EP2324538B1

EP2324538B1 - Vorrichtung zum verschliessen und zum öffnen einer steckverbinder-durchführung

Info

Publication number: EP2324538B1
Application number: EP09777952.4A
Authority: EP
Inventors: Mario BRÜNGER
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-08-18
Also published as: DE102008047145B3; CN102187527B; CN102187527A; WO2010028738A1; US20110189872A1; JP5190541B2; DK2324538T3; US8602810B2; EP2324538A1; ES2436730T3; JP2012502440A

Description

Technisches Gebiet

Der Einsatz der Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von eckigen elektrischen Steckverbindern oder Anbaurahmen in Wanddurchbrüchen für derartige Steckverbinder, insbesondere auf einen Verschlussvorrichtung zum dichten Verschließen des Kontaktanschlusses dieser Steckverbinder oder eines quadratischen oder rechteckigen Aufnahmerahmens einer Wanddurchführung für derartige Steckverbinder, die in rauher Einsatzumgebung Verwendung an Schaltschränken oder Geräten finden, wobei die hier in Rede stehende Verschlussvorrichtung eine vorteilhaft befestigbare Verschlussvorrichtung betrifft, die zum mehrfachen Verschließen sowie anschließendem Öffnen eines Kontaktanschlusses einer Steckverbinder-Durchführung oder eines Steckverbinderanschlusses in Form eines eckigen Anbaurahmens vorgesehen ist.

Stand der Technik

An Schaltschränken oder industriellen elektrischen Geräten werden vielfach bei rauhen und schmutzigen Umgebungsbedingungen Datenanschlüsse direkt an der Gerätewand eines Schaltschranks oder eines elektronischen Gerätes angeschlossen, damit die zu schützende Steuerung oder sonstige Elektronik im täglichen Betrieb und im Falle eines Anschließens eines Steckverbinders nicht bereits vorher durch industrielle Umgebungsbedingungen verschmutzt wird. Die Gerätewände sind dabei mit quadratischen oder rechteckigen Standard-Wanddurchbrüchen versehen, wobei die Wanddurchbrüche vorgefertigten Wand-Ausschnitten entsprechen. Häufig werden aber nicht alle vorgesehenen Ausschnitte benötigt, so dass ungenutzte Schaltschrank-Wandausschnitte mit abdichtenden Abdeckplatten für eine spätere Verwendung von Anbaurahmen verschiedener Steckverbinder verschlossen werden. Um sich eine nachträgliche Konfektionierung dieser möglichen Einsatzstellen am Einsatzort des Schaltschranks oder des Gerätes zu sparen, sind häufig die Wanddurchbrüche bereits mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Steckanschlüsse vorkonfektioniert. Solche Steckverbinder-Durchführungen oder Anschlüsse bestehen beispielsweise aus Adapterplatten und/oder Ein- bzw. Anbaurahmen und besitzen den Vorteil, dass diese schneller mit einem anzuschließenden Steckverbinder komplettiert werden können. Umgebungsbedingt sind diese Ein- oder Anbaurahmen durch ein diese Steckanschlüsse abdichtendes Deckelteil verschlossen. Dies bereitet in der Regel dann Probleme, wenn nur einzelne Anschlüsse benutzt werden sollen. Die hier in Rede stehenden Verschlussvorrichtungen erfüllen, in Kombination mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Anbaurahmens, nur die Schutzarten IP 11 bis IP 54. Anbaurahmen, Durchführungen oder Steckkontaktanschlüsse an Wanddurchbrüchen sind in der Regel als Befestigungs- und Positioniermittel für auf- oder einsteckbare elektrische Steckverbinder ausgeführt, die im oder am Wanddurchbruch vormontiert werden und nicht nur einen Kontaktanschluss für einen Steckverbinder, sondern auch eine Befestigung der Steckverbinder gegen unbeabsichtigtes Abziehen des Steckverbinders besitzen. Solche Anbaurahmen gibt es, wie aus dem Stand der Technik bekannt, daher in vielen Bauausführungen. Beispiele von unterschiedlichen Anbaurahmen aus dem Stand der Technik können dem Produktkatalog "Industriesteckverbinder PLUSCON 2007" MNR 52002299/ 15.03.2007-00 ab Seite 198 ff, der Firma Phoenix Contact GmbH& Co KG, entnommen werden.
Insbesondere sind Abdeckungen für runde Steckverbinder bekannt, die in Form von Kappen oder Stopfen eine hinreichend gute Abdeckung gegen Schmutz und Feuchtigkeit bieten. Diese sind aufgrund ihrer runden Form beispielsweise als Abdeckkappen, Schutzdeckel und Blindstopfen in Verwendung und viel einfacher mit Abdichtungskonturen zu versehen, als Stopfen oder Abdeckungen für eckige Steckverbinder. Da allerdings immer mehr Steckverbindungen des Bürobereichs auch im industriellen Bereich eingesetzt werden, finden beispielsweise RJ-45- oder USB-Steckverbinder immer mehr Verwendung in industriellen Schaltschränken für Steuerungen oder an Feldgeräten. Insbesondere bei diesen Steckverbindern werden fast nur vorgefertigte Anbaurahmen bzw. anschraubbare Gehäuseteile des jeweiligen Steckverbinders verwendet. Die Anschlussfläche der Aufnahmegehäuse dieser vorgenannten Steckverbinder ist häufig quadratisch oder rechteckig ausgeführt. Zum Verschließen werden dementsprechend unterschiedliche Verschlussteile beispielsweise Abdeckkappen, Schutzdeckel, usw. und/oder Blindstopfen oder auch eine Kombination von unterschiedlichen Verschlussteilen verwendet. Ein Schutzdeckel, welcher der Ausführungsform eines Steckverbinders ähnlich ist, und ein Blindstopfen, welche beide dem Stand der Technik angehören, sind ebenfalls aus dem zuvor genannten Produktkatalog ersichtlich.
