EP3593415B1 - Rechtecksteckverbinder hergestellt aus einem baukastensystem und verwendung davon - Google Patents

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EP3593415B1
EP3593415B1 EP18716210.2A EP18716210A EP3593415B1 EP 3593415 B1 EP3593415 B1 EP 3593415B1 EP 18716210 A EP18716210 A EP 18716210A EP 3593415 B1 EP3593415 B1 EP 3593415B1
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EP
European Patent Office
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plug connector
housing
frame
housing frame
set forth
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EP18716210.2A
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EP3593415A1 (de
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Christian STREMLAU
Till Brinkmann
Sebastian Griepenstroh
Romano DEIMEL
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Igus GmbH
Original Assignee
Igus GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
    • H01R13/512—Bases; Cases composed of different pieces assembled by screw or screws
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/516—Means for holding or embracing insulating body, e.g. casing, hoods
    • H01R13/518—Means for holding or embracing insulating body, e.g. casing, hoods for holding or embracing several coupling parts, e.g. frames

Definitions

  • the invention relates to a rectangular connector produced from a modular system, a connector assembly with a first rectangular connector and a further rectangular connector and the use of a first rectangular connector and a further rectangular connector.
  • the invention particularly relates to the field of electrical connectors, i. Connectors for electrical power and / or electrical signals.
  • a so-called holding frame in particular an articulated frame with several identical receptacles for receiving several connector modules in the articulated frame.
  • the hinge frame has two parallel ones Long side walls that define the frame width and, perpendicular to this, two parallel narrow side walls that define the frame height of the housing frame.
  • swivel joints are provided in the narrow side walls, which are used to open and close the longitudinal side walls from or into a locking position.
  • the patent DE 197 07 120 C1 describes such a hinged frame and its interaction with connector modules.
  • the articulated frame enables the mechanical connection of the connector modules implemented with corresponding modular fastening means.
  • an articulated frame is provided with a separate plug or add-on housing, which serves as the actual housing of the connector unit and, for example, has the cable grommets or attachments for attachment.
  • the patent describes another generic system from another manufacturer as well as other connector modules EP 1 309 040 B1 ( Fig. 5 ).
  • Out Fig. 6 of the EP 1 309 040 B1 a principle can also be seen in which a number of identical housing frames are arranged next to one another as a unit in a direction of extent, each of the housing frames only receiving a single connector module.
  • non-generic systems are known in which plug and socket insulating bodies for electrical contact are strung together and by connecting means that are provided directly on the plugs or sockets, are connected to one another to form a unit. No separate holding frame and no actual plug or add-on housing are provided here.
  • This alternative modular principle for plug and socket bodies as such allows only low mechanical loads, only partially allows the combination of different transmission media and is rather unsuitable for many industrial applications. In addition, the tightness classes required in industry can hardly be achieved.
  • a similar principle for connecting individual plug and socket insulating bodies is from the patent U.S. 3,072,340 A known.
  • a first object of the present invention is to increase the modularity of the system, preferably at the same time making it possible to reduce the total number of components or modules of the modular system required.
  • the connector unit constructed in this way should be particularly suitable for electrical plug connections in industrial applications.
  • the generic modular system for connector modules in particular for the production of rectangular connectors, comprises a number of housing frames, but in any case at least one first housing frame with several identical receptacles for Receiving a plurality of connector modules inside the housing frame, the housing frame having two parallel longitudinal side walls which define the frame width of the housing frame, and two parallel narrow side walls perpendicular thereto which define the frame height of the housing frame.
  • the first type of housing frame with quasi N-times the frame width in relation to the frame height selected as the base unit represents a basic building block or a housing base module, which increases the modularity of the connector system so on the housing level by one further second stage extended.
  • the housing frames themselves, individually or with additional housing frames serve as the actual housing for accommodating plug connector modules known per se, which represent the first module stage.
