden. Die Verbindung einzelner
Sensor-Aktor-Verteiler untereinander sowie der Sensor-Aktor-Verteiler
mit der meist in einem Schaltschrank angeordneten Steuereinheit
erfolgt bei sogenannten passiven Sensor-Aktor-Verteilern mit hochpoligen
Stammkabeln. Bei sogenannten aktiven Sensor-Aktor-Verteilern werden
die in den Sensor-Aktor-Verteilern gesammelten und ggf. vorverarbeiteten Signale
seriell auf Busleitungen übertragen.
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Passive
Sensor-Aktor-Verteiler werden meist mit fest angespritzten Stammleitungen
angeboten. Darüber
hinaus sind jedoch auch passive Sensor-Aktor-Verteiler bekannt,
bei denen die Stammleitungen über
Steckverbinder oder mit Hilfe von Federkraftklemmen an den Verteiler
angeschlossen werden können.
Entsprechend gibt es auch bei aktiven Sensor-Aktor-Verteilern verschiedene
Möglichkeiten
das Buskabel anzuschließen,
wobei hier, ähnlich
wie beim Anschluß einzelner
Sensoren oder Aktoren, auch standardisierte Steckverbinder benutzt
werden können.
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Die
Verbindung zweier Anschlußstecker zweier
Sensor-Aktor-Boxen mit Hilfe elektrischer Kabel, die an ihren Enden
passende Stecker oder Buchsen aufweisen, hat den Vorteil, daß die Kabel,
aufgrund der an den Steckverbindern ausgebildeten Überwurfhülsen, welche
ein Innen- oder Außengewinde
aufweisen, mit den ein entsprechendes Außen- oder Innengewinde aufweisenden
Anschlußsteckern
mechanisch fest verbunden werden können. Nachteilig ist hierbei
jedoch, daß insbesondere
bei unmittelbar benachbart zueinander angeordneten Sensor-Aktor-Boxen die Verwendung
mehrerer elektrischer Kabel leicht zu einem unübersichtlichen Aufbau führen kann,
wobei darüber
hinaus einzelne in den Sensor-Aktor-Boxen angeordnete Kontakteinsätze durch
ankommende oder abgehende Kabel verdeckt werden können.
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Darüber hinaus
kann die Verbindung zwischen benachbarten oder mit geringem Abstand
voneinander angeordneten Sensor-Aktor-Boxen auch mittels Verbindungssteckern
erfolgen, welche häufig auch
als Brückenglieder
oder Verbindungsbrücken bezeichnet
werden. Derartige Verbindungsstecker zur elektrischen Verbindung
zweier benachbarter Sensor-Aktor-Boxen sind beispielsweise aus der
DE 100 11 354 C1 bekannt.
Der bekannte Verbindungsstecker weist zwei Kontaktträger auf,
in denen jeweils achtundzwanzig Steckerstifte angeordnet sind. Die beiden
Kontaktträger
des bekannten Verbindungssteckers werden zusammen auf die in den
beiden Sensor-Aktor-Boxen angeordneten korrespondierenden Kontaktträger, die
jeweils korrespondierende Steckerbuchsen aufweisen, aufgesteckt.
Die Verwendung eines solchen Verbindungssteckers führt zwar
zu einem übersichtlicheren
Aufbau, hier besteht jedoch der Nachteil, daß eine mechanische Befestigung
des Verbindungssteckers auf den Sensor-Aktor-Boxen nicht oder nur
schwer möglich
ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs
beschriebenen Verbindungsstecker bezüglich der Handhabung und Montage
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Verbindungsstecker dadurch
gelöst, daß ein Verriegelungselement
beweglich im Gehäuse
angeordnet ist, mit dem der Verbindungsstecker an mindestens einem
elektrischen Gerät
befestigbar ist. Abweichend von der ansonsten bei elektrischen Steckverbindungen
realisierten mechanischen Verbindungsmöglichkeit mit Hilfe einer Überwurfmutter oder
einer Überwurfschraube,
die mit dem Gegensteckverbinderteil verschraubt wird, ist bei dem
erfindungsgemäßen Verbindungsstecker
somit ein separates Verriegelungselement vorgesehen, mit dem der Verbindungsstecker
insgesamt am Gehäuse
der elektrischen Geräte,
insbesondere der Sensor-Aktor-Boxen befestigt werden kann.
