Beschreibung
Kontaktierelement zur optionalen Kontaktierung von Modulen/Geräten auf eine Anschlussleitung
Die Erfindung betrifft ein Kontaktierelement zum Anschluss zumindest eines elektronischen Bauelements eines Gerätes mittels eines Kontaktelernents an zumindest eine Anschlussleitung. Die Erfindung betrifft ferner ein Kontaktelement zum Herstellen einer leitenden Verbindung zwischen einem elektronischen Bauelement eines Gerätes und einer Anschlussleitung mittels eines Kontaktierelements, ein Gerät mit zumindest einem elektronischen Bauelement, das über zumindest ein Kontaktelement mittels eines Kontaktierelements an zumindest ei- ne Anschlussleitung anschließbar ist, sowie ein Verfahren zum Anschließen eines Geräts mit zumindest einem elektronischen Bauelement über zumindest ein Kontaktelement mittels eines Kontaktierelements an zumindest eine Anschlussleitung.
Ein derartiges Kontaktierelement, Kontaktelement und Gerät sowie ein derartiges Verfahren kommt in allen Bereichen zum Einsatz, in denen in einem Gehäuse befindliche elektronische Baugruppen optional mit zumindest einer Anschlussleitung kontaktiert werden sollen und die Kontaktstelle des Geräts bis zur Herstellung des Kontakts vor Feuchtigkeit, Verunreinigungen und Berührung zu schützen ist. In vielen Fällen soll dieser Schutz auch nach Kontaktierung des Gerätes mit der Anschlussleitung unverändert bestehen bleiben, so dass eine für das Gerät geforderte Schutzart von z.B. IP20 oder sogar IP69k erhalten bleibt. Dabei steht IP20 für Schutz gegen Fremdkörper mit einem Durchmesser ab 12,5 mm und Fingerschutz und IP69k für Staubdichtigkeit, vollständigen Berührungsschutz sowie Schutz gegen Wasser bei Hochdruck- und Dampfstrahlrei- nigung .
Eine typische Anwendung derartiger Geräte findet man z.B. für das BUS-System ASI („actuator sensor interface") . Dort hat
man in der Regel eine hohe Schutzart bis IP69k, die dann natürlich auch für die genannte optionale Kontaktierung gelten muss. Diese Kontaktierung wird durch einen Anschlussdorn hergestellt, der beim Anklemmen des Gerätes an die 2-Draht- Leitung des ASI die Isolierung durchsticht und mit der Kabel- seele einen Kontakt bildet . Bekannte Geräte für das ASI sind beispielsweise Kompaktmodule, Anwendermodule, Flachkabeladap- ter und Ml2 -Flachkabeladapter.
Die bekannten Geräte besitzen eine fest angebrachte Kontak- tierungsmöglichkeit, bei der die Kontakte permanent aus dem Gehäuse der Geräte bzw. Module ragen und so offen zugänglich sind; eine Nachrüstmöglichkeit ist dadurch nicht gegeben. Daraus folgt, dass bei Nichtnutzung der Kontaktierungsmög- lichkeit die Bereiche um die Kontaktstellen gesondert gegen Feuchtigkeit, Verunreinigungen und Berührungen zu schützen sind, z.B. durch Abdeckungen, Platten oder Kappen. Diese Methode ist nicht nur teuer, sondern benötigt auch zusätzliche Bauteile zur Abdeckung bzw. Schutz des Kontaktierbereichs, die sachgemäß und definiert montiert sein müssen, um sicher gegen Verunreinigungen zu schützen, d.h. die gewünschte Schutzart zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes Ver- bindungselement anzugeben, um optional z.B. Flachkabel, mehradrige Litzen oder Einzeladern mit einer in einem Gehäuse befindlichen Elektronikbaugruppe kontaktieren zu können, wobei bei Nichtnutzung der Kontaktierungsmöglichkeit eine geforderte Schutzart ohne zusätzliche Bauelemente gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Kontaktierelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Kontaktierelement zumindest einen zumindest einseitig spitz zulaufenden Stift aus einem leitenden Material sowie zwischen den Stiftenden eine Halterung aufweist, deren Querschnitt derart ausgeführt ist, dass sie beim Kontaktieren des spitz zulaufenden Endes des zumindest einen Stiftes des Kontaktierelements mit dem zumin-
dest einen Kontaktelement in eine dafür vorgesehen Aussparung eines Gehäuses des Gerätes im Kontaktierbereich um das zumindest eine Kontaktelement passend einführbar ist.
