DE202009012606U1

DE202009012606U1 - Pluggable electrical connection between two-component housings

Info

Publication number: DE202009012606U1
Application number: DE200920012606
Authority: DE
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2019-09-19
Also published as: WO2011032535A1

Abstract

Steckbare elektrische Verbindung zwischen zwei elektrische Bauteile aufweisenden Gehäusen, wobei die Verbindung als Leiterplatte (2) ausgebildet ist, die gegenüber dem mindestens einen Gehäuse (20, 25) abgedichtet ist.Pluggable electrical connection between two electrical components having housings, wherein the compound as a printed circuit board (2) is formed, which is sealed relative to the at least one housing (20, 25).

Description

Die Erfindung betrifft eine steckbare elektrische Verbindung zwischen zwei elektrische Bauteile aufweisenden Gehäusen. Unter Gehäusen, die elektrische Bauteile aufweisen, werden zum Beispiel Wechselrichter verstanden, an die zum Beispiel Kommunikationsgeräte angeschlossen werden sollen. Bei einer solchen Verbindung zwischen einem Wechselrichter einerseits und einem Kommunikationsgerät in Form einer Box ist bekannt, die Verbindung als Flachbandkabel auszubilden, wobei das Flachbandkabel eine Dichtung aufweist, um die Gehäuseöffnung, durch die das Kabel geführt ist, gegen eindringende Feuchtigkeit zu schützen. Für Wechselrichter, insbesondere solche, die im Außenbereich eingesetzt werden, ist hierbei eine Dichtung der Schutzartklasse IP65 erforderlich. Hierzu ist bekannt, um ein solches Flachbandkabel herum eine Dichtung aufzuspritzen, die den Anforderungen an die Schutzartklasse IP65 gerecht wird. Nachteilig an einer solchen Verbindung in Form eines Flachbandkabels ist, dass der Installateur händisch die Verbindung zwischen Flachbandkabel und entsprechendem Stecker sowohl im Wechselrichter als auch in dem Gehäuse des weiteren elektrischen Bauteils beispielsweise der zuvor erwähnten Kommunikationseinrichtung vornehmen muss.The The invention relates to a pluggable electrical connection between two electrical components having housings. Under housings that have electrical components are, for example, inverters understood, for example, connected to the communication devices should be. In such a connection between an inverter on the one hand and a communication device in the form of a box is known form the connection as a ribbon cable, wherein the ribbon cable a seal to the housing opening through which the cable guided is to protect against invading moisture. For inverters, in particular those used outdoors In this case, a seal of protection class IP65 is required. For this purpose, it is known to spray such a ribbon cable around a seal, which meets the requirements of protection class IP65. A disadvantage of such a connection in the form of a ribbon cable is that the installer is manual the connection between ribbon cable and corresponding connector both in the inverter as well as in the housing of the further electrical Component, for example, the aforementioned communication device must make.