  • These connector modules essentially consist of a modular insulating body and the electrical contacts or other media connectors that the insulating body holds in a predefined position.
  • the number of components required for the production of housings, in particular rectangular connector housings is reduced by a small number of housing frames interacting in a modular design (as modular building blocks). Among other things, it is no longer necessary to keep appropriately sized holding frames, plug housings, socket housings, add-on housings, etc. in stock for a large number of connector sizes.
  • a key aspect here is the grid-like matching dimensioning in the two directions of extension perpendicular to the depth of the housing frame, i.e. in width and height.
  • the dimensions of the long side and narrow side are selected in an aspect ratio modulo N suitable for modularity.
  • N is an integer, in particular from 1 to 4, preferably with 2 ⁇ N ⁇ 4, represents.
  • Another key aspect is the grid dimension according to which the connectors are arranged in a modular manner, so that several housing frames can be optionally joined together like building blocks of a construction kit. At least one connecting element or only one connecting element can be provided on the narrow side walls; at least two connecting elements are always provided on the long side walls, spaced apart by the grid dimension.
  • a connector unit By joining several housing frames, a connector unit can be formed, which as a plug in one Step with a further plug connector unit, in particular a plug connector unit assembled analogously from modular housing frames, can be connected as a mating connector or detached from it.
  • the first joint play for the N-fold dimensioning of the long sides can be identical to the second joint play in the grid dimension. Both amount to only a very small proportion, in particular ⁇ 5%, preferably ⁇ 3%, of the dimension in the extension direction of the narrow side (perpendicular to the depth).
  • the first and the second joint play can e.g.
  • the joint play is set sufficiently small to ensure a tight fit or bond between the interconnected housing frames.
  • the attachment of the housing frame should essentially be carried out without relative play.
  • the modular housing frames within the meaning of the invention combine at least largely the function of the previously known hinged frames with the function of the plug, socket or add-on housings that accommodate them in a modular component.
  • the or each housing frame can be composed or constructed in one piece or, preferably in several parts.
  • the housing frame can be composed of two main parts.
  • the housing frame has three main parts, in particular a frame-shaped front part, which itself or through a holding frame forms the receptacles for individual connector modules, and two cooperating shell-like rear parts which can be connected to the front part and with each other perpendicular to it, especially in the depth direction.
  • the cable assembly can be facilitated and possibly a clamping effect can be achieved on an elastic strain relief.
  • an elastic strain relief device can be provided in the interior between the cable feed-through openings and the receptacles for the connector modules.
  • strain relief can be implemented with just one main part on the rear.
  • Another noteworthy aspect is the design with connectors on all four outer sides of the housing frame, i.e. on each side wall. This enables a modular assembly in both extension directions perpendicular to the frame depth or plug connection direction (in the assembly plane). This allows a relatively freely selectable overall dimension of the modular connector unit in both dimensions.
  • the frame width can in particular be exactly twice (twice the dimension) the frame height plus joint clearance.
  • At least one housing frame of a second type which represents the smallest unit or the smallest module of the modular framework, can be provided as the second module.
  • This housing frame has at least two identical receptacles for attaching several connector modules inside the housing frame, e.g. through positive fastening.
  • second housing frames based on their Connecting elements are modularly connected to at least one further housing frame, in particular of the first type, in order to form a connector unit.
  • connecting elements that correspond to one another can interact directly with one another in a matching manner or can be designed for attachment by a separate further connecting element that is designed to match the two corresponding connecting elements.
  • a particularly simple embodiment of the modular extended modular system for connector units consists of only the first aforementioned type of housing frame or only the two aforementioned types of housing frame as well as additional components that are compatible with this and which do not themselves accommodate any connector modules, in particular suitable covers or rear closures and e.g. Mounting plates, mounting elements, plug locks, etc. At least one separate, modular connecting element can also be part of the modular system.
  • Housing frame types can be used to build uniform plug connectors with relatively freely selectable overall dimensions in both directions of extension.