Nachteilig an den bekannten Verschlussteilen ist jedoch, dass die Erfordernis eines dichten Steckverbinderanschlusses an die Form des Verschlusses für einen erforderlichen Festsitz einen erheblichen Kraftaufwand in der Handhabung überwinden muss. Bei einer einfachen Handhabung kann es darüber hinaus zu einem für eine Abdichtung zu lockeren Sitz an der Abdichtstelle kommen. Zur besseren Handhabung hat man deshalb vielfach diese Verschlussteile entsprechend groß dimensioniert, was nachteilig im Platzbedarf ist und bei unachtsamen Handling zu einem unbeabsichtigten Abstreifen, einem selbständigen Abfallen bei Vibrationen des Verschlussstopfens an den schaltschränken oder Geräten führen kann oder dass bei zu kleiner Ausführung für eine Handbetätigung des Verschlussstopfens zusätzliche Werkzeuge benötigt werden, die das Verschlussteil oder sogar die Wanddurchführung beschädigen können. Dieses erweist sich insbesondere dann als Nachteil, wenn ein solches entfernbares Verschlussstopfen, als Blindstopfen in einer Steckverbinder- Durchführung, das Abdichten nach IP67 gemäß der Vorschriften der DIN EN 60529 erfüllen soll. Bei geringen Schutzanforderungen, z.B. der Schutzanforderung gemäß der Schutzart IP 54, werden die Anforderungen vom Verschlussglied noch erfüllt. Bei steigenden Schutzanforderungen an die Steckverbinder- Durchführungen gegenüber Staub und Wasser, z.B. gemäß der Schutzart IP 67, sind aber zusätzliche konstruktive Maßnahmen erforderlich, welche die Norm erfüllen müssen.
Aus der US 2006/0089049 A1 ist ein Glasfaser-Industriesteckverbinder mit einer Steckeraufnahme und einer in der Steckeraufnahme befestigten Duplex-Clip Assemblierung bekannt.
Aus der US 2007/0036489 A1 ist ein Verbindungssystem mit einem Modulgehäuse und einer Buchse bekannt, wobei die Buchse dafür ausgelegt ist, mit einem Verbinder gepaart zu werden.
Eine Aufgabe zur Verbesserung des Standes der Technik besteht also darin, eine Steckverbinder- Durchführung oder einen Anbaurahmen sicherer und konstruktiv so zu gestalten, das eine höhere Schutzart als IP54 gemäß der DIN EN 60529 gewährleistet wird. Weiterhin liegt die Aufgabe zugrunde, eine wieder verwendbare Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art für nahezu quadratische oder rechteckige Wanddurchführungen oder Anschlussstellen an Geräten für ebensolche quadratische oder rechteckige Steckverbinder zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile der bekannten Abdeckungen vermeidet und eine technische Lösung aufzeigt, die ein wiederholbares abdichtendes Verschließen und ein einfaches Öffnen eines Verschlussteils ermöglicht. Dabei soll insbesondere das Verschließen und Öffnen einer Steckverbinder- Durchführung einfach gestaltet sein und ohne erheblichen Kraftaufwand oder Verwendung eines zusätzlichen Werkzeugs erreichbar sein.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Dabei wird eine die elektrischen/elektronischen Betriebsmittel in Schaltschränken oder Gehäusen aus Sicherheitsgründen gegen Umwelteinflüsse höherer Schutzgrade, beispielsweise die Schutzart IP 67 bis IP 68 nach DIN EN 60529 erreicht. Ein Herausfallen des Verschlussgliedes aus der Steckverbinder-Durchführung durch falsche Handhabung ist durch eine vorgesehene Verriegelung der Vorrichtung nicht mehr möglich.
Die Lösung besteht konkret aus einer "Push und Twist"- Vorrichtung, welche in der Hauptsache aus einem Formstück gebildet wird. Das Formstück kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein und ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Es kann aber auch als Metallhülse hergestellt oder als ein Verbundteil aus Metall und Kunststoff sein. Das Formstück weist drei Funktionselemente auf. Ein für die Handhabung vorteilhaftes kleines Griff- und Betätigungselement, ein Kraftübertragungselement und mindestens ein Verriegelungselement, die einstückig miteinander verbunden sind. Dabei bildet das Formstück Verschlussstopfen selbst einen kappenähnlichen im wesentlichen hohlen Schutzdeckel, der sowohl als Verschluss- und Öffnungselement fungiert. Der Verschlussstopfen setzt sich zusammen aus einem im wesentlichen hohlen Dichtungsteil mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, einem daran anschließenden vorstehenden kurzen Stabilisierungskonus, das in ein Griffstück zur Handhabung übergeht. Dabei bilden die zur offenen Seite des Verschlussstopfens weisenden Wandungen die Dichtungsteile, die mittels eines die Anbaurahmenöffnung abdeckenden Flansches an den Stabilisierungskonus einstückig als Teil eines Dichtgummis angeformt sind.