Insofern sind bereits Steckverbinder der Schutzartklasse IP65 bekannt, die allerdings den Nachteil haben, dass sie groß bauen und teuer sind.insofar are already known connectors of protection class IP65, the However, they have the disadvantage that they are big and expensive.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht infolgedessen darin, eine steckbare elektrische Verbindung zwischen zwei elektrische Bauteile aufweisenden Gehäusen bereitzustellen, die einerseits preiswert in der Herstellung ist, und andererseits die elektrische Verbindung unmittelbar durch das Zusammenstecken der beiden die elektrischen Bauteile aufweisenden Gehäuse erfolgt, ohne dass zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, die im Inneren des jeweiligen Gehäuses erst für eine elektrische Verbindung sorgen.The The object underlying the invention is consequently to a pluggable electrical connection between two electrical Components having housings to provide that on the one hand is inexpensive to manufacture, and on the other hand, the electrical connection directly through the Mating the two having the electrical components casing done without any additional activities need to be taken, the inside the respective housing only for provide an electrical connection.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine steckbare elektrische Verbindung zwischen zwei elektrische Bauteile aufweisenden Gehäusen vorgeschlagen, wobei die Verbindung als Leiterplatte ausgebildet ist, die gegenüber dem mindestens einen Gehäuse abgedichtet ist. Hieraus wird Folgendes deutlich:
Die Leiterplatte selbst ist ein in sich im Wesentlichen stabiles steifes Gebilde, das dann, wenn es endseitig Kontakte aufweist, in eine entsprechende Steckeraufnahme eingeschoben werden kann, wobei unmittelbar hierbei die elektrische Verbindung bewerkstelligt wird. Das heißt, es sind keine zusätzlichen Arbeitsschritte erforderlich, um die elektrische Verbindung im Innern des Gehäuses zu bewirken. Durch die die Leiterplatte umgebende Dichtung wird darüber hinaus das Gehäuse gegenüber der Umgebung staub- und feuchtigkeitsdicht abgeschirmt.To achieve the object, a pluggable electrical connection between two electrical components having housings proposed according to the invention, wherein the compound is designed as a printed circuit board which is sealed against the at least one housing. It becomes clear from this:
The circuit board itself is a substantially stable in itself rigid structure, which then, if it has contacts on the end, can be inserted into a corresponding connector receptacle, wherein immediately in this case the electrical connection is accomplished. That is, no additional operations are required to effect the electrical connection within the housing. In addition, due to the gasket surrounding the printed circuit board, the housing is shielded against the environment from dust and moisture-proof.

Vorteilhafte Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.advantageous Features are the subclaims refer to.

So ist insbesondere in Bezug auf die die Leiterplatte umgebende Dichtung gegenüber dem mindestens einen Gehäuse vorgesehen, dass die Dichtung eine Dichtschulter aufweist, an der die Wandung des Gehäuses anliegt. Durch eine solche Dichtschulter wird nicht nur eine erhöhte Dichtigkeit gegenüber anstehender Feuchtigkeit und Staub bereitgestellt, es wird vielmehr durch diese Dichtschulter, die insofern als Anschlag wirkt, auch dafür gesorgt, dass der Stecker in Form der Leiterplatte nur bis zu einer bestimmten Tiefe in das entsprechende Gehäuse eingeschoben werden kann.So is particularly in relation to the surrounding the circuit board seal across from the at least one housing provided that the seal has a sealing shoulder on the the wall of the housing is applied. By such a sealing shoulder is not only an increased tightness opposite pending Moisture and dust are provided, it is rather through these Dichtschulter, which acts insofar as a stop, also ensured that the plug in the form of the circuit board only up to a certain Depth in the corresponding housing can be inserted.

Insbesondere zur Bereitstellung einer IP65 dichten Verbindung ist vorgesehen, dass die Verbindung mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere parallel zueinander verlaufende und umlaufende Dichtlippen aufweist, die auf der einen Seite der Dichtschulter angeordnet sind, also auf der Seite der Dichtschulter, die in Richtung auf das aufnehmende Gehäuse zeigt.Especially to provide an IP65 tight connection is provided that the compound at least one, but preferably several has mutually parallel and circumferential sealing lips, which are arranged on one side of the sealing shoulder, ie on the side of the sealing shoulder pointing towards the female housing.

