DE202009011563U1 - Industriesteckverbinder - Google Patents

Industriesteckverbinder

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DE202009011563U1
DE202009011563U1 DE200920011563 DE202009011563U DE202009011563U1 DE 202009011563 U1 DE202009011563 U1 DE 202009011563U1 DE 200920011563 DE200920011563 DE 200920011563 DE 202009011563 U DE202009011563 U DE 202009011563U DE 202009011563 U1 DE202009011563 U1 DE 202009011563U1
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding

Abstract

Industriesteckverbinder (1) umfassend ein Basisteil (3) und ein mit dem Basisteil (3) zusammensteckbares Steckteil (5), wobei das Basisteil (3) und das Steckteil (5) jeweils einen Kontakteinsatz (7, 11) und ein metallisches Gehäuse (9, 13) aufweisen und wobei am Basisteil (3) ein erstes metallisches Rahmenblech (15) und am Steckteil (5) ein zweites metallisches Rahmenblech (17) derart angeordnet sind, dass sich die beiden Rahmenbleche (15, 17) im zusammengesteckten Zustand zumindest teilweise überlappen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Industriesteckverbinder, umfassend ein Basisteil und ein mit dem Basisteil zusammensteckbares Steckteil.
  • Schwere Industriesteckverbinder, weiterhin einfach als Steckverbinder bezeichnet, sind speziell für den Einsatz in besonders rauen Umgebungen konzipiert. Derartige Industriesteckverbinder umfassen in der Regel ein Basisteil und ein Steckteil zum Zusammenstecken mit dem Basisteil. Sowohl das Basisteil als auch das Steckteil weist einen Kontakteinsatz auf, der in einem für gewöhnlich metallischen Gehäuse untergebracht ist. Das Gehäuse ist insbesondere ein Druckgussteil und bietet dem Kontaktansatz einen zuverlässigen Schutz gegen die Umwelteinflüsse. Industriesteckverbinder werden z. B. in der Automobilindustrie, im Maschinen- und Anlagebau, bei Förderanlagen, sowie in der Mess-, Steuer- und Regeltechnik angewendet und können je nach Anwendungsfall Kontakteinsätze mit z. B. 6- bis 92-poliger Ausführung aufweisen.
  • Beim Einsatz von Industriesteckverbindern ist die in den Steckverbindern einwirkende bzw. aus den Steckverbindern herausgehende Strahlung zu berücksichtigen, da diese eine Beeinträchtigung der Funktionalität der angeschlossenen oder ihn umgebenden Systeme verursachen könnte. Hierbei werden grundsätzlich elektrische und magnetische Felder unterschieden.
  • Die Schirmung des Systems wird durch die Kenngrößen „Schirmdämpfung” und „Kopplungswiderstand” dargestellt. Die Schirmdämpfung aS [dB] ist das logarithmische Verhältnis von der in das System eingespeisten Leistung zur vom System abgestrahlten Leistung definiert. Der Kopplungswiderstand ZK stellt eine längsbezogene Größe dar, die in mΩ/m angegeben wird. Dieser Widerstand wird als das Verhältnis der Längsspannung, die in der Umgebung indiziert wird, zu dem Strom im Inneren des Systems pro Längseinheit dargestellt.
  • Grundlage zur Bestimmung dieser Größen ist die Norm IEC 60603-7-3 (2008-01). Mit Hilfe dieser Norm lässt sich ZK aus den ermittelten Messwerten für die Schirmdämpfung errechnen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach herzustellende Abschirmung eines Industriesteckverbinders zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Industriesteckverbinder, umfassend ein Basisteil und ein mit dem Basisteil zusammensteckbares Steckteil, wobei das Basisteil und das Steckteil jeweils einen Kontakteinsatz und ein metallisches Gehäuse aufweisen und wobei am Basisteil ein erstes metallisches Rahmenblech und am Steckteil ein zweites metallisches Rahmenblech derart angeordnet sind, dass sich die beiden Rahmenbleche im zusammengesteckten Zustand zumindest teilweise überlappen.
  • Bei dem Industriesteckverbinder handelt es sich beispielsweise um einen Steckverbinder nach IEC 60603-7-3.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine besonders einfach herzustellende Abschirmung des Industriesteckverbinders durch einen zweiteiligen metallischen Rahmen gegeben ist, wobei ein erstes Rahmenblech am Basisteil und ein zweites Rahmenblech am Steckteil angeordnet ist. Die Rahmenbleche sind derart dimensioniert und positioniert, dass sie sich im zusammengesteckten Zustand des Industriesteckverbinders zumindest teilweise überlappen und somit einen faradayschen Käfig bilden, der die Absorption insbesondere gegenüber magnetischer Strahlung erhöht. Im zusammengesteckten Zustand des Basisteils und des Steckteils greifen die Rahmenbleche ineinander, so dass sie aufeinander liegen und einen geschlossenen Rahmen bilden. Unter „teilweise überlappend” wird hierbei verstanden, dass im zusammengebauten Zustand des Steckverbinders lediglich ein geschlossener und ununterbrochener Rahmen durch das Ineinandergreifen der Rahmenbleche ausgebildet ist, der den Kontaktbereich der Kontakteinsätze umschließt, wobei eine großflächige Überlappung für beide Rahmenbleche nicht erforderlich ist. Jedes der Rahmenbleche wird insbesondere mit dem entsprechenden Kontakteinsatz gekoppelt, so dass eine Veränderung des metallischen Gehäuses nicht erforderlich ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführung ist somit, dass der zweiteilige Rahmen auch in vorhandene Industriesteckverbinder nachträglich integriert werden kann.
