EP1088374B1

EP1088374B1 - Durchführungsadapter für schaltschränke

Info

Publication number: EP1088374B1
Application number: EP99927951A
Authority: EP
Inventors: Norbert Bedau; German Kager; Alexander Schuir; Karl Schlichtig
Original assignee: Wieland Electric GmbH
Current assignee: Wieland Electric GmbH
Priority date: 1998-06-13
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2001-11-21
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: EP1088374A1; CA2335067A1; WO1999066606A8; WO1999066606A1; US6454368B1; DE19826453C2; DE59900694D1; DE19826453A1; CA2335067C

Description

Bei Schaltschränken besteht das Problem, die im Schaltschrank eingebauten Komponenten mit elektrischen Leitungen außerhalb des Schaltschranks verbinden zu müssen, also das "Innenleben" des Schaltschranks mit seiner "Außenwelt" zu verbinden. Ein besonderes Problem in diesem Zusammenhang ist die Notwendigkeit, dass Gehäuse, insbesondere Schaltschrankgehäuse nach der Norm IEC 529 so ausgestaltet sein müssen, dass Feuchtigkeit und/oder Fremdkörper nicht eindringen können, um Beschädigungen an den im Schaltschrank untergebrachten Komponenten zu verhindern. Besonders hohe Anforderungen stellt in diesem Zusammenhang der in der vorgenannten Norm enthaltene Schutzgrad IP 54.

Nach dem Stand der Technik wurden zum Anschließen des "Innenlebens" eines Schaltschranks an die "Außenwelt" im Schaltschrank Schraubklemmen bzw. Reihenklemmen vorgesehen, an welchen die von außen in den Schaltschrank hineingeführten elektrischen Leiter angeklemmt wurden. Von den Klemmen abgeleitet wurden die einzelnen Leitungen zu den verschiedenen im Schaltschrank untergebrachten Komponenten. Die von außen in den Schaltschrank geführten elektrischen Leitungen sind bei diesen Schaltschränken nach dem Stand der Technik durch Bohrungen in einer oder mehreren Seitenwänden des Schaltschranks hindurchgezogen und bis zur Schraub- bzw. Reihenklemme geführt. Zur weiteren Abdichtung sind die Bohrungen mit Gummitüllen oder ähnlichen Dichtelementen zusätzlich versehen. Nachteilig hierbei ist die Tatsache, dass der Schaltschrank zum Anschließen der externen Leitungen überhaupt geöffnet werden muß. Weiterhin nachteilig ist die Tatsache, dass die mit dem Anschließen der Leitungen befasste Person den internen Aufbau des Schaltschranks sehr gut kennen muss, um zu gewährleisten, dass auch immer der richtige Leiter mit dem richtigen Klemmeneingang verbunden wird. Außerdem erfordert es - insbesondere bei widrigen Umständen, beispielsweise Feuchtigkeit oder Platzmangel - eine gewisse handwerkliche Geschicklichkeit, die Leiter so in die Klemme einzubringen, dass die Klemmverbindung auch dauerhaft und sicher gebildet ist.

Ein weiteres Problem bei den bekannten Schaltschränken nach dem Stand der Technik besteht darin, dass das Anschließen der externen Leitungen mit Hilfe von Steckerkupplungen kaum möglich ist. Zwar ist es möglich, die im Schaltschrank angeordnete Klemmleiste durch eine Stecker- bzw. Buchsenleiste zu substituieren. Allerdings besteht dann das Problem, dass die Durchführungsbohrungen in den Schrankwänden möglichst klein gehalten sind, um eine hinterher feuchtigkeits- und schmutzdichte Durchführung für die externen Leitungen zu ermöglichen. Diese Bohrungen sind deshalb in der Regel viel zu klein, um bereits mit Steckern bzw. Buchsen vorkonfektionierte Leitungen hindurchzuführen. In der Praxis bedeutet dies, dass bei der Verwendung von Steckerkupplungen die externen Leitungen in einem ersten Arbeitsgang durch die Schrankwand hindurchgeführt werden müssen und erst in einem zweiten Arbeitsgang vor Ort die Stecker- bzw. Buchsenelemente an den Leitungsenden angebracht werden, um die entsprechende Kupplung dann stecken zu können.

Um mit Steckern oder Buchsen vorkonfektionierte externe Leitungen an Schaltschränken anzubringen, ist es aus dem Stand der Technik schließlich bekannt, entsprechende Kupplungsteile direkt in den Gehäusebohrungen anzuordnen, um von diesen Kupplungen aus Leitungen an die vorerwähnten Schraubklemmen oder Klemmleisten weiterzuleiten oder direkt die gewünschten Komponenten im Schaltschrank anzusteuern.

Aus der US-A-5,002,502 ist es beispielsweise für Antennenanschlüsse an Satellitenempfängern bekannt, eine Gerätewand zu durchbrechen und in dem entsprechenden Wanddurchbruch eine Platte mit Kupplungselementen vorzusehen. Auf die Kupplungselemente sind sowohl von der Wandaußenseite als auch der Wandinnenseite her an Leitern fixierte Stecker aufsteckbar. Zur zusätzlichen Abdichtung sind an den Kupplungselementen Außengewinde vorgesehen, auf welchen die Stecker mit Hilfe von Überwurfmuttern dichtend fixiert werden können. Nachteilig hierbei ist zum einen die sehr aufwendige Ausgestaltung der Kupplungselemente bzw. Stecker. Des Weiteren nachteilig ist die Tatsache, dass auf beiden Seiten der mit den Kupplungselementen versehenen Platte für den Wanddurchbruch dieselbe Anzahl von Kupplungselementen vorgesehen ist, so dass es sich immer um eine 1:1-Steckverbindung, also um eine dem Stand der Technik ist die Platte mit den Kupplungselementen lediglich eine Unterbrechung, um die externen Leitungen in das Innere des Geräts führen zu können. Es ist deshalb erforderlich, im Schaltschrank weitere elektrische oder elektronische Funktionsteile vorzusehen, um die Leitungen mit den im Schaltschrank angeordneten Komponenten sowohl leitungsmäßig als auch funktionsmäßig zu verbinden.