Vorteilhaft schließt sich an die mindestens eine Dichtlippe der Dichtung eine Rastschulter an, der folgende Aufgabe zukommt. Die Wandung des Gehäuses weist eine bestimmte Stärke auf. Durch die Wahl des Abstandes zwischen der Rastschulter einerseits und der Dichtschulter andererseits in der Größenordnung der Stärke der Gehäusewand wird nunmehr erreicht, dass die Dichtung stramm in der Öffnung der Gehäusewand einsitzt. Insbesondere in Verbindung mit den Dichtlippen zwischen der Dichtungsschulter einerseits und der Rastschulter andererseits wird insofern eine Abdichtung nach IP65 bereitgestellt. Vorteilhaft ist die Rastschulter in Richtung der Wandung des Gehäuses konisch zulaufend ausgebildet, was das Einschieben der Dichtung in die Gehäuseöffnung erleichtert.Advantageous includes to the at least one sealing lip of the seal a locking shoulder to the following task. The wall of the housing has a certain strength on. By choosing the distance between the locking shoulder on the one hand and the sealing shoulder on the other hand, on the order of magnitude of the housing wall is now achieved that the gasket tight in the opening of the housing wall seated. Especially in connection with the sealing lips between the sealing shoulder on the one hand and the locking shoulder on the other In this respect, a seal according to IP65 is provided. Advantageous the locking shoulder is conical towards the wall of the housing formed tapered, which facilitates the insertion of the seal in the housing opening.

Die Dichtung, die aus einem Elastomer ausgebildet ist, weist auf der anderen Seite der Dichtschulter mindestens ein weiteres Dichtmittel auf. Wie bereits an anderer Stelle erläutert, ist das andere Gehäuse, das mit dem einen ersten Gehäuse verbunden werden soll, ebenfalls gegen anstehende Feuchtigkeit und Staub zu schützen. Ein hinreichender Grad an Abdichtung wird bereits dann erreicht, wenn das Dichtmittel als Dichtkonus ausgebildet ist, der in die Öffnung in der Wandung dieses Gehäuses eingeschoben wird. Vorteilhaft ist jedoch insbesondere, wenn der Dichtkonus mindestens eine weitere Dichtlippe, insbesondere eine umlaufend angeordnete Dichtlippe, aufweist, da hiermit dann bereits eine Abdichtung bereitgestellt werden kann, die der Schutzartklasse IP54 im eingeschobenen Zustand der steckbaren elektrischen Verbindung entspricht. Soll eine noch höhere Schutzartklasse erreicht werden, zum Beispiel IP65, so ist nach einem Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der Dichtkonus anschließend an mindestens eine weitere Dichtlippe eine weitere Rastschulter aufweist. Auch diese Rastschulter ist, wie auch die zuvor erwähnte Rastschulter, umlaufend ausgebildet.The seal, which is formed of an elastomer, has on the other side of the sealing shoulder at least one further sealant. As already explained elsewhere, the other housing, which is to be connected to the first housing, also to protect against moisture and dust. A sufficient degree of sealing is already achieved when the sealing means is designed as a sealing cone which is inserted into the opening in the wall of this housing. However, it is particularly advantageous if the sealing cone has at least one further sealing lip, in particular a circumferentially arranged sealing lip, since this then already an Ab can be provided that meets the protection class IP54 in the inserted state of the pluggable electrical connection. If an even higher class of protection class is to be achieved, for example IP65, it is provided according to a feature of the invention that the sealing cone then has a further latching shoulder on at least one further sealing lip. These locking shoulder is, as well as the aforementioned locking shoulder circumferentially formed.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtungsschulter zweigeteilt ausgebildet ist, wobei die beiden Dichtungsschulterelemente beabstandet miteinander verbunden sind. Hierdurch wird erreicht, dass die beiden miteinander zu verbindenden, die elektrischen Bauteile aufweisenden, Gehäuse nicht unmittelbar aneinander anliegen, sondern einen bestimmten Abstand zueinander aufweisen. Dies ist erforderlich, falls Relativbewegungen zwischen den beiden Gehäusen ermöglicht werden sollen. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass eine Leiterplatte zwar in sich steif ist, aber dennoch eine gewisse Elastizität aufweist. Allerdings ist der Raum zwischen den beiden Dichtungsschulterelementen ebenfalls mit Dichtungsmaterial umlaufend umgeben, sodass an dieser Stelle nicht die Gefahr des Eintritts von Feuchtigkeit und Staub besteht.To Another feature of the invention is that the sealing shoulder is formed in two parts, wherein the two sealing shoulder elements spaced apart. This will achieve that the two to connect to each other, the electrical components having, housing not directly adjacent to each other, but a specific one Have distance to each other. This is required if relative movements between the two housings allows should be. In this context, it should be noted that a PCB is stiff in itself, but still has a certain elasticity. However, the space between the two sealing shoulder elements also surrounded with sealing material surrounding, so at this point there is no risk of moisture and dust entering.