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Grundsätzlich könnten zwar
auch die beiden Gegensteckverbinder des Verbindungssteckers jeweils
eine Überwurfhülse mit
einem entsprechenden Gewinde aufweisen, da dann jedoch die Überwurfhülse – im Unterschied
zur Ausbildung bei einem elektrischen Kabel mit einem entsprechenden
Steckverbinder – nur
relativ schwer zugänglich
wäre, wäre das Auf-
bzw. Einschrauben der Überwurfhülse relativ
aufwendig. Im Unterschied dazu kann durch eine entsprechende Ausgestaltung
des Verriegelungselements die mechanische Befestigung des erfindungsgemäßen Verbindungssteckers
an den benachbarten Sensor-Aktor-Boxen sehr einfach realisiert werden.
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Vorzugsweise
ist das Verriegelungselement mittig zwischen den beiden Gegensteckverbindern im
Gehäuse
angeordnet. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, daß die einzelnen
Anschlußstecker
im Gehäuse
der Sensor-Aktor-Boxen einen gewissen Abstand vom Rand der Sensor-Aktor-Boxen
aufweisen, so daß auch
die beiden Gegensteckverbinder des Verbindungssteckers einen korrespondierenden Abstand
voneinander aufweisen müssen.
Dadurch ist zwischen den beiden Gegensteckverbindern ausreichend
Platz zur Aufnahme des Verriegelungselements vorhanden, so daß sich die
Baugröße des Verbindungssteckers
durch die Aufnahme des Verriegelungselements nicht vergrößert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Verriegelungselement
so angeordnet und ausgebildet, daß es aus einer ersten Stellung
(Montagestellung), in der der Verbindungsstecker auf die beiden
elektrischen Geräte
aufsteckbar bzw. von den beiden elektrischen Geräten abnehmbar ist, in eine
zweite Stellung (Verriegelungsstellung) verbringbar, in der der
Verbindungsstecker an den Geräten
befestigt ist und die beiden Geräte durch
den Verbindungsstecker mechanisch miteinander verbunden sind. Durch
die Anordnung des Verriegelungselements wird somit nicht nur die
mechanische Befestigung des Verbindungssteckers auf den Sensor-Aktor-Boxen
gewährleistet,
sondern darüber hinaus
auch eine mechanische Verbindung der beiden Sensor-Aktor-Boxen untereinander
hergestellt. Durch die Ausbildung des Verriegelungselements in dem
Verbindungsstecker kann somit auf die Ausbildung entsprechender
Rastelemente an den Sensor-Aktor-Boxen verzichtet werden. Das Verriegelungselement übernimmt
somit eine doppelte Funktion; zum einen die mechanische Befestigung
des Verbindungssteckers an den beiden elektrischen Geräten, zum
anderen die sichere Befestigung der beiden elektrischen Geräte zueinander.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Verriegelungselement als
Schlüsselelement
mit einem Zylinderkopf und einem Schlüsselbart ausgebildet, wobei
der Schlüsselbart
in der ersten Stellung durch eine zwischen den beiden benachbarten
elektrischen Geräten
ausgebildete Nut durchsteckbar ist und in der zweiten Stellung an
den beiden elektrischen Geräten
ausgebildete Vorsprünge
untergreift. Ein derartiges Schlüsselelement
ist nicht nur besonders einfach herstellbar, es läßt sich
auch sehr einfach durch Drehen betätigen. Hierzu ist in dem Zylinderkopf
des Schlüsselelements
vorzugsweise ein Schlitz oder Kreuzschlitz ausgebildet. Damit das
Verriegelungselement nicht be schädigt
werden kann, ist darüber
hinaus vorgesehen, daß das
Verriegelungselement im Gehäuse
versenkbar ist. Dabei ist vorzugsweise eine Sackbohrung zur Abstützung des
Zylinderkopfes im Gehäuse ausgebildet.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
auf den beiden Kontaktträgern
der beiden Gegensteckverbinder des Verbindungssteckers jeweils ein
Dichtelement angeordnet, mit dessen Hilfe die Verbindung zwischen dem
Verbindungsstecker und den Sensor-Aktor-Boxen den Anforderungen
der Schutzart IP65 oder IP67 genügt.
In der Montagestellung des Verbindungssteckers sind dazu die beiden
Dichtelemente der beiden Gegensteckverbinder derart zwischen den
beiden Anschlußsteckern
der Sensor-Aktor-Boxen
und den Gegensteckverbindern angeordnet, daß die Dichtelemente axial zusammengepreßt sind.
Aufgrund der Anordnung der Dichtelemente auf den Kontaktträgern ist
somit zur Montage des Verbindungssteckers eine axiale Kraft erforderlich,
wobei der Verbindungsstecker anschließend trotz der Rückstellkraft
der Dichtelemente aufgrund des Verriegelungselements in seiner Montagestellung
verbleibt.