Ein weiteres Funktionselement der Vorrichtung ist ein Verschlussteil, welches Teile des Verschlussstopfens in seiner geometrisch angepassten Form aufnimmt und festhält. Dabei besitzt dieses Verschlussteil einen Flanschteil, der im zusammengesteckten Zustand mit dem Verschlussstopfen an dessen Flansch anliegt und ihn mechanisch unterstützt. Darüber hinaus besitzt das Verschlussteil in Aufsteckrichtung zwei vorstehende, flexibel nach außen federnden flache Verbindungsstücke, welche zur Befestigung des Dichtelements an korrespondierende vorstehende Raststücken am Anbaurahmen beide Teile fest miteinander verbindet. Dabei umhüllen die voreilenden Verriegelungsstücke den Anbaurahmen, wobei gleichzeitig der Verschlussstopfen in dessen Rahmenöffnung eintaucht. Die in Steckrichtung vorstehenden Verriegelungsstücke bestehen aus zwei, am Flansch des Verschlussteils vorgesehene abgewinkelte Laschen, die diagonal gegenüber liegend und parallel zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Laschen weisen in Richtung der Frontseite des Anbaurahmens, wobei die Laschen Rastmittel enthalten, die zu den frontseitigen Rastmitteln des Anbaurahmens korrespondieren. Dabei kann die Art dieser Rastmittel unterschiedlichster Form und Ausprägung sein. Eine feste Verbindung zwischen dem Anbaurahmen und der Vorrichtung entsteht, wenn die, auf dem frontseitigen Rand der Befestigung- und Positionierungsmittel angeordneten Rastmittel mit dem korrespondierenden Rastmittel in den Laschen der Vorrichtung verrasten. Beim Stecken der Vorrichtung auf den Anbaurahmen werden die beiden Laschen durch eine hierfür geeignete Form nach außen aufgedrückt und verrasten mit ihren Rastmittel nach Erreichen der Endstellung mit den Rastmittel des Anbaurahmens. Dieser Vorgang des Verschließens einer Steckverbinder-Durchführung wird als "Push"-Vorgang bezeichnet. Sie ist darüber hinaus durch ein akustisches Klicken in Endstellung von der Bedienperson wahrnehmbar. Die den Flansch bildenden Laschen stellen somit eins der Funktionselemente des Verschlussteils dar, dessen Aufgabe darin besteht, die Vorrichtung mit dem Anbaurahmen fest und darüber hinaus auch lösbar zu verbinden. Dabei wirken die Laschen als Verriegelungselemente, die zusammen mit den daran angeordneten Rastmitteln nach einem Aufschieben ist Steckrichtung ein die Öffnung verschließendes Dichtteil gegen den umlaufenden Rahmen des Anbaurahmes presst. Die Abstände zwischen axialer Anlage des Verschlussstopfens und Verriegelungslage ist aufeinander abgestimmt, so dass hierbei eine leichte Pressung auf den Verschlussstopfenflansch entsteht, welches die Dichtwirkung unterstützt. Hierdurch kann die Schutzart IP 67 und höher erreicht werden. Durch das Verrasten mit einem Anbaurahmen ist der Nachteil des Herausfallens eines Verschlussteils aus einer Steckverbinder-Durchführung durch falsches Handhaben oder unbeabsichtigtes Abstreifen des Verschlussteils beseitigt.
Eine weitere Aufgabe der Laschen besteht darin, das Verschlussteil vor dem Einstecken in die Steckverbinder-Durchführung in die Verschlussvorrichtung aufzunehmen, zu zentrieren und zu klemmen. Dazu sind die Laschen derart ausgebildet, dass sie einen Außenrand der drei umlaufenden Außenränder an zwei Stellen des Verschlussteils umfassen und. mit dem umlaufenden Außenrand, welcher im Umfang etwas größer ist als die beiden anderen umlaufenden Außenränder, befestigt. Die an dem Flansch angeordneten zwei Laschen sind in etwa um 90 Grad in Steckrichtung abgewinkelt und an zwei gegenüberliegenden Ecken mit dem Flansch einstückig verbunden, wobei diese in Steckrichtung und somit in die entgegen gesetzte Richtung zum Griff- und Betätigungteil weisen. Die Zentrierung des Verschlussteils in der Vorrichtung erfolgt somit aufgrund der beiden parallel beabstandeten Laschen, welche den Außenrand der parallel beabstandeten Umfangsränder an zwei parallel und diagonal gegenüber liegenden Stellen umfassen, wodurch die Laschen ein Zentrierungsmittel bilden. Des Weiteren dienen die Laschen dem am Verschlussglied angeordneten Befestigungsmittel als seitliche Anlage. Das Befestigungsmittel besteht aus einem Bindeglied, welches einerseits am äußeren Rand mit dem Verschlussglied einstückig verbunden ist und andererseits, zur Vermeidung des Abstreifens des Verschlussglieds am freien Ende der Laschen ein Befestigungselement, vorzugsweise eine Öse aufweist, mit der eine Befestigung am Gehäuse erfolgen kann.
Ein weiteres Funktionselement an diesem Verschlussteil ist das Kraftübertragungselement, welches unmittelbar an den Flansch des Verschlussteils anschließt und ein entsprechend dimensioniertes Teil des Verschlussstopfens in sich aufnimmt. Aus Gründen der Stabilität wirkt sich die allseitig konische Form vorteilhaft auf die Kraftverteilung zum Dichtungsflansch hin aus. Das Kraftübertragungselement ist gleichzeitig Griff- und Betätigungselement. Die zuvor beschriebenen Verriegelungsstücke sind somit auf der dem Anbaurahmen zugewandten Seite angeordnet wobei auf der Rückseite des Flansches am Verschlussstopfenträger das Griff- und Betätigungselement angeordnet sind. Je nach Bauausführung eines Anbaurahmens ist die äußere Form des Übertragungselementes quadratisch oder rechteckig ausgebildet. Das Kraftübertragungselement ist mit dem Flanschteil einstückig verbunden wobei die am Griff- und Betätigungselement auftretenden Kräfte auf dieses Kraftübertragungsstück und somit auf den Flansch des Verschlussstopfenträgers überträgt. An den Durchgang schließt sich auf der Vorderseite das Griff- und Betätigungselement an. Der Flansch, das Kraftübertragungsstück und auch das Griffstück sind hohl ausgebildet, so dass in diese Kontur äquivalent konstruierte Bauteile des Verschlussstopfens eingesteckt werden können. Die Größe des hohlen Durchganges entspricht der Größe des Griffstückansatzes des Verschlussstopfens.