Die Leiterplatte, die eine die Leiterbahnen umgebende Schutzschicht aufweist, besitzt vorteilhaft jeweils endseitig elektrische Kontakte, durch die die elektrische Verbindung mit den entsprechenden Steckern in den Gehäusen bewerkstelligt wird.The Printed circuit board, which is a protective layer surrounding the interconnects has, advantageously each end electrical contacts, through the electrical connection with the appropriate plugs in the cases is accomplished.

Anhand der Zeichnungen wird Erfindung nachstehend näher erläutert.Based of the drawings, the invention will be explained in more detail below.

1a zeigt eine Ansicht von oben auf eine mit einer Dichtung versehene Leiterplatte in der Funktion als Stecker; 1a shows a view from above of a gasketed printed circuit board in the function of a plug;

1b zeigt eine Seitenansicht gemäß 1a; 1b shows a side view according to 1a ;

2a zeigt eine weitere Ausführungsform einer Leiterplatte mit einer Dichtung in einer Ansicht von oben; 2a shows a further embodiment of a printed circuit board with a seal in a view from above;

2b zeigt eine Seitenansicht gemäß 2a; 2 B shows a side view according to 2a ;

3 zeigt ausschnittsweise eine weitere Ausführungsform einer Dichtung. 3 shows a detail of another embodiment of a seal.

Die steckbare elektrische Verbindung gemäß den 1 und 2 ist insgesamt mit 1 bezeichnet. Die elektrische Verbindung umfasst die Leiterplatte 2, wobei die Leiterplatte 2 auf der einen Seite elektrische Kontakte 3 aufweist, und auf der anderen Seite ein Kontaktfeld 4 zur Verbindung mit den entsprechenden Steckerelementen (nicht dargestellt) in den Gehäusen, beispielsweise in dem Gehäuse eines Wechselrichters oder in dem Gehäuse einer Kommunikationseinrichtung. Die Leiterplatte 2 besitzt einzelne Leiterbahnen 2a, wobei die Leiterplatte selbst eine die Leiterbahnen umgebende Schutzschicht 2b beispielsweise aus Kunstharz aufweist, um die Leiterbahnen selbst vor Feuchtigkeit und Verschmutzung zu schützen.The pluggable electrical connection according to the 1 and 2 is total with 1 designated. The electrical connection comprises the printed circuit board 2 , where the circuit board 2 on the one hand electrical contacts 3 and on the other side a contact field 4 for connection to the corresponding plug elements (not shown) in the housings, for example in the housing of an inverter or in the housing of a communication device. The circuit board 2 has individual tracks 2a , wherein the circuit board itself a protective layer surrounding the interconnects 2 B For example, made of synthetic resin to protect the tracks themselves from moisture and dirt.