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Gemäß einer
letzten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die hier noch
kurz erläutert
werden soll, besteht das Gehäuse
des Verbindungssteckers aus einem im wesentlichen U-förmig ausgebildeten
Unterteil und einem Deckel. Im Deckel ist dabei eine Öffnung zur
Betätigung
des Verriegelungselements ausgebildet, wobei sich bei der Ausbildung
eines einfachen Schlitzes im Zylinderkopf des Verriegelungselements
dann der Vorteil ergibt, daß anhand der
Ausrichtung des Schlitzes unmittelbar erkennbar ist, ob der Verbindungsstecker
richtig verriegelt ist.
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Im
einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Verbindungsstecker
auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen sowohl
auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche als
auch auf die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine
Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssteckers, zusammen mit
Teilen zweier Sensor-Aktor-Boxen,
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2 den
Verbindungsstecker gemäß 1 im
montierten Zustand, ebenfalls in Schnittdarstellung,
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3 eine
perspektivische Darstellung des Verbindungssteckers, und
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4 den
Verbindungsstecker in Explosionsdarstellung.
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In
allen Figuren dargestellt ist ein Verbindungsstecker 1 und
in den 1 und 2 jeweils ein Teil eines elektrischen
Geräts.
Der Verbindungsstecker 1 dient dabei zur elektrischen Verbindung
eines ersten Anschlußsteckers 2 einer
ersten Sensor-Aktor-Box 3 mit
einem zweiten Anschlußstecker 4 einer
zweiten Sensor-Aktor-Box 5.
Die Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 weisen darüber hinaus
noch weitere Anschlußstecker 6 auf,
beispielsweise insgesamt acht Anschlußstecker, von denen in 1 jedoch
nur jeweils ein weiterer Anschlußstecker 6 dargestellt
ist.
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Der
Verbindungsstecker 1 weist ein Gehäuse 7 und zwei in
dem Gehäuse 7 parallel
zueinander angeordnete Gegensteckverbinder 8, 9 auf,
wobei der erste Gegensteckverbinder 8 mit dem ersten Anschlußstecker 2 und
der zweite Gegensteckverbinder 9 mit dem zweiten Anschlußstecker 4 verbindbar
ist. Die beiden Gegensteckverbinder 8, 9 weisen
jeweils einen Kontaktträger 10 mit
mehreren als Kontaktstifte 11 ausgebildeten Kontaktelementen
auf, die mit den als Kontaktbuchsen 12 ausgebildeten Kontaktelementen
der Anschlußstecker 2, 4 verbindbar
sind.
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Bei
dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Anschlußstecker 2, 4 somit
als Buchsen ausgebildet, während
die Gegensteckverbinder 8, 9 des Verbindungssteckers 1 als
Stecker ausgebildet sind. Ebenso ist es jedoch auch möglich, daß die Gegensteckverbinder 8, 9 als
Buchsen und dann entsprechend die Anschlußstecker 2, 4 als
Stecker mit entsprechenden Kontaktstiften ausgebildet sind. In beiden
Fällen
kann die elektrische Verbindung der beiden Anschlußstecker 2, 4 einfach
durch Aufstecken der Gegensteckverbinder 8, 9 des
Verbindungsstecker 1 auf die beiden nebeneinander angeordneten
Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 hergestellt
werden.
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Zur
sicheren mechanischen Befestigung des Verbindungssteckers 1 an
den beiden Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 und damit auch
zur sicheren mechanischen Befe stigung der Gegensteckverbinder 8, 9 mit den
Anschlußsteckern 2, 4 ist
ein Verriegelungselement 13 vorgesehen, welches in den
dargestellten Ausführungsbeispielen
als Schlüsselelement
ausgebildet ist. Das Verriegelungselement 13 weist dabei einen
Zylinderkopf 14 und einen Schlüsselbart 15 auf, wobei
das Verriegelungselement 13 insgesamt drehbar in dem Gehäuse 7 des
Verbindungssteckers 1 gehalten ist.
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In
der ersten, in 1 dargestellten Position (Montagestellung)
des Verriegelungselements 13 kann der Schlüsselbart 15 durch
eine zwischen den beiden benachbart angeordneten Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 ausgebildete
Nut 16 durchgesteckt werden. Wird das Verriegelungselement 13 anschließend durch
eine 90°-Drehung in die zweite
Stellung verbracht (2) so untergreift der Schlüsselbart 15 zwei
an den beiden Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 ausgebildete
Vorsprünge 17,
die seitlich am Gehäuse 18 der
Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 angeordnet sind und die Nut 16 begrenzen.