  • Zweckdienlicherweise sind die Rahmenbleche aus einem niederimpedanten, leitfähigen Material ausgebildet. Um die Ausbildung eines einheitlichen, einstückigen Rahmens nachzuahmen, sind die Rahmenbleche vorteilhafterweise aus dem gleichen Material, z. B. aus verzinktem Stehlblech, Kupfer oder Messing gefertigt.
  • Eine besonders einfache und zuverlässige Verbindung zwischen den Rahmenblechen und den Kontakteinsätzen liegt vor, indem die Rahmenbleche bevorzugt am jeweiligen Kontakteinsatz angeschraubt sind. Die Rahmenbleche können auch durch eine andere kraft-, form- oder stoffschlüssige Verbindung mit den Kontakteinsätzen oder alternativ mit dem Gehäuse gekoppelt sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ragt das erste Rahmenblech am Basisteil aus dem metallischen Gehäuse des Basisteils hinaus und fluchtet mit dem Kontakteinsatz. Ergänzend dazu ist das zweite Rahmenblech bevorzugt innerhalb des Gehäuses des Steckteils angeordnet und fluchtet mit diesem. Im zusammengesteckten Zustand des Industriesteckverbinders liegen die beiden Gehäuse aufeinander, so dass das Gehäuse des Steckteils den hinausragenden Teil des Kontakteinsatzes des Basisteils und somit auch das erste Rahmenblech umschließt. Da das zweite Rahmenblech mit dem Gehäuse des Steckteils fluchtet, wird dabei gewährleistet, dass beide Rahmenbleche ineinandergreifen.
  • Ein geringer Widerstand zwischen Ober- und Unterteil wird durch eine großflächige Verschraubung gewährleistet. Vorzugsweise ist daher am Basisteil und am Steckteil beidseitig jeweils eine Leiste befestigt, wobei die Leisten korrespondierende Bohrungen zur Aufnahme einer Durchgangsschraube zum Verschrauben des Basisteils mit dem Steckteil aufweisen. Im Hinblick auf eine sichere Befestigung sind die Leisten zweckdienlicherweise am Basisteil und am Steckteil angenietet. Damit die Leisten dabei bündig an das Gehäuse anliegen, ist bevorzugt zwischen einem Nietkopf und der Leiste ein Federelement vorgesehen. Das Federelement sorgt dafür, dass die Leiste im Bereich des jeweiligen Niets fest an das Gehäuse angedrückt ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
  • 1 in perspektivischer Darstellung die Bauteile eines Industriesteckverbinders,
  • 2 in einer Vorderansicht die Bauteile des Industriesteckverbinders gemäß 1,
  • 3 einen Schnitt durch die Ebene AA gemäß 2,
  • 4 in einem Diagramm Messergebnisse zur Bestimmung des Kopplungswiderstands eines handelsüblichen Steckverbinders, und
  • 5 in einem Diagramm Messergebnisse zur Bestimmung des Kopplungswiderstands eines Steckverbinders mit einem zweiteiligen metallischen Rahmen.
  • Einander entsprechende und gleich wirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 und 2 ist ein Industriesteckverbinder 1 gezeigt, der im Wesentlichen ein Basisteil 3 und ein Steckteil 5 aufweist. Das Basisteil 3 umfasst einen mehrpoligen Kontakteinsatz 7, der im zusammengebauten Zustand in einem Gehäuse 9 angeordnet ist. Das Steckteil 5 seinerseits umfasst einen weiteren Kontakteinsatz 11, der mit dem Kontakteinsatz 7 des Basisteils 3 komplementär ist und in einem weiteren Gehäuse 13 untergebracht ist.
  • Der Industriesteckverbinder 1 umfasst außerdem EMV(Elektromagnetische Verträglichkeit)-Maßnahmen zur Schirmdämpfung des metallischen Gehäuses 9, 13. Die EMV-Maßnahmen sind nach Art zweier metallischer Rahmenbleche 15, 17 ausgebildet und im zusammengebauten Zustand des Basisteils 3 bzw. des Steckteils 5 mit den Kontakteinsätzen 7, 11 fest verbunden. Ein erstes Rahmenblech 15wird auf den Kontakteinsatz 7 aufgesteckt und mittels Schrauben 19 an diesen angeschraubt. Das erste Rahmenblech 15 ist derart dimensioniert, dass sein äußerer Rand 21 im zusammengebauten Zustand des Basisteils 3 mit einem äußeren Rand 23 des Kontakteinsatzes 7 fluchtet. Da der Kontakteinsatz 7 aus dem Gehäuse 9 des Basisteils 3 teilweise hinausragt, ragt das Rahmenblech 15 ebenfalls aus dem Gehäuse 9 hinaus. Um einen Rand des Basisteils 3 ist außerdem eine Dichtung 24 vorgesehen, die dafür sorgt, dass im zusammengesteckten Zustand des Industriesteckverbinders 1 kein Luftspalt an der Kontaktstelle zwischen dem Basisteil 3 und dem Steckteil 5 entsteht.