Die als Stecker fungierende Leiterplatte 2 umfasst die insgesamt mit 10 bezeichnete Dichtung, so, wie sie in den 1a und 1b dargestellt ist. Die Dichtung 10 weist die mit 12 bezeichnete Dichtungsschulter auf, an die sich zu einer Seite eine Anzahl von Dichtlippen 13 anschließt, an die wiederum eine Rastschulter 14 anschließt, die in Richtung auf das Innere des Gehäuses, beispielsweise des Wechselrichters, einen konischen Auslauf zeigt. Zwischen der Rastschulter 14 und der Dichtungsschulter 12 liegt die Wandung des Gehäuses 20 des Wechselrichters an. Auf der gegenüberliegenden Seite der Dichtungsschulter 12 befindet sich das als Dichtkonus 16 ausgebildete Dichtmittel zur Aufnahme durch die Öffnung in der Wandung eines weiteren Gehäuses 25, wobei auf dem Dichtkonus ebenfalls Dichtlippen 13 angeordnet sein können. Für die Montage wird nun derart vorgegangen, dass zunächst die als Stecker fungierende Leiterplatte 2 in die in der Wandung des Gehäuses 20 angeordnete Öffnung 20a eingeschoben wird, bis die Dichtungsschulter 12 an der einen Seite der Wandung des Gehäuses 20 anliegt, und die andere Seite der Wandung des Gehäuses 20 durch die Rastschulter 14 gehalten wird, wie sich dies unmittelbar in Anschauung der 1a und 1b ergibt. In diesem Zustand befindet sich die Leiterplatte in Steckverbindung mit einem Steckerteil.The circuit board acting as a plug 2 includes the total with 10 designated seal, as in the 1a and 1b is shown. The seal 10 has the with 12 denoted sealing shoulder, to which a number of sealing lips on one side 13 connects, in turn, a latching shoulder 14 which points towards the interior of the housing, such as the inverter, a conical outlet. Between the snap shoulder 14 and the sealing shoulder 12 lies the wall of the housing 20 of the inverter. On the opposite side of the sealing shoulder 12 is this as a sealing cone 16 formed sealing means for receiving through the opening in the wall of another housing 25 , wherein on the sealing cone also sealing lips 13 can be arranged. For assembly, the procedure is now such that initially acting as a plug circuit board 2 in the wall of the housing 20 arranged opening 20a is inserted until the sealing shoulder 12 on one side of the wall of the housing 20 abuts, and the other side of the wall of the housing 20 through the latching shoulder 14 is held, as this directly in the view of the 1a and 1b results. In this state, the circuit board is in plug connection with a plug part.

Alsdann wird das Gehäuse des die anderen elektrischen Bauteile aufnehmenden Gehäuses auf den Dichtkonus 16 aufgeschoben, bis vorteilhaft die Wandung dieses Gehäuses 25 ebenfalls an der Dichtungsschulter 12 an der anderen Seite anliegt.Then, the housing of the other electrical components receiving housing on the sealing cone 16 deferred until beneficial the wall of this housing 25 also at the sealing shoulder 12 on the other side.

Bei der Ausbildung der Dichtung gemäß den 2a und 2b ist als Unterschied zu vermerken, dass dort die Dichtungsschulter 12 in zwei Dichtungsschulterelemente 12a, 12b aufgeteilt ist, die axial einen Abstand zueinander aufweisen, die aber dennoch durch das Material der Dichtung miteinander in Verbindung stehen, wie sich dies unmittelbar in Anschauung der 2a und 2b ergibt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass dem Dichtungsschulterelement 12a nachgeordnet Dichtlippen 13a vorgesehen sind, die für eine zusätzliche Abdichtung gegenüber anstehender Feuchtigkeit und Staub sorgen, sodass hierdurch eine Abdichtung in der Schutzartklasse IP54 bereitgestellt werden kann.In the formation of the seal according to the 2a and 2 B is to be noted as a difference that there the sealing shoulder 12 in two sealing shoulder elements 12a . 12b is split, which have a distance from each other axially, but are still connected by the material of the seal with each other, as can be seen directly in the view of 2a and 2 B results. Another difference is that the sealing shoulder element 12a subordinate sealing lips 13a are provided, which provide an additional seal against existing moisture and dust, so that a seal in the protection class IP54 can be provided by this.

Bei der Darstellung gemäß 3 ist zusätzlich vorgesehen, dass sich an die Dichtlippen 13a eine Rastschulter 14a anschließt, die ganz genau wie die Rastschulter 14 für eine zusätzliche Abdichtung gegenüber eintretender Feuchtigkeit und Schmutz fungiert. Das heißt, dass zu beiden Seiten der Dichtungsschulter die Abdichtung der Gehäuseöffnung in der jeweiligen Wandung des Gehäuses gleich ausgebildet ist.In the presentation according to 3 is additionally provided that attaches to the sealing lips 13a a latching shoulder 14a connects, just like the rest shoulder 14 acts as an additional seal against incoming moisture and dirt. This means that on both sides of the sealing shoulder, the sealing of the housing opening in the respective wall of the housing is the same.