Aus der DE-U 90 03 879 ist ein Kabelstecker-Verteilerkasten bekannt, der an seiner Außenseite eine Steckbuchse für einen Stecker aufweist. Die Steckbuchse ist zum Erreichen einer flachen Bauweise auf einer Zwischenplatine angeordnet, die wiederum senkrecht zu einer Hauptplatine orientiert ist, so dass sich die Steckrichtung des Stekkers senkrecht zur Hauptplatine erstreckt. Zum Leitungsabgang auf der der Steckbuchse gegenüberliegenden Seite sind einzelne Kontaktbleche vorgesehen, an die jeweils einzeln die abgehenden Leitungen angeschlossen werden.

Aus der EP 0 663 782 A1 ist ein Verteilerschrank zu entnehmen, der zum Anschluss eines externen Netzwerks an ein internes Netzwerk ausgelegt ist Hierzu weist er einen sogenannten Rangierverteiler auf, welcher im Verteilerschrank schwenkbar gehalten ist. Die Leitungen sowohl des internen als auch des externen Netzwerkes werden an die Rückseite des Rangierverteilers an mit Steckbuchsen ausgestaltete Module herangeführt, wobei auf der Vorderseite die einzelnen Leitungen des externen Netzes mit denen des internen Netzes geeignet verbunden werden.

Ausgehend von den eingangs geschilderten Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Durchführungsadapter für einen Schaltschrank so zu gestalten, dass die externen Leitungen einfach anschließbar sind, die Feuchtigkeits- und/oder Fremdkörperdichtigkeit gemäß Schutzgrad IP 54 nach IEC 529 gewährleistet ist und die Funktion des Adapters verbessert ist. Diese Aufgabe ist mit der vorliegenden Erfindung auf einfache und erfinderische Art gelöst.

Die Erfindung geht davon aus, an die zum Anschluss an den Schaltschrank vorgesehenen Enden der externen Leitungen Stecker anzubringen, welche einfach in eine komplementär ausgebildete Buchsenleiste am Schaltschrank eingesteckt werden können. Um vorkonfektionierte Stecker verwenden zu können, wird die Buchsenleiste einfach an der Außenseite einer Gehäusewand des Schaltschrankgehäuses angeordnet. Auf der auf der Außenseite des Schaltschrankgehäuses angeordneten Adaptervorderseite sind dann die Buchsen angeordnet, in welche die Stecker einsteckbar sind zur Ausbildung einer Steckkupplung. Auf der dem Schaltschrankinnenraum zugewandten Adapterrückseite sind des Weiteren Mittel ausgebildet zum Anschließen der im Schattschrankinnenraum untergebrachten Komponenten an den Adapter. Diese Mittel zum Anschließen der im Schaltschrank untergebrachten Komponenten umfassen unmittelbar an der Adapterrückseite positionierte elektrische bzw. elektronische Funktionsteile in Form von Verbindungselementen für die im Schaltschrankinnenraum angeordneten Komponenten. Die Verbindungselemente weisen dabei unterschiedlich ausgestaltete Steckverbinder für die Komponenten auf. Die Steckverbinder sind als System-Steckverbinder wie Trapez-Steckverbinder, Flachleitungs-Steckverbinder oder Rast-5-Steckverbinder ausgebildet. Die Steckverbinder sind dabei vorzugsweise kompatibel mit den an den Komponenten vorgesehenen Steckverbindungen. Es sind also sowohl die externen Leitungen als auch das "Innenleben" des Schaltschranks über Steckverbindungen in einfacher Weise anschließbar. Gegenüber dem Stand der Technik ist jedoch nicht eine 1:1-Steckverbindung vorhanden, sondern eine beliebige Anzahl und Art von Eingangssteckverbindungen ist mit einer ebenso beliebigen Anzahl und Art auch unterschiedlicher Ausgangssteckverbindungen kombinierbar.

Es ist mit der Erfindung weiterhin in vorteilhafter Weise möglich, unterschiedliche elektrische oder elektronische Bauelemente gleich am Adapter vorzusehen, beispielsweise Signalwandler, Anzeigevorrichtungen oder Trennvorrichtungen. Besonders vorteilhaft ist es, nahe dem Schaltschrankgehäuse und damit nahe den Steckern Sicherungselemente, beispielsweise Überstromschutzschalter oder sonstige Sicherungen anbringen zu können. Ebensogut kann auch das Netzteil zur Spannungsversorgung des Schaltschranks an der Rückseite des Durchführungsadapters angeordnet sein. Löst beispielsweise ein Überstromschutzschalter aus oder tritt ein Fehler am Netzteil auf, kann durch Herausnehmen des Adapters aus der Gehäusewand gleich der Schaden behoben werden, ohne den Schaltschrank an sich öffnen zu müssen.

Ein weiterer Vorteil ist der Weggang von einer reinen 1:1-Steckverbindung nach dem Stand der Technik. Diese reine 1:1-Steckverbindung ist durch eine integrale Bauweise von Verbindungselementen und zugleich Bauelementen ersetzt. Im Bereich des Adapters ist also die Integrationsdichte im Vergleich zum Stand der Technik erhöht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, von außen her mit fertig vorkonfektionierten Steckern den Schaltschrank kontaktieren zu können und gleichzeitig auf der Rückseite des Durchführungsadapters eine gleichsam individuelle funktionelle Ausgestaltung des Durchführungsadapters vorsehen zu können. Es kann also mit ein und demselben Adaptergrundmodell eine Vielzahl von Anwendungsfällen technisch einfach und kostengünstig gelöst werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, bereits fertig vorkonfektionierte externe Leitungen an einen ebenfalls bereits fertig vorkonfektionierten Schaltschrank anbringen zu können, ohne hierfür den Schaltschrank öffnen zu müssen. Auch ist es nicht erforderlich, zum Anschließen der externen Leitungen an den Schaltschrank dessen "Innenleben", also die im Schaltschrank untergebrachten Komponenten, deren Aufbau und deren Zusammenwirken zu kennen. Weiterhin vorteilhaft ist die Schnelligkeit, welche die erfindungsmäßige Steckmontage der externe Leitungen ermöglicht.