  • Auf ähnliche Weise ist das zweite metallische Rahmenblech 17 auf den Kontakteinsatz 11 des Steckteils 5 aufgesteckt und mittels Schrauben 25 mit diesem verschraubt. Der Unterschied zwischen den Rahmenblechen 15 und 17 liegt darin, dass das zweite Rahmenblech 17 eine geringere Höhe aufweist, so dass das Rahmenblech 17 nicht vollständig das über das Gehäuse 13 des Steckteils 5 hinausragenden Teil des Kontakteinsatzes 11 abdeckt. Die Höhe des zweiten Rahmenblechs 17 ist derart gewählt, dass im zusammengebauten Zustand des Steckteils 5 das zweite Rahmenblech 17 innerhalb des Gehäuses 13 angeordnet ist und ein äußerer Rand 27 des Rahmenblechs 17 mit einem äußeren Rand 29 des Gehäuses 13 fluchtet.
  • Die beiden Rahmenbleche 15, 17 stellen somit eine Art Verlängerung des jeweiligen Gehäuses 9, 13 dar und sind derart dimensioniert, dass sie sich im zusammengesteckten Zustand des Industriesteckverbinders 1 überlappen. Dabei ist keine großflächige Überlappung der beiden Rahmenbleche 15, 17 erforderlich, sondern sie liegen nur über ein Teil ihrer Höhe aufeinander, insbesondere über weniger als die Hälfte ihrer Höhe, so dass sich ein ununterbrochener Rahmen bildet, der den Kontaktbereich der Kontakteinsätze 7, 11 umschließt. Der Rahmen wirkt dabei als ein faradayscher Käfig, der insbesondere magnetische Strahlung mit einer niedrigen Frequenz absorbiert und somit eine Abschirmung des Industriesteckverbinders 1 bildet.
  • Im zusammengesteckten Zustand des Industriesteckverbinders 1 werden das Basisteil 3 und das Steckteil 5 miteinander fest verbunden, so dass sich der Kontakt zwischen den beiden Kontakteinsätzen 7 und 11 nicht löst. Hierfür ist sowohl am Basisteil 3 als auch am Steckteil 5 beidseitig jeweils eine Leiste 31 angenietet. Die Leisten 31 weisen korrespondierende, sich in Steckrichtung des Industriesteckverbinders 1 erstreckende Bohrungen 33 zur Aufnahme von Durchgangsschrauben 35 auf. Mittels der Durchgangsschrauben 35 wird im zusammengesteckten Zustand des Industriesteckverbinders 1 das Basisteil 3 mit dem Steckteil 5 verschraubt. Für die Niete 37 sind außerdem senkrecht zu den Bohrungen 33 weitere Nietbohrungen 39 vorgesehen.
  • Aus dem Schnitt durch die ebene AA gemäß 2, der in 3 vergrößert dargestellt ist, ist die Befestigung einer Leiste 31 am Basisteil 3 über einen Niet 37 ersichtlich. Um die Leisten 31 an dem Gehäuse 9 bündig anliegend zu fixieren, ist zwischen einem Nietkopf 41 und der Leiste 31, in diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Nietkopf 41 und einem Grund der Nietbohrung 39, ein Federelement 43 nach Art von einem Federring angeordnet.
  • Die Effizienz des EMV-Rahmens wurde getestet und mit der eines handelsüblichen REVOS®-Steckverbinders der Firma Wieland verglichen. Bei den Messungen wurde der Kopplungswiderstand der Steckverbinder über einen Frequenzbereich von 150 kHz bis 10 MHz aufgetragen. Die Messungen haben ergeben, dass der aus dem Stand der Technik bekannte Steckverbinder bei einer Testfrequenz von 10 MHz einen Schirmdämpfungswert von ca. –50 dB erreicht (4). Dies entspricht einem Kopplungswiederstand bzw. einer Transferimpedanz von ca. 160 mOhm/m. Mit dem gleichen Steckverbinder, der zusätzlich durch den oben beschriebenen zweiteiligen EMV-Rahmen ergänzt ist, wurde ein Wert von ca. 76 dB bei 10 MHz erreicht (5). Dies entspricht einer Transferimpedanz von 8 mOhm/m. Die Schirmung wurde somit um den Faktor 20 verbessert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Industriesteckverbinder
    3
    Basisteil
    5
    Steckteil
    7
    Kontakteinsatz d. Basisteils
    9
    Gehäuse des Basisteils
    11
    Kontakteinsatz d. Steckteils
    13
    Gehäuse des Steckteils
    15
    erstes Rahmenblech
    17
    zweites Rahmenblech
    19
    Schraube
    21
    äußerer Rand des ersten Rahmenblechs
    23
    äußerer Rand des Kontakteinsatzes des Basisteils
    24
    Dichtung
    25
    Schraube
    27
    äußerer Rand d. zweiten Rahmenblechs
    29
    äußerer Rand d. Gehäuses des Steckteils
    31
    Leiste
    33
    Bohrung
    35
    Durchgangsschraube
    37
    Niet
    39
    Nietbohrung
    41
    Nietkopf
    43
    Federelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Norm IEC 60603-7-3 (2008-01) [0005]
    • - IEC 60603-7-3 [0008]