Als drittes Funktionselement ist das Griff- und Betätigungsteil zu nennen, welches Bestandteil der Verschlussvorrichtung ist. Das Griff- und Betätigungteil besteht im Prinzip aus einem hohlen Mittelteil rechteckigen Querschnitts, welches zentrisch zum Anbaurahmen einer Steckverbindung angeordnet ist. Dabei wird der Hohlkörper wird aus einem Pyramidenstumpf und der andere Hohlkörpers aus einem Quader gebildet. Die Form der Hohlkörper entspricht, wie zuvor beschrieben, aufgrund seiner Materialwandung der Form eines Griffstückes. Das Griff- und Betätigungsteil hat mehrere Aufgaben zu erfüllen. Einerseits soll das Griff- und Betätigungselement das Handling für den Benutzer ermöglichen und andererseits ein Griffstück eines Verschlussstopfens aufnehmen. Ist eine Vorrichtung mit einem Verschlussstopfen komplettiert befindet sich im Griff- und Betätigungsteil das äquivalente Griffstück des Verschlussstopfens. Zum "Push und Twist"- Vorgang kann die Vorrichtung jetzt vom Benutzer am Griff- und Betätigungselement mit den Fingern erfasst werden. Beim "Push"- Vorgang wird die konfektionierte Vorrichtung auf den Anbaurahmen aufgesteckt und beim "Twist"- Vorgang von dem Anbaurahmen durch Drehen und Abziehen entfernt. Dabei wird beim "Twist"-Vorgang das Griffstück in Richtung des auf der Flanschfläche dargestellten Richtungssymbols verdreht. Das hat zur Folge, dass dabei das innere Gummiteil des Verschlussstopfens, welches von dem Griff- und Kraftübertragungsteil des Verschlussteils aufgenommen ist, ebenfalls verdreht. Die dabei entstehende Kraftwirkung führt zu einem leichten Verwinden des Flanschteils des Verschlussstopfens. Diese ist jedoch funktional nicht schädlich. Durch das Verdrehen des gesamten Verschlussteils um ca. 10 Grad werden die mit dem Verschlussteil einstückig verbundenen und in Axialrichtung vorstehenden Verriegelungsstücke von der Außenfläche des Anbaurahmens abgehoben. Dies geschieht vorteilhaft bei beiden sich diagonal gegenüber angeordneten Verriegelungsstücke. Bei einer Verdrehung um ca. 10 Grad sind die Rastmittel am Anbaurahmen und am Verriegelungsstück nicht mehr im Eingriff, so dass in dieser Stellung die vorher beim Aufstecken sich eingestellte Pressung des Verschlussstopfenflansches das Verschlussteil von der Dichtkante des Anbaurahmens wegdrückt. Beim Loslassen greifen somit die Rastmittel nicht mehr ineinander. Das Verschlussteil kann mit Überwindung der Reibkraft der Topfförmigen Dichtung abgezogen werden. Da dieser Vorgang beliebig oft ohne Beschädigung der einzelnen Bauteile durchgeführt werden kann, sind eine Vielzahl von Aufsteck- und Abrastvorgängen möglich. Daher erfüllt das Griff- und Betätigungselement mehrere Aufgaben, welche unter der Bezeichnung "Push" und Twist" zusammengefasst sind.
Eine solche "Push und Twist"-Vorrichtung zum abdichtenden Verschließen und Öffnen einer Steckverbinder-Durchführung ist in einer vorteilhaften Ausführung in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher beschrieben und in den Figuren 1 bis 4 mittels Merkmalskennziffern erläutert. Es zeigt

Figur 1: in perspektivischer Darstellung eine Ausführung eines Verschlusssystems für einen Einzel-Steckanschluss, bestehend aus einem Anbaurahmen, einer Verschlussvorrichtung mit Blindstopfen und Verliersicherung
Figur 2: in perspektivischer Darstellung eine Ausführung eines Verschlusssystems für einen Doppel-Steckanschluss, bestehend aus einem Anbaurahmen, einer Verschlussvorrichtung mit Blindstopfen und Verliersicherung
Figur 3: in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit explosionsartig auseinander gezogenen Bauteilen zum abdichtenden Verschließen und Öffnen einer Wand-Durchführung, und
Figur 4: in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäßes Verschlussteil
Figur 5: in perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßer Verschlussstopfen
Figur 6: in perspektivischer Darstellung die Verschlussvorrichtung bestehend aus dem zusammengesteckten Verschlussteil mit Verschlussstopfen
Figur 7: eine Frontdarstellung zur hilfsweisen Darstellung des Lösens der Verriegelung vom Anbaurahmen der Verschlussvorrichtung

Die Figuren 1 und 2 stellen Ausführungsbeispiele der erfinderischen Verschlussvorrichtung 1, 1A zum Abdichten und Öffnen von Steckverbinder-Durchführungen 3, mit einem Anbaurahmen und deren Dichtung 5, 5A zum An- bzw. Einbau in eine Geräte- oder an eine Schaltschrankwand dar, während die Figur 3 die komplette Verschlussvorrichtung 1, 1A mit erfindungsgemäßer Verschlussteil 24 in einer Explosionsdarstellung alle Einzelteile der Verschlussvorrichtung 1 darstellt. Nachfolgend in Fig. 4, 5 und 6 werden die einzelnen Bauteile des Verschlussteils 24 detailliert beschrieben. Fig. 4 veranschaulicht die erforderliche Verdrehung des erfinderischen Verschlussvorrichtung 24, 24A und unterstützt die beanspruchte Verfahrensbeschreibung.