Die Aufgabe wird weiter durch ein Kontaktelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Kontaktelement eine Buchse zur Aufnahme eines spitz zulaufenden Endes eines zumindest einseitig spitz zulaufenden elektrisch leitenden Stiftes des Kontaktierelements aufweist und dass das Kontak- tierelement zumindest einen derartigen Stift sowie zwischen den Stiftenden ein Halterung aufweist, deren Querschnitt derart ausgeführt ist, dass sie beim Kontaktieren des spitz zulaufenden Endes des zumindest einen Stiftes des Kontaktierelements mit zumindest einem Kontaktelement in eine dafür vorgesehen Aussparung eines Gehäuses des Gerätes im Kontaktierbereich um das zumindest eine Kontaktelement passend einführbar ist.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Gerät der eingangs genann- ten Art dadurch gelöst, dass ein Gehäuse des Gerätes im Kontaktierbereich um das zumindest eine Kontaktelement eine Aussparung aufweist, in die eine Halterung des Kontaktierelements passend einführbar ist, und dass das Gehäuse im Bereich einer jeweiligen Buchse des zumindest einen Kontaktelements je einen dünnwandigen Bereich aufweist, der mit einem spitzen Ende eines zumindest einseitig spitz zulaufenden Stifts des Kontaktierelements durchstoßbar ist, wobei das Kontaktierelement zumindest einen derartigen Stift aus einem leitenden Material sowie zwischen den Stiftenden die genannte Halterung aufweist.
Die Aufgabe wird schließlich durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass als Kontaktierelement zumindest ein zumindest einseitig spitz zulaufender Stift aus einem leitenden Material mit einer Halterung zwischen den Stiftenden verwendet wird, der in eine jeweilige Buchse des zumindest einen Kontaktelements eingeführt wird, wodurch ein
dünnwandiger Bereich eines Gehäuses des Geräts im Bereich der jeweiligen Buchse mit dem spitz zulaufenden Ende des Stifts durchstoßen wird, während gleichzeitig die Halterung des zumindest einen Stifts in eine passend geformte Aussparung des Gehäuses im Kontaktierbereich um das zumindest eine Kontaktelement eingeführt wird.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines separaten Kontaktierelements, das optional eingesetzt und nachgerüstet werden kann, ist auch nachträglich eine elektrische Verbindung herstellbar. Signale können so bidirektional auf ein- oder mehradrige Anschlussleitungen, wie z.B. Litzen, Rundkabel und Flachkabel, und elektronische Baugruppen übertragen werden, die sich in einem Gehäuse befinden. Dieses Gehäuse weist dünnwandige Bereiche auf, die von dem Kontaktierelement durchstoßen werden können. Durch das Durchstoßen dieses dünnwandigen Bereichs kann auch nachträglich noch eine im Gerät befindliche elektrische Komponente kontaktiert werden. Bei Nichtnutzung ist das Gehäuse an dieser Stelle geschlossen und so gegen Eindringen von Feuchtigkeit oder Verunreinigungen und gegen Berührung optimal geschützt, weil das Kontaktelement noch nicht zugänglich ist. Bei Verwendung von zweiseitig spitz zulaufenden Stiften des Kontaktierelements lässt sich das anzuschließende Gerät optimal an eine ASI-Leitung an- schließen. Die Kontaktierung erfolgt durch das Befestigen des Geräts bzw. Moduls. Nachdem das Kontaktierelement in die dünnwandigen Bereiche eingebracht wurde, erfolgt die Kontak- tierung durch das Befestigen des Moduls auf dem Untergrund, auf dem die Leitungen, Kabel oder Litzen liegen. Die Kontak- tierung eröffnet die Möglichkeit des Weiterschleifens von Signalen, da jetzt optional eine weitere Schnittstelle zur Elektronik nutzbar wird, zusätzlich zum beispielsweise bisher vorhandenen M12-Stecker. Außerdem ergibt sich die Möglichkeit einer sicheren Nachrüstung bei bekannten Bauteilen. Werden statt der zweiseitig nur einseitig spitz zulaufende Stifte für das Kontaktierelement verwendet, sind auch weitere Anschlussmöglichkeiten denkbar.