  • connecting elements that correspond in pairs or that are suitable for interaction, preferably for a form-fit connection, are provided.
  • any type of form-fitting and / or force-fitting connector is suitable that has a mechanically fixed connection in the main plane of the side walls and a minimum strength against tensile force perpendicular thereto.
  • strength in the plugging direction is important.
  • a minimum strength against tensile force can optionally be supplemented by further components such as mounting plates, covers or the like for the required fastening.
  • connecting elements are designed for a form-fitting connection.
  • Corresponding connecting elements can in particular be designed identically or in pairs complementary or conjugated.
  • the connecting elements are preferably provided on the outside or outside in the side walls.
  • all suitable types of connecting elements for form-fitting and / or force-fitting, in particular for releasable, force-fitting connection are possible, e.g. Complementary pluggable knobs with recesses or pins with holes, push-button connectors with undercuts, clip connectors with snap-in hooks and snap-in edge, etc.
  • Connection elements in the form of depressions are preferably provided outside in the side walls as part of the housing frame, which increases the modularity and avoids disturbing edges, projections or the like on exposed outer sides.
  • Additional separate connecting elements are particularly preferably provided, which interact with the recess-like connecting elements of the side walls. This increases the modularity and makes it easier to detach a single housing frame from an already assembled or finally assembled connector unit, i. for repair or maintenance.
  • some, preferably all of the connecting elements are designed as grooves running in the direction of the depth of the housing frame or perpendicular to the mounting plane with a cross section suitable for a tongue and groove connection, e.g. T-shaped, in a dovetail shape or the like., Executed in the side walls.
  • connecting elements are designed as grooves
  • further connecting elements in the form of connecting springs for connecting the housing frames using the grooves can be provided as springs.
  • the connecting elements can in particular be designed in cross section for a dovetail connection, the connecting springs in particular being designed with a cross section in the form of a double dovetail, so with oppositely directed V-wedges.
  • suitable separate connecting springs for producing a tongue-and-groove connection are provided in order to interact with the connecting elements of the housing frame. These are preferably designed in cross section for a dovetail connection.
  • the connectors or connecting springs preferably have two mirror-symmetrical locking tongues for locking with the housing frame, so that they can be locked in both orientations.
  • the separate connectors or connecting springs in the main body preferably have two screw holes, preferably with a screw head countersink on at least one main side.
  • grooves for tongue-and-groove connection
  • these are designed like blind holes in the direction of the depth of the housing frame or perpendicular to the mounting plane, which among other things enables the spring to be locked in a desired position.
  • the grooves should extend over at least 33% of the depth of the housing frame, preferably starting from the rear.
  • a holding frame known per se can be mounted in the housing frame.
  • plug connector modules known per se it can alternatively be provided that for each receptacle on both inner sides of the longitudinal side walls opposing first and second form-fitting recesses are provided, which interact with countermeasures of a plug connector module for locking. So known connector modules can be locked directly in the housing frame and be aligned without the need for a further intermediate frame, such as the usual articulated frame.
  • a suitably dimensioned cover can be attached to the rear of the housing frame to close and, if necessary, also to pass the lines tightly, cable outlets with cable grommets are preferred.
  • the rear parts or the cover at the same time secure the separate or integrated connecting elements in the direction of the depth or in the plug-in direction.
  • the invention enables two connector units composed essentially of housing frames (and conventional connector modules), e.g. each without another connector housing surrounding the housing frame or the like., Cooperate for the plug connection of the connector modules.
  • the two plug connector units serving as a plug and mating plug can in particular be put together by means of identical housing frames.
  • the housing frames can be made from plastic, in particular from polycarbonate or fiber-reinforced plastic, preferably by injection molding, whereby additional electrical insulation is achieved at the same time. If EMC shielding of the connector unit is required, this can e.g. can be achieved via suitable coating technology.
  • housing frames can be or made entirely of metal.