Mit dem Aufsetzen einer Frontplatte auf die Außenseite der Schaltschrankgehäusewand ist die Dichtigkeit des Adapters in besonderer Weise gewährleistet. Die Buchsen können hierbei direkt an der Frontplatte angebracht sein. Diese Ausführungsform ermöglicht es weiterhin, handelsübliche, bereits vorgefertigte Buchsen zu verwenden und sie in Steckrichtung hinter den Durchbrüchen in der Frontplatte anzuordnen. Die Buchsen und die Durchbrüche fluchten dann miteinander, so dass die Stecker durch die Durchbrüche hindurch in die Buchsen eingesteckt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von sogenannten "Rast-5-Buchsen" und entsprechend ausgebildeter "Rast-5-Stecker". Hierbei bestehen die schaltschrankseitigen, im Adapter angebrachten Buchsen aus einem Buchsengehäuse und mehreren nach dem sogenannten "Rast-5-Steckmuster" nebeneinander angeordneten Kontaktfahnen. In dem komplementär zum Buchsengehäuse ausgebildeten Steckergehäuse sind komplementär zu den Kontaktfahnen ausgebildete Kontaktschuhe ausgebildet, so dass bei gestecktem Stecker jeweils ein Kontaktschuh auf eine Kontaktfahne aufgeschoben ist und so eine leitungs-Besonders vorteilhaft ist es natürlich, die Leiterplatte mit Steckverbindungen zu bestükken, welche kompatibel sind mit den am jeweiligen Aktor bzw. Sensor üblicherweise vorgesehenen Steckverbindungen. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand des Anspruchs 6.

Die Verwendung einer Leiterplatte nach den Ansprüchen 3 bis 6 ermöglicht es folglich, die Leiterplatte als elektrische Schnittstelle zwischen der "Außenwelt" und dem "Innenleben" des Schaltschranks zu verwenden. Hierfür sind mit der einen Seite der Leiterplatte vorzugsweise hinter Aussparungen fluchtend angeordnete Buchsenkontakte verbunden, während die gegenüberliegende Leiterplattenseite Anschlussmittel trägt für die im Schaltschrank untergebrachten Komponenten. Besonders vorteilhaft, weil der der Erfindung zugrundeliegenden "Steckphilosophie" folgend, ist es, auch die Anschlussmittel für das "Innenleben" des Schältschranks als Steckverbindungen nach Anspruch 6 auszugestalten, beispielsweise als Trapezsteckverbinder, Flachleitungssteckverbinder und auch Rast-5-Steckverbinder. Selbstverständlich wäre es auch möglich, zusätzlich konventionelle Schraubklemmen auf der Leiterplatte vorzusehen. Mit der Erfindung können also beliebige "Steckerwelten" miteinander kombiniert werden. mäßige Verbindung zwischen Buchsenkontakten einerseits und Steckerkontakten andererseits herstellt.

Um Verwechslungen bei der Zuordnung von einzelnen Steckern zu einzelnen Buchsen zu verhindern, ist eine verwechslungssichere Codierung der Stecker und Buchsen erforderlich. Durch die Verwendung handelsüblicher Kontaktbuchsen einerseits und einer von den Kontaktbuchsen separaten Frontplatte mit Durchbrüchen andererseits ist es möglich, die Ränder der Durchbrüche in der Frontplatte so auszugestalten, dass sie die Buchseneingänge teilweise überlappen. In den die Buchseneingänge überlappenden Bereichen sind dann nutförmige Aussparungen freigelassen, welche beliebige Querschnittsformen aufweisen können. Es ist also möglich, schwalbenschwanzförmige Nuten, ausgerundete Nuten, mehreckige Nuten usw. vorzusehen. Besonders effektiv ist eine Codierung, welche für jeden Durchbruch eine individuelle Anordnung von Nuten, also ein durchbruchspezifisches Aussparungsmuster vorsieht. Auf den Steckergehäusen müssen zur Vollendung der Codierung zu den Aussparungen komplementär ausgebildete Rippen oder Vorsprünge vorgesehen sein. Es ist evident, dass das Vorsprungs- bzw. Rippenmuster komplementär zum Aussparungsmuster der dem Stecker zugeordneten Aussparung ausgebildet sein muß. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln wirksam verhindert, dass ein Stecker durch eine Aussparung hindurch in einen Buchsenkontakt eingesteckt wird, an welchen er nicht angeschlossen werden soll. Die mechanische Codierung kann als Montageerleichterung zusätzlich ergänzt sein durch eine Farbcodierung. Dies ist einfach möglich, indem jedem Durchbruch eine separate Farbe zugewiesen wird. Der Adapter weist dann eine bunte Frontplatte mit verschiedenfarbigen Durchbrüchen auf. Zur Vollendung der Farbcodierung sind die entsprechenden Stecker in derselben Farbe lackiert. Schließlich ist es möglich, die Frontplatte so auszugestalten, dass neben den Durchbrüchen Schriftfelder vorgesehen sind. Auf diesen Schriftfeldem können Informationen jeglicher Art aufgedruckt sein, beispielsweise auch Symbole, welche sich auf den jeweils zugeordneten Steckern wiederholen und so eine weitere separate Zuordnungsmöglichkeit schaffen. Es ist selbstverständlich, dass die im Anspruch 9 beanspruchte mechanische Codierung ebenso wie die vorerwähnte Farbcodierung einerseits und/oder Symbolcodierung andererseits jeweils separat vorliegen können. Es ist also nicht erforderlich, mehrere Codierungsarten miteinander zu kombinieren. Allerdings stellt die im Anspruch 9 beanspruchte mechanische Codierung eine sehr einfache und sichere Zwangscodierung dar, weil ein Fehlstecken unmöglich ist. Bei der mechanischen Codierung ist es nicht möglich, einen Stecker in einen Buchsenkontakt einzustecken, welcher hinter einer Aussparung liegt, an welche der Stecker eigentlich nicht angeschlossen werden soll.

