EP1309040B1 - Modulares Steckverbindersystem - Google Patents
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- EP1309040B1 EP1309040B1 EP02022607A EP02022607A EP1309040B1 EP 1309040 B1 EP1309040 B1 EP 1309040B1 EP 02022607 A EP02022607 A EP 02022607A EP 02022607 A EP02022607 A EP 02022607A EP 1309040 B1 EP1309040 B1 EP 1309040B1
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- modular connector
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- housing
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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- H01R13/514—Bases; Cases composed as a modular blocks or assembly, i.e. composed of co-operating parts provided with contact members or holding contact members between them
-
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- H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding
- H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
- H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
- H01R13/6592—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a shielded cable
-
- H—ELECTRICITY
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- H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
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- H01R13/6658—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit on printed circuit board
Definitions
- the invention relates to a modular connector system according to the preamble of claim 1.
- Such a modular connector system is known from the generic DE 41 14 921A, DE 298 20 771 U1, DE 43 058 440 and DE 43 117 819.
- DE 296 05 311 U, CH 405 459 A and EP-A-0 478 962 are also called state of the art.
- the invention therefore has the object of further developing the modular connector system such that a female and a male part are created, with which shielded cable in the manner of a T-piece connection to the modular connector system can be performed.
- the female part and the male part designed in the manner of the compact USB standard plug and socket elements on Furthermore, in the housing an aligned in the direction of insertion of the female and or plug part electronic circuit board introduced, resulting in a particularly space-saving arrangement of this circuit board.
- This printed circuit board is arranged in the housing, that it is aligned parallel to the walls of the preferably rectangular shaped housing, which are adjacent to each other when juxtaposed.
- the shield connections (s) of the plug and / or socket part is / are provided with one or more screen attachment devices, in particular screen clips.
- This form of connection is faster and easier to implement in an industrial environment than soldering or crimping. This results in a versatile application, e.g. for a Profibus, a Cambus or another bus system.
- the shielded cables are exchangeably attached to the shield support and / or the terminal. According to another variant, it is also conceivable to fix the shielded cable to the shield support and / or the terminal not changeable.
- the prefabrication with cables has the advantage that the complex assembly of the plug can be omitted at the installation.
- the modular connector system comprises at least one socket part 2 (see for example Figure 3) and a plug part 4 (see for example Figure 1 or 2).
- socket part 2 and the plug part 4 with other modular socket or plug parts B, S possibly also different interpretation and / or function in each case in a receiving frame 42, 44 are inserted, each in plug housing 46, 48 are inserted, which in turn be plugged together and locked by means of parent locking elements 50, 52 with each other.
- the socket part 2 and the plug part have socket elements 12 or plug elements 14 designed in the manner of the USB standard.
- the socket part and the plug part 2, 4 further each have a one-piece or multi-part closed (eg Fig. 1) or for lighter cable connection partially open (Fig. 2) housing 16, 18, which is substantially a rectangular, flat Has shape, wherein the grid width R of the housing 16, 18 is narrow interpretable and z. B. only 11, 5 mm (see Figure 3b).
- the locking elements 20, 24 each have manually operable rocker-like projections 28a, 28b according to Figure 1 or 2, which allow the locking elements 22a, 22b wegzuschwenken by squeezing the housing and thus unlock the plug part 4 on the frame and to tighten ,
- each printed circuit boards 30, 32 are arranged parallel to the insertion direction.
- the printed circuit boards 30, 32 lie parallel to the walls of the housing, which are in the insertion of adjacent sockets and / or connector parts 2.4 in a frame 24 to each other or to each other.
- circuit boards 30, 32 are arranged very compact in the housing 16, 18.
- electronic components of any kind may be arranged, e.g. Chokes.
- a shield support 34, 36 in the housing 16, 18 is arranged. Characterized in that the shield pads 34, 36 are substantially parallel to the circuit boards 30, 32, results in a particularly space-saving, compact arrangement.
- the shield support 34, 36 of the connector part 4 has a shield bracket 38 for applying the shield 8 of the shielded cable 6c.
- the cable cores are passed through the shield bracket to a terminal 40, which is exemplified here as a screw terminal. Alternatively, training as a terminal block are conceivable. From the terminal, the wires are connected to not shown contacts of the male and female elements 12, 14.