Im Einzelnen zeigt Fig.1 in perspektivischer Darstellung eine Ausführung einer Verschlussvorrichtung 1 in einer zusammengebauten und einem aufgesteckten und verrasteten Verschlussteil 24. Zur Erfüllung der DIN EN 60529 befindet sich zwischen der Gehäusewand (hier nicht dargestellt) und dem Anbaurahmen 6 eine Dichtung 5. Die Rahmenöffnung 8 ragt dabei in die Wanddurchführung. Die Rahmenöffnung 8 wird mittels eines Verschlussteils 24 verschlossen. Diese Ausführung zum Abdichten und Öffnen einer Steckverbinder-Rahmenöffnung 8 ist konstruktiv sehr aufwendig. Um die in dieser Darstellung montierte Verschlussvorrichtung 1 wiederholt mit einem Verschlussteil 24 verschließen zu können ist das Verschlussteil 24 mit einer Verliersicherung 20,21,22 versehen worden
Fig. 2 zeigt eine Verschlussvorrichtung (1A), die beispielsweise für zwei nebeneinander angeordnete Steckverbinder vorgesehen ist. Hierbei ist entsprechend der Anbauflansch 7 um eine gewisses erforderliches Maß breiter geworden, jedoch noch nicht so breit wie zwei einzelne Verbinder nebeneinander. Entsprechend ist die Rahmenöffnung 8 verbreitert worden, so dass ein Verschlussteil 1 eines Einzelanschlusses nicht mehr abdichtet. Da auch bei breiteren Verschlussvorrichtungen 1A, die darüber hinaus auch mit mehreren Befestigungsmitteln an einer Gehäuse- oder Gerätewand befestigt werden, eine Abdichtung erforderlich ist, sind die Bauteile des Verschlussteils in der Breite zu deren Schmalseite hin vergrößert worden. Der Aufbau ist der gleiche wie bei der Verschlussvorrichtung 1, deren Einzelteile nachfolgend beschrieben werden.
Um einesteils die Reihenfolge einer Montage einer Verschlussvorrichtung 1 darzustellen, wurden diese in einer explosionsartig auseinander gezogenen Darstellung in Fig. 3 gezeigt. Dabei werden an einer Gehäuse- oder Gerätewand eine Wanddurchführung 3 und Löcher für Befestigungsmittel 4 vorgesehen. Der Ausschnitt ist dabei den erforderlichen Maßen eines Anbaurahmens oder einem anderen quadratischen oder rechteckigen Wanddurchführungsteils angepasst. Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt einen Anbaurahmen 6 der mittels eines Anlageflansches 7 an eine Gehäuse- oder Gerätewand geschraubt werden kann. Wenn dieser Flansch 7 selbst an seiner der Gerätewand zuweisenden Anlagefläche keine mit dem Flansch in einer umlaufenden Nut vorgesehene gespritzte Dichtung hat, verwendet man üblicherweise gestanzte Flachdichtungen 5 aus einem weichen Dichtungsmaterial. Der Anbaurahmen wird mit dazwischen angeordneter Dichtung mit Befestigungsmitteln (nicht dargestellt) an die Gerätewand geschraubt.
Häufig werden Anbaurahmen 6 mit einem vorstehenden Rahmenstück 10 ausgeführt, an dem die anzuschließenden Steckverbinder (nicht dargestellt) befestigt werden können. Das vorstehende Rahmenstück 10 umschließt dabei eine Rahmenöffnung 8, in die Kontaktteile eines Steckverbinders mit anderen Kontaktteilen verbunden werden. Diese gilt es im Regelfall aufgrund widriger Umgebungsbedingungen zu schützen. Dabei wird der Steckverbinder an Rastmitteln 12 derart befestigt, dass dieser einesteils fest mit dem Anbaurahmen verbunden ist und andernteils keine zusätzlichen Mittel zur Befestigung benötigt. Diese Rastmittel sind auf der umlaufenden nach außen zeigenden Fläche des vorstehenden Rahmenstücks vorgesehen. Bei nicht angeschlossenen Steckverbindern benutzt man häufig Verschlussstopfen, die in dieses vorstehende Rahmenstück 10 eingesteckt werden.
Der Anbaurahmen 6, weist neben einen Flansch 7 mit einer zentralen Öffnung 8 vorzugsweise zwei Bohrungen 9 zur Befestigung an der Gehäusewand auf. Die zentrale Öffnung 8 wird von einer in Steckrichtung vorstehenden quadratischen dünnen Wandung als Rahmenstück 10 umschlossen. Des Weiteren ist die zentrale Öffnung 8 sowie dadurch das Rahmenstücke 10 quadratisch oder wie in Fig. 2 rechteckig ausgeführt. Diese umlaufende, vorstehende und umlaufende Wand ist einstückig mit dem Anlageflansch 7 der Wanddurchführung verbunden. Auf der Außenseite dieses vorstehenden Rahmenstücks 10 befinden sich Rastmittel 12, vorzugsweise in Form von Rastnasen. Die Rastmittel 12 sind an zwei sich parallel gegenüberliegende Seiten, auf der Ober- und der Unterseite der nach außen zeigenden umlaufenden Rahmenstücks 10 angeordnet. Um Steckverbinder ausreichend zu befestigen sind jeweils zwei Rastmittel 12, von den hier dargestellten vier vorhandenen Rastmitteln, auf den zuvor beschriebenen Flächen nebeneinander beabstandet angeordnet. Die beiden sich gegenüber liegenden anderen Außenseiten des Rahmenstücks 10 weisen keine Rastmittel 12 auf. Die Rastmittel 12 dienen der Befestigung eines aufsteckbaren Steckverbindergehäuses (nicht dargestellt).
Der hier dargestellte Anbaurahmen 6A weist in schematischer Darstellung die gleichen Merkmale auf, wie bereits der in der Fig.1 der dargestellte Anbaurahmen 6, der somit analog der Beschreibung des offenbarten Anbaurahmen 6 nicht näher beschrieben wird.