Die auf den Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche enthalten Ihrerseits sowohl für sich gesehen erfinderische als auch vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 beanspruchten Erfindung.

Nach Anspruch 3 ist es vorteilhaft, auf der Adapterrückseite eine Leiterplatte vorzusehen. Nach Anspruch 4 ist auf die Leiterplatte eine Schaltung aufgedruckt. Durch verschiedene aufgedruckte Schaltungen können somit durch einen einfachen Leiterplattenaustausch die verschiedensten Schaltungen am Durchführungsadapter realisiert sein. Des Weiteren ist es möglich, die Leiterplatte mit verschiedenen Bauteilen zu bestücken, um an die Leiterplatte beispielsweise genormte, im Innenraum des Schaltschranks angeordnete Geräte anzupassen. Auch ist es möglich, auf der Leiterplatte Aktoren oder Sensoren direkt anzuordnen oder elektrische Ausgänge für Aktoren oder Sensoren vorzusehen.

Besonders vorteilhaft ist es natürlich, die Leiterplatte mit Verbindungselementen zu bestücken, welche kompatibel sind mit den am jeweiligen Aktor bzw. Sensor üblicherweise vorgesehenen Steckverbindungen. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand des Anspruchs 6.

Die Verwendung einer Leiterplatte nach den Ansprüchen 3 bis 6 ermöglicht es folglich, die Leiterplatte als elektrische Schnittstelle zwischen der "Außenwelt" und dem "Innenleben" des Schaltschranks zu verwenden. Hierfür sind mit der einen Seite der Leiterplatte vorzugsweise hinter Aussparungen fluchtend angeordnete Buchsenkontakte verbunden, während die gegenüberliegende Leiterplattenseite Verbindungselemente (Anschlussmittel) trägt für die im Schaltschrank untergebrachten Komponenten. Besonders vorteilhaft, weil der der Erfindung zugrundeliegenden "Steckphilosophie" folgend, ist es, auch die Anschlussmittel für das "Innenleben" des Schaltschranks als Steckverbindungen nach Anspruch 6 auszugestalten, beispielsweise als Trapezsteckverbinder, Flachleitungssteckverbinder und auch Rast-5-Steckverbinder. Selbstverständlich wäre es auch möglich, zusätzlich konventionelle Schraubklemmen auf der Leiterplatte vorzusehen. Mit der Erfindung können also beliebige "Steckerwelten" miteinander kombiniert werden.

Die Ausgestaltung der Adapterrückseite als Aufnahmewanne nach Anspruch 7 trägt dem Gedanken der Schaffung eines integralen Bauteils konsequent Rechnung. Auf diese Weise können die Verbindungselemente sowie die Bauelemente inclusive der Leiterplatte in der Aufnahmewanne gut gehalten und geschützt angeordnet werden. Auch ist der Durchführungsadapter so einfach austauschbar. Auf diese Weise können viele verschiedene Anwendungsfälle mit verschiedenen Standardtypen von als integralem Bauteil ausgestalteten Adaptern abgedeckt werden.

Die Anbringung eines Dichtungswulstes am Durchbruchsrand und die damit einhergehende Schaffung eines Steckertopfes für den einzuführenden Stecker erfüllt eine Doppelfunktion. Während des Steckvorgangs ist der Steckertopf als Führung für den Stekker wirksam. Bei dem nach Anspruch 8 geführten Stecker ist durch die exakte Führung des Steckers ein Verkanten wirksam verhindert, so dass das Risiko einer Beschädigung der im Stecker angeordneten Steckerkontakte bzw. der entsprechenden Buchsenkontakte erheblich reduziert ist.

Bei gestecktem Stecker hat der umlaufende Dichtungswulst eine Dichtfunktion und verhindert zusätzlich das Eindringen von Feuchtigkeit oder Fremdkörpern in den Schaltschrank.

Die im Anspruch 9 beanspruchten Verriegelungselemente, nämlich die an den Steckerenden angebrachten Federhaken, verhindern ein ungewolltes Abziehen der Stecker vom Schaltschrank während des Betriebs.

Die Verriegelungselemente sind hierbei so angeordnet, dass sie ebenfalls in den Stekkertopf münden, so dass sie bei gestecktem Stecker von außen her nicht zugänglich sind, so dass eine ungewollte Entriegelung von außen her bzw. eine Beschädigung der Verriegelungselemente von außen her nicht möglich ist.

Die Anordnung weiterer Dichtrippen auf dem Steckergehäuse nach Anspruch 10 verbessert die Dichteigenschaften der Steckerkupplung signifikant. Während ohne die Dichtrippen nur eine Dichtebene im Übergangsbereich zwischen Stecker und Kupplung im Steckertopf vorhanden ist, wird durch die Anbringung mehrerer Dichtrippen eine der Anzahl der Dichtrippen entsprechende Anzahl von Dichtebenen geschaffen. Durch die Schaffung mehrerer Dichtebenen wird das Dichtsystem der Steckerkupplung zu einem Dichtungslabyrinth erweitert, welches insbesondere das Eindringen kleiner Staubpartikel und das Eindringen von Feuchtigkeit wirksam verhindert.