- the shield support is designed such that two screens of two shielded cables 6a, 6b are fastened to the shield support. From the interaction of the elements of Figures 1 and 3 thus results in a connector with T-function for field buses.
- the T-function ensures that two cables can be connected, so that the bus is not interrupted even when the plug of the field device is disconnected.
- a field device can be replaced without problems. All other signals or power connections for the field device may be connected to the bus port in a connector due to the modularity of the concept. All other components that are prescribed for a bus connector can be integrated. For example, a bus can also be integrated.
- the embodiments of Figures 3 and 4 differ in that according to Figure 3, the shielded cables are guided in the insertion direction parallel to each other to the socket part 2. In contrast, in FIG. 4b, the shielded cables are guided laterally out of the socket part 2 by 180 ° pointing away from one another. Depending on the installation conditions and the spatial conditions, the expert can choose the most suitable variant for her.
- the determination of the screen 8 on the shield support 34, 36 takes place for example by the shield bracket 38 or by screw terminals.
- Such a variant has the advantage that at the installation no cable assembly must be made on the socket and / or plug part.
- the interior of the housing can be filled with a potting compound.
- By casting results in increased strain relief and vibration resistance. For example, a preconception with 500 mm cables is conceivable because often only a relatively short piece of cable is required for the bus connection of a field device.
Landscapes
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Multi-Conductor Connections (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein modulares Steckverbindersystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein derartiges modulares Steckverbindersystem ist aus der gattungsgemäßen DE 41 14 921A, der DE 298 20 771 U1, der DE 43 058 440 und der DE 43 117 819 bekannt. Zum Stand der Technik werden ferner die DE 296 05 311 U, die CH 405 459 A und die EP-A-0 478 962 genannt.
- Das gattungsgemäße Steckverbindersystem hat sich an sich bewährt. Es besteht aber ein Bedarf nach einer bauraumgünstigen Realisierung zum Anschluß von abgeschirmten Kabeln, insbesondere von Feldgeräten.
- Die Erfindung hat daher die Aufgabe, das modulare Steckverbindersystem derart weiterzuentwickeln, daß ein Buchsen- und ein Steckerteil geschaffen werden, mit denen abgeschirmte Kabel nach Art einer T-Stückverbindung zum modularen Steckverbindersystem führbar sind.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.
- Danach weisen das Buchsenteil und das Steckerteil nach Art des kompakten USB-Standards ausgelegte Stecker- und Buchsenelemente auf Ferner ist in das Gehäuse ein in Einschubrichtung des Buchsen- und oder Steckerteils ausgerichtete Elektronikleiterplatte eingebracht, wodurch sich eine besonders bauraumsparende Anordnung dieser Leiterplatte ergibt. Diese Leiterplatte ist derart im Gehäuse angeordnet, daß sie parallel zu den Wandungen des bevorzugt rechtwinklig ausgebildeten Gehäuses ausgerichtet ist, die beim Aneinanderreihen aneinander liegen.
- Es ist ferner parallel zur Elektronikleiterplatte eine Schirmauflage zum Anschluß eines Schirmes des abgeschirmten Kabels im Gehäuse angeordnet. Hiermit ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung von Elektronikleiterplatten nebst Schirmauflage im Gehäuse. Durch die parallele Anordnung der Bauteile wird zudem gewährleistet, daß eine Rasterbreite von 11,5 mm realisierbar sind.
- Die Schirmanschlüsse(n) des Stecker- und/oder des Buchsenteils ist/sind mit einer oder mehreren Einrichtungen zur Schirmbefestigung, insbesondere Schirmbügeln versehen. Diese Form des Anschlusses ist in industrieller Umgebung schneller und einfacher realisierbar als ein Löten oder Krimpen. Es ergibt sich dadurch eine vielseitige Einsatzmöglichkeit, z.B. für einen Profibus, einen Cambus oder ein anderes Bussystem.
- Durch die Verwendung eines geschirmten USB-Steckers als Bauteil für die eigentliche Steckfunktion ergeben sich auch noch folgende Vorteile:
- Der Stecker ist geschirmt.