In Fig. 3 wird das üblicherweise vormontierte Verschlussteil 24 auseinander gezogen dargestellt. Um die einzelnen Merkmale der einzelnen Bauteile beschreiben zu können, sind diese in Fig. 4 und Fig. 5 in gleicher Anordnung dargestellt, wobei in Fig. 6 das komplette und gebrauchsfertige Teil zu betrachten ist. Ein die Erfindung mittragendes Bauteil ist der Verschlussstopfenträger 25. Dieser Besteht aus einem Flanschteil 26 an dem zur Bedienseite hin ein Fügekonus 29 und ein Griffstück 30 angeformt sind. Der Verschlussstopfenträger ist hohl ausgeführt, so dass ein äquivalent gestaltetes Teil 18,19 des Verschlussstopfens 13 nach Fig. 5 darin eingesteckt werden kann. An dem umlaufenden Flanschteil sind diagonal zueinander positionierte Verriegelungsstücke 27 vorgesehen, die rechtwinklig zur Flanschfläche in Steckrichtung zur Gerätewand ausgerichtet sind. Im zusammengesteckten Zustand mit dem Verschlussstopfen überragen beide Verriegelungsstück diagonal angeordnet die topfartige Dichtungswand.
Der Verschlussstopfenträger 25 nach Fig. 4 ist aus Metall oder vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Der Verschlussstopfenträger 25 ist aus einem Formstück gebildet, welches sich aus drei einstückig miteinander verbundenen Funktionsteilen zusammensetzt. Die drei Funktionsteile bestehen aus einem Griffstück 30, einem Fügekonus 29 und einem Flanschteil 26, die zusammen einen kappenähnlichen Schutzdeckel bilden, der als Verschluss und Öffnungselement wirkt. Aus geometrischer Sicht betrachtet, handelt es sich bei dem Verschlussstopfenträger 25 je nach Bauausführung des Anbaurahmens 6, 6A im Prinzip um ein quadratisch oder rechteckig ausgebildetes Rohrstückchen mit angeformten Flansch 26. Der Flansch 26 entspricht in seinen Außenabmessungen annähernd der Körperform des Verschlussstopfens 13. Die Vorder- und Rückseite des Flansches 26 und weisen jeweils eine plane Fläche auf, an die sich die Anlagefläche 20 des Verschlussstopfens abstützt.
Dabei ist in Fig. 5 der aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Gummi, hergestellte Verschlussstopfen 13 dargestellt, der in seiner Körperform einem Quader entspricht und mit der Form der Rahmenöffnung 8 im Anbaurahmen 6 korrespondiert. Je nach Ausführungsform der Anbaurahmen 6 kann die Rahmenöffnung 8 quadratisch oder rechteckig ausgeführt sein. Die quadratische oder rechteckige Form des Verschlussstopfens 13 weist an seinem Außenumfang zwei umlaufende Kanten 16, 17 auf, die durch einen umlaufenden Dichtansatz 15 beabstandet sind. Die Außenkante 16 des Verschlussstopfens 13 bildet einen umlaufenden Rand ähnlich der Ausführung eines O- Ringes, der im Außenmaß etwas größer ist als das Maß der Rahmenöffnung 8 im Anbaurahmen 6, um eine sichere Abdichtung zu erreichen. An der frontseitigen Rahmenkante 11 ist die umlaufende Anlagefläche 17 im Außenmaß gegenüber der umlaufenden Rahmenkante 11 nochmals um einen gewissen Betrag im Umfang größer. Diese im Außenmaß größere umlaufende Anlagefläche 17 ist notwendig, weil die Rahmenöffnung 8 an dem frontseitigen vorstehenden Rahmenstück eine kleine Fase bzw. Einlaufschräge für das Einstecken der Dichtung aufweist.
Senkrecht zum umlaufenden Rand, der durch die Anlagefläche 17 für die Rahmenkante 11 gebildet wird, ist mittig ein Befestigungsmittel, vorzugsweise ein Befestigungsband 21 einstückig mit dem Verschlussstopfen 13 verbunden und weist an seinem freien Ende eine Öse 22 auf, mittels der das Verschlussteil 24 am Anbaurahmen 6 insbesondere an deren Befestigungsschrauben zur Befestigung an der Gerätewand verliersicher aufbewahrt werden kann. Das Befestigungsband 21 ist aufgrund seines Materials und seiner Ausgestaltung elastisch ausgeformt, wodurch die Öse 22 an der zurückliegenden Gehäusewand oder am Anbaurahmen 6 befestigt werden kann.
Der quaderförmige Verschlussstopfen 13 weist auf seiner quadratischen oder rechteckigen Form der Frontseite bzw. Anlagefläche 20 ein mit dem Verschlussstopfen einstückiges und aus gleichem Material hergestelltes Befestigungs- und Griffteil 18,19 auf, welches zentrisch aus dieser Fläche 20 hervorsteht. Das Befestigungs- und Griffteil 18,19 ist wiederum einstückig aus zwei geometrischen Körpern gebildet, einem pyramidenstumpfartigen Stabilisierungskonus 18 mit rechteckiger Grundfläche und einem aufgesetzten quaderförmigen Befestigungs- und Griffteil 19, wobei der Pyramidenstumpf direkt senkrecht auf der Anlagefläche 20 angeordnet ist und der Quader das freie Ende des Griffstückes 19 bildet.
Beide Bauteile nach Fig. 4 und Fig. 5 sind in Ihrer funktionsgerechten Ausführung ineinander gesteckt und zwar derart, dass das Befestigungsteil 19 voran in den Fügekonus 29 und danach in das Griffstück 30 gedrückt wird. Da die Aufnahmeöffnung 31 gegenüber den Abmessungen des Befestigungsteils 19 und Stabilisierungskonus 18 nur geringe Unterschiede aufweisen sollen, ist das Fügen per Hand nicht ohne Kraftaufwand möglich. Vorzugsweise werden diese Teile maschinell vormontiert.