In einer vorteilhaften Form der Ausführung weist die Halte- rung des Kontaktierelements und/oder das Gehäuse des Geräts im Bereich der jeweiligen Buchse ein Dichtelement und/oder Schaberippen zur Abdichtung des Gehäuses im Kontaktierbereich auf. Dadurch kann auch nach Herstellen einer elektrischen Verbindung die Erhaltung einer Schutzart IP20 oder höher gewährleistet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Gerät zumindest noch eine weitere optionale Anschlussmöglichkeit auf, die bei Nichtnutzung durch einen dünnwandigen Gehäusebereich geschützt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
FIG 1 einen Gehäusebereich eines elektrischen Geräts mit zwei optionalen Anschlussmöglichkeiten und einem
Kontaktierelement zum Anschluss des Geräts an eine 2-Draht-ASI-Leitung,
FIG 2 eine Querschnittszeichnung des Gehäusebereichs aus Fig 1, wobei ein erstes Kontaktierelement fast und ein zweites ganz in das elektrische Gerät eingeführt ist,
FIG 3 eine schematische Innendarstellung des Gehäusebe- reichs aus Fig 1 und Fig 2 mit Kontaktelementen, die die leitende Verbindung zwischen den Kontaktierelementen und den elektronischen Baugruppen herstellen.
Fig 1 zeigt einen Gehäusebereich 4 eines elektrischen Geräts mit zwei Anschlussmöglichkeiten zur optionalen Kontaktierung des Geräts mit einer 2-Draht-ASI-Leitung 2. In die runden
Aussparungen der beiden Kontaktierbereiche 6 sind Kontaktierelemente 1 mit einer Halterung runden Querschnitts passend einführbar. Das dargestellte Kontaktierelement 1 weist zwei zweiseitig spitz zulaufende Stifte aus einem leitenden Mate- rial auf, mittels derer sowohl der dünnwandige Gehäusebereich 5 um die Anschlussbuchsen der im Gehäuse 4 befindlichen Kontaktelemente 9 durchstoßen werden kann, als auch die Isolierung der ASI-Kabel 2 zum Herstellen der leitenden Verbindung mit der Kabelseele. Zur Erhaltung der geforderten Schutzart auch nach Anschluss des Geräts an die ASI-Kabel 2 ist das
Kontaktierelement 1 mit einer Schaberippe 7 und einem Dichtelement 8 ausgestattet .
Fig 2 zeigt den Gehäusebereich 4 aus Fig 1 im Querschnitt mit dem bereits in Fig 1 gezeigten Kontaktierelement 1, das den dünnwandigen Gehäusebereich 5 noch nicht durchstoßen hat, und einem zweiten Kontaktierelement 1, das bereits vollständig in das elektrische Gerät eingeführt wurde. Dabei ist die Halterung des Kontaktierelements 1 passend in die dafür vorgesehe- ne Aussparung des Gehäuses im Kontaktierbereich 6 eingeführt worden. Schaberippen 7 und Dichtelement 8 gewährleisten die Einhaltung der erforderlichen Dichtigkeit.
Fig 3 zeigt wieder denselben Gehäusebereich 4 mit einer sche- matischen Innenansicht des Geräts. Dargestellt sind eine Leiterplatte 10 und eine elektronische Baugruppe 3, die über Kontaktelemente 9 mit den Kontaktierelementen 1 verbunden ist. Die spitz zulaufenden Stiftenden der Kontaktierelemente 1 haben den dünnwandigen Gehäusebereich 5 durchstoßen und sind in die Anschlussbuchsen der Kontaktelemente 9 eingeführt worden. Die entgegengesetzten Stiftenden sind ebenfalls spitz zulaufend und können zum Anschluss an eine ASI- Anschlussleitung 2 verwendet werden.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Kontaktierelement, ein Kontaktelement , ein Gerät sowie ein Verfahren zur optionalen Kontaktierung eines elektronischen Bauelements mit ei-
ner Anschlussleitung. Um optional z.B. Flachkabel, mehradrige Litzen oder Einzeladern mit einer in einem Gehäuse befindlichen Elektronikbaugruppe kontaktieren zu können, wobei bei Nichtnutzung der Kontaktierungsmöglichkeit eine geforderte Schutzart gewährleistet ist, wird vorgeschlagen, dass das Kontaktierelement zumindest einen zumindest einseitig spitz zulaufenden Stift aus einem leitenden Material sowie zwischen den Stiftenden eine Halterung aufweist, deren Querschnitt derart ausgeführt ist, dass sie beim Kontaktieren des spitz zulaufenden Endes des zumindest einen Stiftes des Kontaktierelements mit dem zumindest einen Kontaktelement in eine dafür vorgesehen Aussparung eines Gehäuses des Gerätes im Kontaktierbereich um das zumindest eine Kontaktelement passend einführbar ist. Die Anschlussbuchse des Kontaktelements ist so- mit vor dem Einführen des spitz zulaufenden Stifts durch einen dünnwandigen Gehäusebereich vor Feuchtigkeit, Verschmutzung und Berührung geschützt.