- Es liegen zahlreiche Labortests und Erfahrungen aus der Praxis vor, die bestätigen, daß der USB-Stecker besonders verläßlich ist. Die Anforderungen an die Steckzyklen für eine Industriesteckverbindung werden übererfüllt.
- Nach einer Variante sind die abgeschirmten Kabel an der Schirmauflage und/oder der Anschlußklemme wechselbar befestigt. Nach einer anderen Variante ist es dagegen auch denkbar, die abgeschirmten Kabel an der Schirmauflage und/oder der Anschlußklemme nicht wechselbar zu fixieren. Insbesondere die Vorkonfektionierung mit Kabeln hat dabei den Vorteil, daß die aufwendige Konfektionierung des Steckers am Einbauort unterbleiben kann.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
- Figur 1a/1b
- perspektivische Darstellungen eines Steckerteils eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
- Figur 2a/2b
- perspektivische Darstellungen eines Steckerteils eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit teilweise offenem Gehäuse;
- Figur 3a/3b
- perspektivische Ansichten eines Buchsenteils mit teilweise offnem Gehäuse;
- Figur 4a
- ein weiteres Buchsenteil mit T-Funktion;
- Figur 4b
- das Buchsenteil aus Figur 4a in gegenüber Figur 4a gedrehter perspektivischer Darstellung;
- Figur 5
- eine Sprengansicht eines Steckverbinders; und
- Figur 6
- eine Variante eines Aufnahmerahmens.
- Das modulare Steckverbindersystem umfaßt wenigstens ein Buchsenteil 2 (siehe beispielsweise Figur 3) und ein Steckerteil 4 (siehe beispielsweise Figur 1 oder 2).
- An das Buchsenteil sind hier jeweils zwei und an das Steckerteil ist jeweils ein abgeschirmtes Kabel anschließbar. Mit dem Buchsenteil 2 der Fig. 4 und einem der Steckerteile 4, welche zusammensteckbar sind, läßt sich z. B. eine T-Stückverbindung von abgeschirmten Kabeln 6a, 6b, 6c, die jeweils einen Schirm 8 und Leitungsadern 10 aufweisen, realisieren.
- Dazu werden das Buchsenteil 2 und das Steckerteil 4 mit anderen modulartigen Buchsen- bzw. Steckerteilen B, S ggf. auch anderer Auslegung und/oder Funktion in jeweils in einen Aufnahmerahmen 42, 44 eingesteckt, die jeweils in Steckergehäuse 46, 48 einschiebbar sind, welche wiederum zusammensteckbar sind und mittels übergeordneten Verriegelungselementen 50, 52 miteinander verriegelt werden.
- Das Buchsenteil 2 und das Steckerteil weisen nach Art des USB-Standards ausgelegte Buchsenelemente 12 bzw. Steckerelemente 14 auf.
- Das Buchsenteil und das Steckerteil 2, 4 weisen ferner jeweils ein ein- oder mehrteiliges geschlossenes (z. B. Fig. 1) oder zum leichteren Kabelanschluß teilweise offenes (Fig. 2) Gehäuse 16, 18 auf, das im wesentlichen eine rechteckige, flache Form hat, wobei die Rasterbreite R der Gehäuse 16, 18 schmal auslegbar ist und z. B. lediglich 11, 5 mm beträgt (siehe Figur 3b).
- An den Seitenwandungen der Gehäuse 16, 18 sind jeweils Verriegelungselemente 20a, 20b bzw. 22a, 22b zum Verrasten des Buchsen- und/oder Steckerteiles 2,4 in einem der Aufnahmerahmen 42, 44 oder z. B. in einem Rahmen 24 nach Art der Figur 6 vorgesehen, welcher im Gegensatz zu den Aufnahmerahmen der Fig. 5 einzelne Aufnahmen 26 für die Stecker für die Stecker und/oder Buchsenteile 2, 4 aufweist.
- Hervorzuheben ist, daß die Verriegelungselemente 20, 24 nach Figur 1 oder 2 jeweils manuell betätigbare wippenartige Ansätze 28a, 28b aufweisen, die es erlauben, durch Zusammendrücken die Verriegelungselemente 22a, 22b vom Gehäuse wegzuschwenken und derart das Steckerteil 4 am Rahmen zu entriegeln und zu engtnehmen.