Die Anbringung des in Anspruch 11 beanspruchten Hilfsgehäuses in den Steckern ermöglicht es, einerseits die externen Leiter an ihre Anschlusskontakte anzucrimpen und andererseits die gecrimpten Kontakte seitlich und rückwärtig zu umspritzen, also das Steckeraußengehäuse als Spritzteil auszugestalten. Dies ist fertigungstechnisch günstig und hat funktionstechnisch den Vorteil, dass derartig gespritzte Steckergehäuse besonders dicht sind.

Die Ansprüche 12 bis 14 betreffen eine weitere Ausgestaltung der in die Adapterbuchsen einsteckbaren Stecker. Hierbei sind die Adern des Leiters vorzugsweise mit Flachsteckhülsen verbunden. Die Flachsteckhülsen können an die Leiter angecrimpt sein. Die mit den Flachsteckhülsen verbundenen Adern des Leiters werden hierbei in ein Hilfsgehäuse eingelegt. Anschließend wird ein aus zwei Gehäusehalbschalen gebildetes Abdichtgehäuse am Ende des Hilfsgehäuses fixiert. Anschließend werden das Abdichtgehäuse und das Hilfsgehäuse zur Bildung des eigentlichen Steckergehäuses umspritzt. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Vollspritzen des Hilfsgehäuses durch das das Hilfsgehäuse abschirmende zusätzliche Abdichtgehäuse verhindert ist. Dadurch dass in das Hilfsgehäuse kein Spritzwerkstoff des Gehäuseaußenmantels eindringt, sind die Flachsteckhülsen im Hilfsgehäuse gleichsam schwimmend gelagert, wodurch Toleranzschwankungen an den Gegensteckem bzw. Buchsen ausgeglichen sind. Durch die wirksame Abschirmung des Steckergehäuses bereits vor dem Umspritzen mit dem Gehäuseaußenmantel wird die Ausschussmenge bei der Produktion minimiert. Schließlich ist durch die Vorfixierung der Leiter im Hilfsgehäuse und die anschließende Anbringung des Abdichtgehäuses auch die theoretische Möglichkeit beseitigt, dass bei Fehlcrimpungen bzw. versehentlich abgespleissten Litzen diese so dicht unter der Oberfläche des Spritzmantels zu liegen kommen, dass beim Stecken eine Berührung mit diesen fehlerhaft dicht unter dem Spritzmantel liegenden spannungsführenden Teilen möglich ist. Auf diese Weise kann auch eine Hochspannungsprüfung der einzelnen Stecker nach dem Umspritzen des Gehäuses entfallen.

Die Ausgestaltung des Abdichtgehäuses nach Anspruch 13, nämlich die Zweiteilung des Hilfsgehäuses in zwei Gehäusehalbschalen ist fertigungstechnisch vorteilhaft. Die Gehäusehalbschalen können hierbei symmetrisch ausgestaltet sein, so dass mit ein und derselben Form bzw. ein und demselben Halbschalentyp beide Seiten des Abdichtgehäuses gefertigt werden können.

In der Ausgestaltung nach Anspruch 14 haben die Gehäusehalbschalen eine Doppelfunktion. Neben ihrer Abschirmfunktion haben sie noch die Funktion einer Zugentlastung für den fertigen Stecker.

Anspruch 15 lehrt eine Montagehilfe für den erfindungsmäßigen Adapter. Hierbei sind Vorverriegelungselemente am Adapter ausgebildet, welche mit der Gehäusewand zusammenwirken. Der Adapter ist auf diese Weise in seine Einbauöffnung in der Gehäusewand einführbar und dort vorverriegelbar. Der Monteur hat dadurch beide Hände frei, um den Adapter an der Schaltschrankgehäusewand zu verschrauben. Selbstverständlich ist es möglich, zwischen die Adapterfrontseite und die von ihr überlappten Gehäusewandbereiche eine oder mehrere Dichtungen zwischenzulegen.

Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht schließlich darin, einen Schaltschrank mit einem vordefinierten "Innenleben" an individuelle Anforderungen des Betreibers einfach anpassen zu können, indem allein der Durchführungsadapter an die kundenspezifischen Anforderungen angepasst wird. Beispielsweise können die Buchsenkontakte auf der Frontplatte des Adapters an ein kundenspezifisches Steckmuster angepasst sein. Weiterhin können in der Aufnahmewanne Funktionselemente zur kundenspezifischen Anpassung des Schaltschranks angeordnet sein.

Anhand der in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine Fotografie der Frontplatte eines erfindungsmäßigen Durchführungsadapters.
Fig. 2: eine Fotografie der Rückseite eines erfindungsmäßigen Durchführungsadapters,
Fig. 3: eine Fotografie seitlich in die Aufnahmewanne des erfindungsmäßigen Durchführungsadapters hinein,
Fig. 4: die Fotografie eines zum Druchführungsadapter kompatibel ausgebildeten Steckers,
Fig. 5: die Draufsicht auf die Frontplatte einer ersten Ausführungsform des Adapters mit sechs Durchbrüchen mit fluchtend dazu angeordneten Buchsen und mit sechs weiteren, verschlossenen und damit stillgelegten Durchbrüchen,
Fig. 6: eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Durchführungsadapters mit nur einem verschlossenen Durchbruch,
Fig. 7: die Detailansicht eines Durchbruchs mit einem vordefinierten Codierungsmuster.
Fig. 8: eine Draufsicht auf die Adapterrückseite,
Fig. 9: eine vertikal geschnittene Seitenansicht des Adapters sowie
Fig. 10: zwei nebeneinanderliegende, horizontal geschnitten dargestellte Kupplungsbereiche mit eingesteckten Steckern,
Fig. 11: eine vertikal geschnittene Darstellung eines Steckers mit Hilfsgehäuse und Abdichtgehäuse.