  • housing frames made of metal production using the die-casting process, e.g. made of aluminum, zinc or a suitable alloy, in particular with aluminum and / or zinc, since the housing frames are constructed from one or more molded parts.
  • Metal housing frames allow protective grounding or better signal integrity through inherently better shielding.
  • a connection or a terminal for connecting the housing frame to a PE protective conductor can be provided inside the metal housing frame.
  • Mounting parts in particular mounting brackets and / or mounting plates, can be provided which interact with the connecting elements of the side walls in order to fasten the connector unit to the respective connection point, such as a machine part, a switch cabinet or the like.
  • additional components are only required for functions that the housing frame or suitable connector modules cannot implement themselves.
  • Locking parts or locking means such as locking brackets or the like, which can be fastened to the housing frame, can be provided for securing two connected connector units.
  • 1-bracket or 2-bracket locks e.g. according to the Han-Easy Lock® principle (see above catalog), knee lever locks or screw locks, bayonet locks etc.
  • the interacting locking components can be provided on add-on or assembly parts.
  • Appropriately adapted locking components, e.g. Locking brackets can also be attached directly to the connecting elements of the housing frame. In this way, any lock that may be required can also be attached in a modular manner to a connector unit made of a housing frame.
  • Each housing frame or the first type of housing frame provided as a basic component preferably has an even number (2 x n, with n being an integer) of identical receptacles for up to 2n connector modules, in particular four, six or eight receptacles, for attaching connector modules.
  • the receptacle can be designed to be particularly suitable for connector modules from the "Han-Modular® System" mentioned at the beginning, which provides over 50 different modules for different transmission media and in different connection technologies.
  • the optional housing frame of the second type can in particular have exactly two receptacles for a plug connector module, in particular half the number compared to the housing frame of the first type.
  • the receptacles are preferably arranged in such a way that fitted connector modules are with their main extent transverse to the longitudinal sides of the housing frame.
  • the dimension in the direction of extension of the width or the longitudinal sides therefore preferably scales with the dimension of the narrow sides of the connector modules, i.e. the connector modules are preferably with their long side parallel to the narrow side of the housing frame.
  • each housing frame has at least two identical receptacles for a connector module inside the housing frame, two parallel side walls that define the frame width and, perpendicular to it, two parallel side walls that define the frame height.
  • the grid spacing can result from twice the distance to the boundary surface of the adjacent side wall. This is true if only one connecting element is centered in the Side wall is arranged, which defines the frame height. This can apply in particular to the smallest housing frame and / or the housing frame provided as a basic unit or base module. In the case of the next larger frame module or in the case of a longitudinal side wall with two connecting elements, the grid spacing then corresponds to the distance between two adjacent connecting elements on the longitudinal side wall.
  • the invention also relates to a connector unit comprising a plurality of connector modules for lines such as cables, hoses or the like, possibly also for different transmission media, in particular for electrical lines, this unit being composed of at least two housing frames according to one of the preceding embodiments.
  • the or all plug connector modules are therefore each received in one of the housing frames and the housing frames are fastened to one another by means of their connecting elements and are connected to form a unit.
  • Each connector unit can optionally represent either a connector or a mating connector, depending on the selection of the built-in connector modules.
  • the invention also relates to the use of housing frames according to one of the preceding embodiments for the production of connector units, in particular rectangular connectors, for lines, in particular electrical lines, but also for optical, liquid, gaseous or other transmission media.
  • FIG.1-2 show a connector unit 10 of the rectangular connector type configured purely by way of example, which is composed of a first housing frame 11 and a second housing frame 12 as well as two lateral mounting flanges 13. Just two types of housing frames 11, 12 already offer a high degree of modularity in the construction of the connector unit 10.
  • Each of the housing frames 11, 12 is designed as a hollow frame with four parallelepiped-shaped side walls 14, 16 standing at right angles to one another and open at the front and rear.