Beim Verschließen der Rahmenöffnung 8 eines Anbauflansches 6 ist die Handhabung dieses Verschlussteils 24 nicht anders als bei einer normalen Verwendung eines im Stand der Technik bekannten Verschlussstopfens. Der Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verschlussstopfen besteht einerseits darin, dass im Aufsteckvorgang zum Abdichten der Rahmenöffnung 8 Verriegelungsstücke 27 das Verschlussteil 25 Anbaurahmen befestigen, so dass diese nicht unbeabsichtigt von einer Bedienperson abgestriffen oder durch Vibrationen vom Anbaurahmen 6 abfallen können. Die am Griffstück 19,18 erzeugte translatorische Bewegung zum Stecken der Verschlussteils 25 auf den Anbaurahmen 6 und die aufgebrachte Druckkraft in axialer Steckrichtung führt kurz vor dem Verrasten der Rastmittel 12, 28 zum Klemmen des axialen Dichtflansches 14 zwischen der Rahmenkante 11 und dem Flanschteil 26. Nach Überwindung der erforderlichen Stecktiefe und der damit zusammenhängenden Pressung des Dichtflansches 14 rasten die Rastmittel 12 und 28 akustisch wahrnehmbar ein. Somit kann das Geräusch eines "Doppel-Klick" einen Hinweis auf das Verrasten der Verriegelungsstücke 27,12 geben, die darüber hinaus nicht mehr optisch auf Verrastung überprüft werden müssen.
Andererseits ist der Vorteil beim Lösen und Abnehmen des Verschlussteils 24 viel größer, als das Verschließen der Rahmenöffnung 8. Hierbei kann unterstützend auf die Fig. 7 zurückgegriffen werden. Wird am Griffstück 30 das in den Fügekonus 29 übergeht eine Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn erzeugt, wird durch die gesteckte Verbindung zwischen dem flexiblen Verschlussstopfen 13 und dem Verschlussstopfenträger 25 eine rotatorische Verwindung zwischen dem Stabilisierungskonus und dem Anlageflansch 20 des Verschlussstopfens stattfinden. Diese ist jedoch aufgrund des geringen Verdrehwinkels 32 für das Dichtungsbauteil nicht schädlich. Dabei steht der Verdrehwinkel 32 in Abhängigkeit zum erforderlichen Hub 33 des Verriegelungsstücks 27.
Durch eine am Griffstück 19, 18 erzeugte Drehbewegung wird im ersten Schritt das Verriegelungsstück 27 von dem auf dem frontseitig vorstehenden Rahmenstück 10 angeordneten Rastmittel 12 abgehoben und dadurch freigegeben. Dieses ist bei ausreichendem Hub 33 aus der Rückhaltekante des Rastmittels 12 herausgehoben, so dass die Rückstellkräfte des zusammengepressten Dichtflansches 14 die Rastmittel 12, 28 außer Eingriff bringen. Im zweiten Schritt wirkt, aufgrund der weiteren Drehbewegung am Griffstück 19,18, eine bereits zuvor erwähnte Verwindung der elastischen Bauteile. Gleichzeitig mit der Drehbewegung wird jetzt am Griffstück 19,18 eine Druckkraft durch den beim Verschließen zusammengepressten Flansch 14 des topfartigen Verschlussstopfens 13 ausgeübt. Aufgrund der erzeugten Druckkraft wird das Verschlussteil 24 vom Anbaurahmens 6 gedrückt. Aufgrund der Wirkung des Drehmomentes am Verschlussteil 24 und der Druckkraft des zusammengepressten Flanschmaterials 14 wird das Verschlussteil bei gelöster Verriegelung zur Entnahme freigegeben und kann aus der Rahmenöffnung 8 des Anbaurahmen 6 herausgezogen werden. Die zum Lösen der Verschlussteils 24 vom Anbaurahmen 6 durch ein aufgebrachtes Drehmoment erforderliche Kraft ist verhältnismäßig gering, nimmt jedoch kürzeren Hebelarmen und stark abstehenden Rastmitteln 12 zu. Fig. 7 zeigt einen entstehenden Verdrehwinkel 32 bei gleichzeitigen Abheben (Hub 33) der Verriegelungsstücke vom Rastmittel 12. Das Rastmittel 12 kann auch aus einem Rasthaken bzw. einer Rastnase gebildet sein. Der Rasthaken ist an der Innenseite, der dem frontseitigen Rand 11 zugewandten Seite des Anbaurahmens 6 gebildet.