- In den Gehäusen 16, 18 sind jeweils Leiterplatten 30, 32 parallel zur Einschubrichtung angeordnet. Die Leiterplatten 30, 32 liegen dabei parallel zu den Wandungen des Gehäuses, welche beim Einsetzen benachbarter Buchsen und/oder Steckerteile 2,4 in einen Rahmen 24 aneinander bzw. zueinander liegen.
- Auf diese Weise werden die Leiterplatten 30, 32 sehr kompakt im Gehäuse 16, 18 angeordnet. Auf den Leiterplatten 32 können elektronische Bauelemente beliebiger Art angeordnet sein, so z.B. Drosseln.
- Jeweils oberhalb der Leiterplatten ist eine Schirmauflage 34, 36 im Gehäuse 16, 18 angeordnet. Dadurch, daß die Schirmauflagen 34, 36 im wesentlichen parallel zu den Leiterplatten 30, 32 liegen, ergibt sich eine besonders platzsparende, kompakte Anordnung. Dabei weist hier die Schirmauflage 34, 36 des Steckerteils 4 einen Schirmbügel 38 zum Anlegen des Schirmes 8 des abgeschirmten Kabels 6c auf. Die Leitungsadern sind durch den Schirmbügel hindurch zu einer Anschlußklemme 40 geführt, welche hier beispielhaft als Schraubklemme ausgebildet ist. Alternativ sind auch Ausbildungen als Reihenklemme denkbar. Von der Anschlußklemme werden die Leitungsadern mit hier nicht dargestellten Kontakten der Stecker- und Buchsenelemente 12, 14 verbunden.
- Nach Figur 3 ist die Schirmauflage derart ausgebildet, daß zwei Schirme von zwei abgeschirmten Kabeln 6a, 6b an der Schirmauflage befestigbar sind. Aus dem Zusammenspiel der Elemente der Figuren 1 und 3 ergibt sich somit eine Steckverbindung mit T-Funktion für Feldbusse. Durch die T-Funktion wird gewährleistet, daß zwei Kabel angeschlossen werden können, so daß auch bei gezogenem Stecker des Feldgerätes der Bus nicht unterbrochen wird. Ein Feldgerät kann so ohne Probleme ausgetauscht werden. Alle weiteren Signale oder Stromversorgungsverbindungen für das Feldgerät können aufgrund der Modularität des Konzeptes mit dem Busanschluß in einem Stecker verbunden werden. Alle sonstigen Bauteile, die für einen Busstecker vorgeschrieben sind, sind integrierbar. Es kann beispielsweise auch ein Bus integriert werden.
- Dabei unterscheiden sich die Ausführungsbeispiele der Figur 3 und 4 dadurch, daß nach Figur 3 die abgeschirmten Kabel in Einschubrichtung parallel zueinander zum Buchsenteil 2 geführt werden. In Figur 4b werden die abgeschirmten Kabel dagegen um 180° voneinander weg weisend seitlich aus dem Buchsenteil 2 herausgeführt. Je nach den Einbaugegebenheiten und den räumlichen Verhältnissen kann der Fachmann die für ihr geeignetste Variante wählen.
- Die Festlegung des Schirmes 8 an der Schirmauflage 34, 36 erfolgt beispielsweise durch die Schirmbügel 38 oder durch Schraubklemmen. Es ist aber auch denkbar, die abgeschirmten Kabel 6a, 6b bzw. 6c fest mit den Schirmauflagen 34, 36 zu verbinden, beispielsweise derart, daß ein 50 cm langes Kabelstück aus den Gehäusen 16, 18 heraussteht. Eine derartige Variante hat den Vorteil, daß am Einbauort keine Kabelmontage mehr am Buchsen- und/oder Steckerteil vorgenommen werden muß. In diesem Fall kann das Innere des Gehäuses auch mit einer Vergußmasse ausgegossen werden. Durch das Vergießen ergibt sich eine erhöhte Zugentlastung und Vibrationsfestigkeit. Beispielsweise ist eine Vorkonzeptionierung mit 500 mm Kabeln denkbar, da für den Busanschluß eines Feldgerätes oftmals nur ein relativ kurzes Stück Kabel benötigt wird.