Allen Ausführungsformen einer solchen steckbaren elektrischen Verbindung ist gemein, dass ein solcher Stecker zunächst lediglich in das eine Gehäuse eingesteckt wird, beispielsweise in das Gehäuse eines Wechselrichters, bis die Schulter 12a oder 12b an der Gehäusewandung 20 anliegt, so, wie sich dies aus den 1a, 2a ergibt, um dann auf den gegenüberliegenden Teil der Dichtung der Leiterplatte das Gehäuse, beispielsweise einer Kommunikationsbox, mit seiner Gehäuseöffnung auf die Leiterplatte aufzustecken, bis die Wandung 25 an dem Dichtungsschulterelement 12a anliegt. Durch eine solche Dichtung kann eine Schutzartklasse IP65 so insbesondere zum Wechselrichter hin zur Verfügung gestellt werden; in Bezug auf die Kommunikationsbox erreicht man mit einer solchen Verbindung zumindest die Schutzartklasse IP54, allerdings auch eine Abdichtung mit der Schutzartklasse IP65, wenn beide Dichtungen im Bereich des Übergangs zu dem jeweiligen Gehäuse gleich ausgebildet sind.All embodiments of such a pluggable electrical connection has in common that such a plug is initially inserted only in the one housing, for example in the housing of an inverter until the shoulder 12a or 12b on the housing wall 20 is, as this is from the 1a . 2a yields, then aufzustecken on the opposite part of the seal of the circuit board, the housing, such as a communication box, with its housing opening on the circuit board until the wall 25 on the sealing shoulder element 12a is applied. Such a seal makes it possible to provide an IP65 degree of protection in particular for the inverter; With regard to the communication box, with such a connection at least the protection class IP54 is achieved, but also a seal with the protection class IP65, if both seals are of the same design in the region of the transition to the respective housing.

Claims

Pluggable electrical connection between two electrical components having housings, the connection as a printed circuit board ( 2 ) is formed, which relative to the at least one housing ( 20 . 25 ) is sealed.

Plug-in electrical connection according to claim 1, characterized in that as a printed circuit board ( 2 ) formed electrical connection a circumferential seal for sealing against at least one housing ( 20 . 25 ) having.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 10 ) a sealing shoulder ( 12 ), on which the wall of the housing ( 20 . 25 ) is present.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 10 ) at least one circumferential sealing lip ( 13 ), which on one side of the sealing shoulder ( 12 ) is arranged.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sealing lip ( 13 ) the seal a latching shoulder ( 14 ).

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the latching shoulder ( 14 ) in the direction of the wall of the housing ( 20 . 25 ) is tapered.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 10 ) on the other side of the sealing shoulder ( 12 ) at least one further sealant ( 16 ) having.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing means in the manner of a sealing cone ( 16 ) is trained.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing cone ( 16 ) at least one further sealing lip ( 13 ), which is advantageously formed circumferentially, has.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing cone ( 16 ) to the at least one further sealing lip ( 13 ) another latching shoulder ( 14a ) having.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the latching shoulder ( 14 . 14a ) is formed circumferentially.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing shoulder 12 split into two ( 12a . 12b ), wherein the two sealing shoulder elements ( 12a . 12 ) are spaced apart.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board ( 2 ) one the conductor tracks ( 2a ) surrounding protective layer ( 2 B ) having.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board ( 2 ) to both ends electrical contacts ( 3 . 4 ) having.

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the one electrical component is an inverter with a housing ( 20 ).

Plug-in electrical connection according to one of the preceding claims, characterized in that the other electrical component in a housing ( 25 ) is arranged communication unit.