Soll der Verbindungsstecker 1 wieder entfernt werden, so
muß das
Verriegelungselement 13 nur erneut um 90° gedreht
werden. Der Verbindungsstecker 1 kann dann wieder von den
beiden Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 abgezogen werden.
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Zur
einfachen Drehbetätigung
des Verriegelungselements 13 ist im Zylinderkopf 14 ein
Schlitz 19 ausgebildet, in den die Spitze eines Schraubendrehers
eingesteckt werden kann. Dies ermöglicht eine einfache Drehung
des Verriegelungselements 13 trotz seiner im Gehäuse 7 versenkten
Anordnung, die das Verriegelungselement 13 gegen Beschädigungen
schützt.
Zur Abstützung
und Aufnahme des Verriegelungselements 13 ist dabei in
dem Gehäuse 7 eine
Sackbohrung 20 ausgebildet. Das mittig zwischen den beiden
Gegensteckverbindern 8, 9 im Gehäuse 7 des
Verbindungssteckers 1 angeordnete Verriegelungselement 13 ist
so klein, daß der
aufgrund des notwendigerweise vorhandenen Abstandes zwischen den
beiden Gegensteckverbindern 8, 9 vorhandene Platz
im Verbindungsstecker 1 völlig ausreichend ist. Die Abmessungen
des Verbindungssteckers 1 werden somit durch die Anordnung
des Verriegelungselements 13 nicht beeinträchtigt,
insbesondere nicht vergrößert.
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Wie
aus den 1 und 2 darüber hinaus
ersichtlich ist, ist auf den beiden Kontaktträgern 10 der beiden
Gegensteckverbinder 8, 9 jeweils ein Dichtring 21 angeordnet.
Die beiden Dichtringe 21 sind dabei so dimensioniert und
angeordnet, daß sie im
montierten Zustand des Verbindungssteckers 1 durch die
Anschlußstecker 4, 6 und
die beiden Gegensteckverbinder 8, 9 axial zusammengedrückt sind.
Die Höhe
der Dichtringe 21 ist somit im entspannten Zustand größer als
der sich im montierten Zustand des Verbindungssteckers 1 ergebende
Freiraum zwischen der Stirnseite der Anschlußstecker 2, 4 und
dem Grund der Gegensteckverbinder 8, 9.
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Insbesondere
aus der 4 ist ersichtlich, daß das Gehäuse 7 zweiteilig
ausgebildet ist, nämlich
ein im wesentlichen U-förmig
ausgebildetes Unterteil 22 und einen ebenen Deckel 23 aufweist.
Zur Aufnahme des Verriegelungselements 13 ist dabei im Deckel 23 eine Öffnung 24 ausgebildet,
durch die das Verriegelungselement 13 in das Unterteil 22 eingesetzt
und ein Schraubendreher zum Verdrehen des Verriegelungselements 13 in
den Schlitz 19 im Zylinderkopf 14 eingesteckt
werden kann. Außer
zur Ausbildung der einstückig
mit dem Unterteil 22 verbundenen Kontaktträger 10 dient
das Unterteil 22 auch zur Aufnahme einer Leiterplatte 25,
die mit den Kontaktstiften 11 der Gegensteckverbinder 8, 9 verbunden ist,
so daß die
elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Kontaktstiften 11 der
Gegensteckverbinder 8, 9 über auf der Leiterplatte 25 ausgebildete
Leiterbahnen realisiert wird. Zum Einstecken des Verriegelungsselements 13 weist
auch die Leiterplatte 25 eine der Öffnung 24 entsprechende Öffnung 26 auf.
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Am
Unterteil 22 des Gehäuses 7 sind
außerdem
noch zwei die Kontaktträger 10 umgebende
zylindrische Außenhülsen 27 angeformt,
welche sowohl dem mechanischen Schutz der Kontaktträger 10 als
auch zusätzlich
der Verbesserung der Dichtigkeit zwischen dem Verbindungsstecker 1 und
den beiden Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 dienen.
Wie aus 2 ersichtlich ist, sitzen die
Stirnseiten der beiden Außenhülsen 27 im
montierten Zustand des Verbindungssteckers 1 auf der Oberseite 28 der
beiden Sensor-Aktor-Boxen 3, 5 auf.
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Die
Anschlußstecker 2, 4 und
die Gegensteckverbinder 8, 9 sind vorzugsweise
als M12 Steckverbinder ausgebildet, wobei jedoch auch andere Abmessungen,
insbesondere M8 möglich
sind. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich
ist, kann der Deckel 23 zur Aufnahme eines Firmenlogos
oder einer Gerätebezeichnung
entsprechende Einprägungen
oder Aufdrucke aufweisen.