Bezugszeichenliste

1	Verschlussvorrichtung	19	Befestigungs-/Griffteil
		20	Anlagefläche
3	Wanddurchführung	21	Befestigungsband
4	Bohrung für Befestigungsmittel	22	Öse
5	Dichtung	23	Befestigungsbohrung
6	Anbaurahmen	24	Verschlussteil komplett
7	Anlageflansch	25	Verschlussstopfenträger
8	Rahmenöffnung	26	Flanschteil
9	Befestigungsbohrung	27	Voreilendes Verriegelungsstück
10	Vorstehendes Rahmenstück	28	Rastmittelöffnung
11	Rahmenkante	29	Fügekonus
12	Rastmittel	30	Griffstück
13	Verschlussstopfen	31	Aufnahmeöffnung
14	Dichtflansch	32	Verdrehwinkel
15	Dichtansatz	33	Hub
16	Dichtlippe	34	Drehrichtungspfeil
17	Anlagefläche für Rahmenkante	35	Öffnungssymbol
18	Stabilisierungskonus

Claims

Verschlussvorrichtung (1) zum abdichtenden Verschließen und entfernbaren öffnen eines, in einer Rahmenöffnung (8) für eine Steckverbinder-Wanddurchführung, insbesondere eines Anbaurahmens (6) eingesetzten Verschlussteils (24), welches zur Außenabdichtung bei Gerätegehäusen oder Wanddurchführungen (2) eingesetzt wird, wobei
die Verschlussvorrichtung (1) aus einem Verschlussteil (24) und einem Anbaurahmen (6) besteht, und
zum Verschließen das Verschlussteil (24) auf den Anbaurahmen (6) aufgesteckt und zum Wegnehmen das Verschlussteil (24) nur durch eine Drehbewegung entnommen werden kann,
das Verschlussteil (24) aus einem Verschlussstopfenträger (25) und einem Verschlussstopfen (13) zusammengesteckt wird,
das Verschlussteil (24) zwei Verriegelungsstücke (27) besitzt, die an dem Anbaurahmen (6) befestigt werden können,
das Verriegelungsstück (24) auf die umlaufende Außenfläche eines vorstehenden Rahmenstücks (10) beim Aufstecken des Verschlussteils (24) aufgeschoben wird,
ein Rastmittel (28) des Verschlussteils (24) beim Aufstecken des Verschlussteils (24) mit einem korrespondierenden Rastmittel (12) des vorstehenden Rahmenstückes (10) verbunden wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Verriegelungsstücke (27) des Verschlussstopfenträgers (25) und die korrespondierenden Rastmittel (12) des vorstehenden Rahmenstücks (10) diagonal und parallel zueinander beabstandet und gegenüber an jeweils einer Ecke des quadratischen oder rechteckigen Querschnitts des vorstehenden Rahmenstücks (10) angeordnet sind.
Verschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Rastmittel (12, 28) aus einer Öffnung (28), einer Vertiefung oder Rasthaken bestehen.
Verschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Verschlussstopfenträger (25) und mindestens ein Verriegelungsstück (27) einstückig sind.
Verschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Verschlussstopfen (13) eine topfartige Kontur quadratischen oder rechteckigen Querschnitts bildet, dessen Boden durch einen geschlossener Dichtflansch (14) gebildet wird.
Verschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Verschlussstopfen (13) entgegen der geöffneten Seite der topfartigen Kontur am geschlossenen Flansch (14) ein einstückiges Formteil (18, 19) für eine Handbetätigung besitzt.
Verschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei der Verschlussstopfenträger (25) der Kontur des einstückigen Formteils (18, 19) des Verschlussstopfens (13) angepasst ist.
Verschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 4 bis 6, wobei der Verschlussstopfen (13) ein Befestigungsband (21) mit einer einstückig befestigten Öse (22) als Verliersicherung besitzt.
Verfahren zum Abnehmen eines eingesetzten Verschlussteils (24) aus einer Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, welches als Außenabdichtung bei Gehäusen eingesetzt wird, wobei
das Verschlussteil (24) aus einem Verschlussstopfenträger (25) und einem Verschlussstopfen (13) zusammengesteckt wird,
das Verschlussstopfenträger (25) ein Griffstück (30) aufweist,
der Anbaurahmen (6) ein vorstehendes Rahmenstück (10) aufweist,
auf einer Außenseite des Rahmenstücks (10) Rastmittel (12) angeordnet sind,
das Verschlussteil (24) ein Verriegelungsstück (27) mit einer Öffnung (28) aufweist, und
durch ein Verdrehen des Griffstück (30) am Verschlussteil (24) die Öffnungen (28) des Verriegelungsstücks (27) aus den Rastmitteln (12) am Umfang des vorstehenden Rahmenstücks (10) bewegt werden, so dass das Verschlussteil (24) in axialer Richtung ohne weiteren Kraftaufwand aus dem Anbaurahmen (6) entnommen werden kann.
Verfahren zum Abnehmen eines eingesetzten Verschlussteils (24) nach Anspruch 8, wobei der Verdreh winkel (32) und die Höhe des Rastmittels (12) in direktem Zusammenhang stehen, so dass je nach Abstand der Rastmittel (12) von der Mittelachse nur wenige Grad (32) erforderlich sind um den erforderlichen Hub (33), der von der Rastmittelhöhe abhängt, zu überwinden.
Verfahren zum Abnehmen eines eingesetzten Verschlussteils (24) nach Anspruch 8, wobei der Verschlussstopfenträger (25) ein Flanschteil (26) aufweist, das Flanschteil (26) auf seiner zum Bediener zeigenden Oberfläche einen Drehrichtungspfeil (34) mit einem Öffnungssymbol (35) besitzt, die in direktem Zusammenhang mit der diagonalen Anordnung der Verriegelungsstücke (27) stehen, damit durch die durchgeführte Verdrehung des Verschlussteils (24) die Verriegelungsstücke (27) und Rastmittel (12) nicht mehr in direktem Kontakt sind.
Verfahren zum Aufstecken eines einzusetzenden Verschlussteils (24) aus einer Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Verschlussteil (24) aus einem Verschlussstopfenträger (25) und einem Verschlussstopfen (13) zusammengesteckt wird,
der Verschlussstopfen (13) eine topfartige Kontur quadratischen oder rechteckigen Querschnitts bildet, dessen Boden durch einen geschlossener Dichtflansch (14) gebildet wird,
der Anbaurahmen (6) ein vorstehendes Rahmenstück (10) aufweist, und
beim Aufschieben des Verschlussteils (24) der Dichtflansch (14) des Verschlussstopfen (13) an seiner Anlagefläche (17) durch eine Rahmenkante (11) des vorstehenden Rahmenstücks (10) und ein Flanschteil (26) des Verschlussstopfenträgers (25) zusammengepresst wird, um die Rastmittel (12, 28) mit einer axialen Zugspannung zu beaufschlagen, damit sich das Verschlussteil (24) bei unbeabsichtigter Berührung nicht selbst löst.