Claims (8)

  1. Industriesteckverbinder (1) umfassend ein Basisteil (3) und ein mit dem Basisteil (3) zusammensteckbares Steckteil (5), wobei das Basisteil (3) und das Steckteil (5) jeweils einen Kontakteinsatz (7, 11) und ein metallisches Gehäuse (9, 13) aufweisen und wobei am Basisteil (3) ein erstes metallisches Rahmenblech (15) und am Steckteil (5) ein zweites metallisches Rahmenblech (17) derart angeordnet sind, dass sich die beiden Rahmenbleche (15, 17) im zusammengesteckten Zustand zumindest teilweise überlappen.
  2. Industriesteckverbinder (1) nach Anspruch 1, wobei die Rahmenbleche (15, 17) aus einem niederimpedantem, leitfähigem Material, insbesondere aus verzinktem Stahlblech ausgebildet sind.
  3. Industriesteckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rahmenbleche (15, 17) am jeweiligen Kontakteinsatz (7, 11) angeschraubt sind.
  4. Industriesteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Rahmenblech (15) aus dem Gehäuse (9) des Basisteils (3) hinausragt und mit dem Kontakteinsatz (7) fluchtet.
  5. Industriesteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Rahmenblech (17) innerhalb des Gehäuses (13) des Steckteils (5) angeordnet ist und mit dem Gehäuse (13) fluchtet.
  6. Industriesteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Basisteil (3) und am Steckteil (5) beidseitig jeweils eine Leiste (31) befestigt ist und wobei die Leisten (31) korrespondierende Bohrungen (33) zur Aufnahme einer Durchgangsschraube (35) zum Verschrauben des Basisteils (3) mit dem Steckteil (5) aufweisen.
  7. Industriesteckverbinder (1) nach Anspruch 6, wobei die Leisten (31) am Basisteil (3) und am Steckteil (5) angenietet sind.
  8. Industriesteckverbinder (1) nach Anspruch 7, wobei zwischen einem Nietkopf (41) und der Leiste (31) ein Federelement (43) vorgesehen ist.
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEC 60603-7-3
Norm IEC 60603-7-3 (2008-01)

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