  • the plug connection is made in the assembly plane (plane perpendicular to FIG.5 ) with another connector unit, not shown.
  • Two parallel side walls 14 define the frame width B1 or B2 of the housing frame 11 or 12 and the other two parallel side walls 16 define the frame height H of the housing frame.
  • the vertical directions of extent of frame width B and frame height H span the assembly plane vertically to the depth T of the housing frame 11, 12.
  • the frame width B1, B2 is essentially N times the frame height H, with N being an integer.
  • B1, B2 and H are congruent with respect to the selected smallest dimension unit, here H.
  • the frame width B1 is technically exactly 2 times the frame height H plus a slight, predetermined joint clearance of a few tenths of a millimeter to allow assembly facilitate.
  • the frame width B2 is technically identical (with the exception of manufacturing tolerances) to the frame height H; there is no need to provide for any joint clearance.
  • the frame height H represents the basic unit or the smallest unit for dimensioning and is identical for both housing frames 11, 12.
  • FIG.1-5 further show, by way of example, connecting elements 20 suitable for modular assembly in each housing frame 11, 12, which are provided on the outside in all four side walls 12.
  • 20 grooves are provided as connecting elements for form-fitting connection.
  • one connecting element 29 of a side wall 14 or 16 corresponds to an associated connecting element of a side wall 16 or 14 perpendicular to it, so that both can fit together or work together, possibly using a separate connector part.
  • all grooves are designed as connecting elements 20 identically.
  • the connecting elements 20 are arranged along the circumference or both directions of extension of the width B1, B2 and the height relative to one another according to a grid dimension R so that several housing frames 11, 12 are modular based on their connecting elements and in each of four spatial orientations or on each side wall 14, 16 can be connected to one another.
  • the user can use the housing frames 11, 12 as building blocks of a construction kit in order to form a connector unit in virtually any design.
  • the other add-on parts such as the mounting flanges 13 can also be equipped with connectors 23 for the modular structure.
  • connecting elements 20 are provided on the longitudinal side walls 14 at a grid spacing R from one another.
  • a connecting element 20 is attached or incorporated exactly in the middle.
  • the connecting elements 20 are at a distance of half the grid spacing from the boundary surface of the vertically adjacent side wall 14 or 16, i.e. 1/2 R.
  • a larger number of modularly arranged connecting elements 20 are provided on each side wall 14, 16, e.g. with a smaller grid spacing or larger housing frame 11, 12.
  • the longitudinal side walls 14 have a number m ⁇ n connecting elements 20, preferably with m straight, where n corresponds to the number of connecting elements 20 on the narrow side walls.
  • the modular principle or the modularity for assembling the housing frames 11, 12 is achieved , as in FIG.2 illustrated with an example.
  • All four side walls 14, 16 can each be used for connection or assembly, so that the design can be freely selected in both directions of extension of the assembly plane, with every total width modulo H and every total height modulo H (with H or B2 as the smallest unit ).
  • connection technology not shown in detail is in FIG.3-5 illustrated.
  • the connecting elements 20 always extend parallel in the direction of the depth T or in the plug-in direction of the connector unit 10 and are designed as grooves for a dovetail connection or dovetail joint.
  • a suitable number of connecting springs 22 are provided which, in cross-section, fit half-way into the groove-like connecting elements 20 in the side walls 14, 16, so that the other half is in the opposite groove or connecting element 20 of the housing frame 11 to be connected; 12 is recorded.
  • the connecting springs 22 are accordingly designed as elongated shaped pins or dowel pins with an approximately
  • the connecting springs 22 thus have parallel, approximately V-shaped constrictions 24 lying opposite on both sides in the longitudinal direction, which are engaged from behind by the dovetail shape of the cross section of the connecting elements 20 (not shown) in order to achieve the form fit.
  • the connecting springs 22 are secured against displacement in the depth direction. This is done on the one hand by a rear cover 40 or closure and on the other hand by the blind hole-like design of the grooves, which serve as connecting elements 20 and extend from the rear end over about 40% of the depth within the respective side wall 14, 16, i.e. do not go through the entire depth.