Die Frontplatte 1 des in Fig. 1 dargestellten Durchführungsadapters weist zwei in Horizontalrichtung 2 nebeneinander angeordnete Reihen von Durchbrüchen 3 auf. Die Durchbrüche 3 einer jeden Vertikalreihe sind in Vertikalrichtung 4 übereinander angeordnet. In Horizontalrichtung 2 zwischen den beiden sich in Vertikalrichtung 4 erstrekkenden Durchbruchsreihen ist schließlich angeordnet ein Schriftfeld 5. Des Weiteren weist die Frontplatte 1 jeweils in ihren Eckbereichen eine Bohrung 6 auf zur Einbringung jeweils einer dargestellten Befestigungsschraube 16. Mit den Befestigungsschrauben 16 wird der Durchführungsadapter am nicht dargestellten Schrankgehäuse bzw. einer Wand des Schaltschrankgehäuses schraubfixiert.

Aus der Adapterrückseite (Fig. 2) steht im Montageendzustand in den Schaltschrankinnenraum hinein die Aufnahmewanne 7. In der Aufnahmewanne 7 angeordnet ist die Leiterplatte 8. An der Leiterplatte 8 angebracht ist eine Trapezbuchse 9, ein Steckverbinder mit Kontaktpins 10 sowie drei sogenannte Rast-5-Buchsen verschiedener Größe.

An jeweils eine externe Leitung 12 ist vorkonfektioniert angeschlossen ein Stecker 13. Der Stecker 13 weist auf ein gespritztes Steckergehäuse 14 mit aufgespritzten Dichtrippen 26.

In der Darstellung der Fig. 6 erkennbar sind die Kreuzschlitzschrauben 16, mit welchen die Frontplatte 1 des Adapters am in den Zeichnungen nicht dargestellten Schaltschrank fixiert ist. Die Kreuzschlitzschrauben 16 sind hierfür durch die Bohrungen 6 hindurchgesteckt.

Die Durchbrüche 3 weisen sich in der von der Horizontalrichtung 2 und der Vertikalrichtung 4 aufgespannten Zeichnungsebene hineinstehende Ränder 17 auf. In den Rändern 17 sind freigelassen Aussparungen 18 zur Bildung eines individuellen Codierungsmusters im Rand 17 eines jeden Durchbruchs 3. In der Darstellung der Fig. 5 und Fig. 6 ist gut erkennbar, dass die einzelnen Durchbrüche 3 jeweils verschiedene Codierungsmuster, also an verschiedenen Stellen angeordnete Aussparungen 18 aufweisen. Aus der Darstellung der Fig. 7 ist ferner gut erkennbar, dass die einzelnen Aussparungen 18 unterschiedliche Abmessungen und auch eine unterschiedliche Geometrie aufweisen können. Mit der Erfindung ist eine gleichsam unendliche Anzahl verschiedener Codierungen realisierbar.

Die nicht von Aussparungen 18 ausgebrochenen Bereiche der Ränder 7 dienen gleichzeitig als Boden der den einzelnen Durchbrüchen 3 vorgeschalteten Steckertöpfe. Die Steckertopfwände sind gebildet von den Kragen 19. Die Kragen 19 rahmen jeweils einen Durchbruch 3 ein. Jeder Kragen 19 steht in Steckgegenrichtung 20, also senkrecht sowohl zur Horizontalrichtung 2 als auch zur Vertikalrichtung 4 aus der Adapterfrontplatte und damit aus der Zeichnungsebene der Fig. 5, 6 und 7 hinaus. In der zur Steckgegenrichtung 20 gegenläufigen Einsteckrichtung 21, welche wiederum senkrecht sowohl zur Horizontalrichtung 2 als auch zur Vertikalrichtung 4 verläuft, sind fluchtend hinter den Durchbrüchen 3 die Steckbuchsen 22 ausgebildet. Die Steckbuchsen 22 im Ausführungsbeispiel sind als sogenannte Rast-5-Buchsen ausgebildet. Hinter jedem codierten Durchbruch 3 ist also eine uncodierte Steckbuchse 22 angeordnet.

Es ist in Abhängigkeit der gewünschten Ausführungsform natürlich auch möglich, einen oder mehrere Durchbrüche 3 unbesetzt zu lassen, also hinter einem Durchbruch 3 keine Steckbuchse 22 anzuordnen. In diesem Fall sind die Durchbrüche 3 einfach mittels einer Verschlußplatte 23 gegenüber der Außenwelt abgeriegelt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist der dritte Durchbruch 3 von oben gesehen der rechts in der Zeichnungsfigur angeordneten Durchbruchs-Vertikalreihe unbesetzt. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zeigt, dass in der links dargestellten Vertikalreihe der zweite Durchbruch 3 von oben unbesetzt und mittels einer Verschlußplatte 23 verschlossen ist, während abgesehen vom obersten Durchbruch 3 auf der rechten Vertikalreihe sogar alle weiteren Durchbrüche 3 mittels einer eingebrachten Verschlußplatte 23 verschlossen und damit stillgelegt sind.

Zum Anschließen der externen Leitungen 12 sind an die einzelnen Leiter 24 der externen Leitung 12 Kontaktschuhe angecrimpt. Diese Kontaktschuhe sind im Steckergehäuse gelagert. Zunächst ist das den eigentlichen Steckbereich des Steckergehäuses bildende Gehäuse rückwärtig von einem Deckel verschlossen zu einem Hilfsgehäuse. Dieses Hilfsgehäuse ist sodann seitlich und rückwärtig umspritzt vom eigentlichen Steckergehäuse, dem Schottgehäuse 25 gemäß Fig. 10. Das Schottgehäuse 25 schottet den Stecker 13 gegen externe Einflüsse ab und bewirkt, dass ein mit dem erfindungsmäßigen Adapter ausgerüstetes Schaltschrankgehäuse den Schutzgrad IP 54 gemäß IEC 529 erreicht.