-
- Buchsenteil
- 2
- Steckerteil
- 4
- abgeschirmtes Kabel
- 6, 6a, 6b
- Schirm
- 8
- Leitungsadern
- 10
- Buchsenelement
- 12
- Steckerelement
- 14a, 14b
- Gehäuse
- 16a, 14b
- Gehäuse
- 18
- Verriegelungselement
- 20a, 20b
- Verriegelungselement
- 22a, 22b
- Rahmen
- 24
- Aufnahme
- 26
- Ansatz
- 28a, 28b
- Leiterplatte
- 30
- Leiterplatte
- 32
- Schirmauflage
- 34
- Schirmauflage
- 36
- Schirmbügel
- 38
- Anschlußklemme
- 40a, 40b
- Aufnahmerahmen
- 42
- Aufnahmerahmen
- 44
- Steckergehäuse
- 46
- Steckergehäuse
- 48
- Verriegelungselemente
- 50
- Verriegelungselemente
- 52
- Buchsenteile
- B
- Steckerteile
- S
Claims (15)
- Modulares Steckverbindersystem mit wenigstens einem Buchsenteil (2) und wenigstens einem Steckerteil (4) zum Anschluß wenigstens eines abgeschirmten Kabels (6, 6a, 6b), wobei das Buchsenteil (2) und/oder das Steckerteil (4) mittels an einem Gehäuse (16, 18) angeordneten Verriegelungselementen (20, 24) jeweils modulartig in übergeordnete Aufnahmerahmen (40, 42) einsetzbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß- das Buchsenteil (2) und das Steckerteil (4) USB-Standard- Stecker- und Buchsenelemente (12, 16) aufweisen,- in das Gehäuse (16, 18) eine in Einschubrichtung des Buchsen- (2) und/oder Steckerteils (4) ausgerichtete Elektronikleiterplatte (30, 32) eingebracht ist, parallel zur Elektronikleiterplatte (30, 32) eine Schirmauflage (34, 36) im Gehäuse (16, 18) angeordnet ist, die wenigsteas eine Einrichtun.g zur Schirmbefestigung des Schirmes (8) des abgeschirmten Kabels (6, 6a, 6b) aufweist. - Modulares Steckverbindersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine oder mehrere Einrichtungen zur Schirmbefestigung als Schirmbügel (38) ausgebildet ist/sind.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schimauflage (34, 36) des Stecker und/oder Buchsenteils wechselbar ausgelegt ist.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16, 18) eine Rasterbreite von 11, 5 mm aufweist.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schirmauflagen (34, 36) des Stecker- und/oder Buchsenteils und die Elektronikleterplatte (30, 32) des Stecker-(4) oder Buchsenteils (6) zur Realisierung einer T-Stückverbindung ausgelegt ist.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schirmauflage (34,36) des Stecker-(4) und/oder Buchsenteils (6) zwei der abgeschirmten Kabel (6, 6a, 6b) in Einschubrichtung anschließbar sind.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schirmauflage (34, 36) des Stecker (4) und/oder Buchsenteils (6) zwei der abgeschirmten Kabel (6, 6a, 6b) senkrecht zur Einschubrichtung anschließbar sind.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschirmten Kabel (6, 6a, 6b) an der Schirmauflage (34, 36) und/oder der Anschlußklemme (40) wechselbar befestigt sind.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschirmten Kabel (6, 6a, 6b) an der Schirmauflage (34, 3 6) und/oder der Anschlußklemme (40) unlösbar fixiert sind.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Freiräume im Stecker- und/oder Buchsengehäuse mit einer Vergußmasse ausgegossen sind.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (16, 18) eine Anschlußklemme (40) zum Anschluß von Leitungsadern des abgeschirmten Kabels (6, 6a, 6b) eingebracht ist.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemme (40) als Schraubklemme oder als Federklemme oder IDC-Klemme ausgelegt ist.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blektrunikleiterplatte (30, 32) wenigstens eine Sperrdrossel aufweist.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikleiterplatte (30, 32) wenigstens eine schirmende Metallschicht und/oder -beschichtung aufweist.
- Modulares Steckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung eine oder mehrere von Hand betätigbare Rastwippe(n) aufweist.
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