Aus Fig. 10 ist weiterhin erkennbar, dass auf dem Schottgehäuse 25 der Stecker die zusätzlichen Dichtrippen 26 angeordnet sind. Die Dichtrippen 26 liegen nach Art eines Friktionsschlusses seitlich an den Krägen 19 bzw. den Steckertopfseitenwänden an und bilden beim Ausführungsbeispiel auf diese Weise ein Dichtungslabyrinth mit drei Dichtebenen. Aus den Steckenden der Schottgehäuse 25 der Stecker 13 stehen schließlich in Steckrichtung 21 hinaus die Federhaken 27. Die Federhaken 27 hintergreifen bei gestecktem Stecker 13 mit ihren Hakenklauen jeweils die Ränder 17 des der entsprechenden Steckbuchse 22 zugeordneten Durchbruchs 3 zur zusätzlichen Verriegelung der Stecker 13 in der Frontplatte 1 des Adapters.

Fig. 11 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des Steckers 13. Bei dieser modifizierten Ausführungsform ist der eigentliche Steckbereich des Steckers vom Hilfsgehäuse 28 gebildet. In das Hilfsgehäuse 28 sind die vorzugsweise mit Flachsteckhülsen verbundenen Leiter 24 eingelegt. Die Flachsteckhülsen liegen hierfür in komplementär ausgestalteten Taschen des Hilfsgehäuses 28 ein. Die Flachsteckhülsen und die daran angeschlossenen Leiter 24 sind im Hilfsgehäuse 28 gewissermaßen schwimmend gelagert, wodurch ein gewisser Toleranzausgleich gegenüber den mit den Flachsteckhülsen zu verbindenden Kontaktfahnen in den Rast-5-Buchsen 11 beim Stecken gewährleistet ist. Auf die Rückwand 29 des Hilfsgehäuses 28 aufgesetzt sind die beiden Halbschalen 30. Die beiden Halbschalen 30 sind beim Ausführungsbeispiel identisch ausgebildet und um 180° spiegelverkehrt zueinander montiert. Die Halbschalen 30 bilden im Montageendzustand das in Fig. 11 fein schraffierte Abdichtgehäuse aus.

Aus den Halbschalen 30 stehen in Einsteckrichtung 21 Fixiernasen 31 heraus. Diese Fixiernasen 31 hintergreifen die Rückwand 29 des Hilfsgehäuses 28. Die den Rand des Hilfsgehäuses 28 hintergreifenden Fixiemasen 31 bilden eine Führung für die Halbschalen 30 aus. Zur Montage werden die mit den Flachsteckhülsen verbundenen Leiter 24 in die erwähnten Taschen des Hilfsgehäuses 28 eingelegt. Sodann werden die Halbschalen 30 mit ihren Fixiernasen 31 voran auf den Rand des Hilfsgehäuses 28 aufgesteckt und gegeneinander verschwenkt, so dass sie den Leiter 24 zwischen sich bedecken und vollständig abschirmen.

An ihren den Fixiemasen 31 abgewandten Enden tragen die Halbschalen 30 zwei halbrundartig eingekerbte Rippen 32. Die Rippen 32 greifen bei montierten Halbschalen 30 am Isoliermantel 33 der externen Leitung 12 bzw. am Isoliermantel 33 für den Leiter 24 an. Im Montageendzustand sind die Rippen 32 nach Art von Spannbacken gegeneinander verspannt. Die Rippen 32 bilden also denjenigen Teilbereich der Halbschalen, welcher im Montageendzustand als Zugentlastung für den Stecker 13 wirksam ist. Die Halbschalen 30 weisen an ihrem Ende im Bereich der Rippen 32 noch formschlüssige Elemente auf, zur formschlüssigen Verrastung beider Halbschalen 30 miteinander.

Die Vormontage des Steckers 13 ist beendet, wenn die Leiter 24 im Hilfsgehäuse 28 - wie beschrieben - einliegen und die beiden Halbschalen 30 miteinander verrastet sind. In einem letzten Fertigungsgang werden das aus den beiden Gehäusehalbschalen 30 bestehende Abdichtgehäuse ganz und das in Einsteckrichtung 21 vor dem Abdichtgehäuse positionierte Hilfsgehäuse 28 teilweise umspritzt zur Bildung eines Schottgehäuses 25 für den Stecker 13. Hauptvorteile dieser Ausführungsform sind die schwimmende Lagerung der Steckkontakte der Leiter 24 zum Toleranzausgleich im Schottgehäuse 25 einerseits und die von den Rippen 32 gebildete Zugentlastung für den Stecker andererseits.

Auf der der Frontplatte 1 in Steckgegenrichtung 20 abgewandten Adapterrückseite ist - wie gesagt - die Aufnahmewanne 7 ausgebildet. In der Aufnahmewanne 7 angeordnet beim Ausführungsbeispiel (Fig. 9) ist die Leiterplatte 8, die als Träger der Funktionsteile dient. Auf der der Frontplatte 1 zugewandten Seite der Leiterplatte sind die Steckbuchsen 22 kontaktierend fixiert. Auf der der Frontplatte 1 in Steckrichtung 21 abgewandten Rückseite der Leiterplatte sind in der Darstellung der Fig. 9 zwei Rast-5-Buchsen 11 angeordnet. Die Fig. 8 zeigt eine entsprechend der Darstellung der Fig. 2 ausgebildete Anordnung in der Aufnahmewanne 7.

Bezugszeichenliste

1: Frontplatte
2: Horizontaltrichtung
3: Durchbruch
4: Vertikalrichtung
5: Schriftfeld
6: Bohrung
7: Aufnahmewanne
8: Leiterplatte
9: Trapezbuchse
10: Steckverbinder
11: Rast-5-Buchse
12: Externe Leitung
13: Stecker
14: Steckergehäuse
15: nicht belegt
16: Kreuzschlitzschraube
17: Rand
18: Aussparung
19: Kragen
20: Steckgegenrichtung
21: Einsteckrichtung
22: Steckbuchse
23: Verschlußplatte
24: Leiter
25: Schottgehäuse
26: Dichtrippe
27: Federhaken
28: Hilfsgehäuse
29: Rückwand
30: Halbschale
31: Fixiernase
32: Rippe
33: Isoliermantel

Claims

Schaltschrank mit einem in einer Gehäusewand angeordneten Durchführungsadapter mit einer oder mehreren, auf der von der Schaltschrankaußenseite her zugänglichen Adaptervorderseite angeordneten Buchsen (22) zur Aufnahme von an externen elektrischen Leitern (12) angeschlossenen und in die Buchsen (22) einschiebbaren Steckern (13), wobei auf der dem Schaltschrankinnenraum zugewandten Adapterrückseite unmittelbar elektrische Verbindungselemente (9,10,11) für die im Schaltschrankinnenraum untergebrachten Komponenten angeordnet sind wobei die Verbindungselemente (9,10,11) unterschiedlich ausgestaltete Steckverbinder zum Anschluss der im Schaltschrankinnenraum angeordneten Komponenten aufweisen, beispielsweise Trapezsteckverbinder (9), Flachleitungssteckverbinder (10), Rast-5-Steckverbinder (11), dass auf der Außenseite der Schaltschrankgehäusewand eine Frontplatte (1) mit einer der Anzahl der Buchsen (22) entsprechenden Anzahl von vorzugsweise mit den Buchsen (22) fluchtend zueinander angeordneten Durchbrüchen (3) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass in die Ränder (17) der Durchbrüche (3) jeweils verschiedenartig ausgestaltete Aussparungen (18) eingeformt sind zur individuellen mechanischen Codierung eines jeden Durchbruchs (3).
Schaltschrank nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchführungsadapter elektrische bzw. elektronische Bauelemente, wie Geräte zur Spannungsversorgung oder Signalwandlung sowie Anzeige- oder Trennelemente aufweist.
Schaltschrank nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
eine Leiterplatte (8) als elektrisches oder elektronisches Bauelement.
Schaltschrank nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch
eine auf die Leiterplatte (8) aufgedruckte Schaltung.
Schaltschrank nach Anspruch 3 oder 4,
gekennzeichnet durch
auf der Leiterplatte (8) angeordnete elektrische Verbindungselemente (9,10,11).
Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet dass die Buchsen (22) auf der Leiterplatte (8) angeordnet sind.
Schaltschrank nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Adapterrückseite eine Aufnahmewanne (7) ausgebildet ist zur Aufnahme der elektrischen Verbindungselemente (9,10,11) sowie der Bauelemente einschließlich der Leiterplatte (8).
Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
jeweils einen als Dichtungswulst wirksamen, jeweils einen Durchbruch (3) einrahmenden, aus der Frontplatte (1) vorstehenden Kragen (19) derart, dass der Kragen (19) und die teilweise mit Aussparungen (18) versehenen Ränder (17) der Durchbrüche (3) einen Steckertopf zur führenden Aufnahme des einzuschiebenden Steckers (13) bilden.
Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

dass die in die Buchsen (22) eingeschobenen Stecker an den Steckerenden ihrer Steckergehäuse (14,25) einen oder mehrere Federhaken (27) tragen und

dass die Federhaken (27) bei vollständig in die Buchse (22) eingeschobenem Stecker (13) den Rand des zugeordneten Durchbruchs (3) hintergreifen zur formschlüssigen Verriegelung des Steckers (13) an der Adapterfrontplatte (1).
Schaltschrank nach Anspruch 8 oder 9,
gekennzeichnet durch
eine oder mehrere seitlich aus dem Steckergehäuse (14,25) abstehende, sich bei vollständig in die Buchse (22) eingeschobenem Stecker (13) mit ihren Stimenden an der Innenseite des Kragens (19) abstützende Dichtrippen. (26) zur reibschlüssigen zusätzlichen Abdichtung des Steckertopfs gegenüber der Umgebung.
Schaltschrank nach einem oder mehrere der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

dass die an die Leiter (12) angecrimpten Kontaktelemente des Steckers (13) in ein rückwärtig von einem Deckel verschlossenes Hilfsgehäuse (28) eingelegt sind und

dass das Hilfsgehäuse (28) seitlich und rückwärtig umspritzt ist zur Schaffung eines dichten Stecker-Schott-Gehäuses (25).
Schaltschrank nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch
ein Schottgehäuse (25) für den Stecker (13) bestehend

aus einem die Kontaktelemente haltemden und das Steckende des fertigen Steckers (13) bildenden Hilfsgehäuse (28),

aus einem an der Rückseite des Hilfsgehäuses fixierten Abdichtgehäuse und

aus einer Umspritzung aus dichtendem Material.
Schaltschrank nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtgehäuse (8) aus zwei miteinander verrastenden Gehäusehalbschalen (3) besteht.
Schaltschrank nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass Teilbereiche (32) der Gehäusehalbschalen (30) nach Art von Spannbacken am Isoliermantel (33) des Leiters (12) anliegen und den Leiter (12) zwischen sich fixieren zur Bildung einer Zugentlastung für den Stecker (13).
Schaltschrank nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

dass der Adapter in eine an seine Außenabmessungen angepasste Gehäusewandöffnung des Schaltschranks einsetzbar ist und

dass am Adapter als Montagehilfen Vorverriegelungselemente ausgebildet sind zu seiner Fixierung in seiner Montageendstellung.