  • a locking projection 25 is provided on one side of the connecting spring 22, which is fixed in a suitable receptacle 42 with play in the cover.
  • the attachment of the lid can e.g. by means of a screw connection through corresponding holes 44 with the corners of the housing frames 11, 12.
  • a circumferential seal (not shown) for the end edges of the side walls 14, 16 can be provided on the inside of the cover 40.
  • a wide variety of cable inlet means (not shown) can be implemented in the wall of the cover 40. For this and for the actual lines, a corresponding free space 46 is planned in the interior of the housing frames 11, 12.
  • FIG.3-5 show several identical recordings, for example four recordings 30a, 30b, 30c, 30d in the first housing frame 11 for one connector module 18 in each case in the interior of the housing frame 11.
  • All connector modules 18 have, for example, on their narrow sides, on the outside of the plastic insulating bodies, identically arranged attachment interfaces.
  • These modular fastening interfaces are intended for locking with previously known retaining frames (not shown) and can, for example, have several locking projections 19A; 19B, latching hooks or the like. Include.
  • FIG.5 shows, for example, first and second form-fitting recesses 31, 32 with interposed latching protrusions 33.
  • the form-fitting recesses 31, 32 which are rectangular here, lie parallel opposite one another and are provided in the inner wall of the side walls 14, 16 extending in the width direction.
  • the first form-locking recesses 31 open out on the rear side to allow the plug-in connector module 18, whose front locking hooks 19B engage in the second form-locking recess 32 and are secured against displacement in the plug-in direction by the locking projection 33.
  • the connector modules 18 are locked directly in the housing frame 11, 12 against displacement against the plug-in direction, aligned appropriately and releasably connected to the housing frame.
  • the number of receptacles 30a, 30b, 30c, 30d in both housing frames 11, 12 is preferably an even number.
  • All of the building blocks of the modular system in particular the housing frames 11, 12, can be manufactured inexpensively from plastic, an engineering plastic with high flexural strength, in particular fiber-reinforced plastic, being preferred for the purpose of rigidity against torsion.
  • Further components of the system such as assembly parts with various locking means for the connector unit 10, assembly plates for attachment to devices or machines, etc. are not shown but are apparent to the person skilled in the art.
  • housing frames 11, 12 are shown, the system of course being further scalable, for example with a third type of housing frame with a square cross-section, double height 2H and the same width B1, etc., which is "doubled" in height compared to the first housing frame, etc. All housing frames are modularly compatible with one another and can be combined as required.
  • the connector units 10 constructed in this way can be used in all fields, in particular in industrial applications, e.g. As a central connector unit for supplying and controlling a machine, as a separation point between relatively moving parts, e.g. on connection elements for energy chains, on switch cabinets and other devices, etc.
  • FIG.6-9 show a second, preferred embodiment of a housing frame 211 according to the invention for the construction of connector units 210 or a connector assembly ( FIG.8 ).
  • the housing frame 211 is constructed from essentially three separately produced molded parts, for example by metal die-casting or plastic die-casting.
  • FIG.6 shows the three main components: a frame-shaped front part 211A, which forms the plug-in side of the housing frame 211, and two rear parts 211B, 211C to be joined together perpendicular to the plug-in direction or depth T, which form the part of the finished housing frame 211 facing away from the plug-in side (cf. FIGS. 7A, 7B ) form.
  • FIG.3-5 A number of receiving areas 230a-230d are provided for a connector module 18 (not shown here) each, so that connector modules 18 known per se can be mounted in the front part 211A.
  • a separate holding frame (not shown) for the connector modules 18 is mounted in the front part 211A. It can for example.
  • a holding frame according to FIG.4 from the patent EP 2 537 212 B1 be provided, the relevant teaching is included here. Such a holding frame forms a receptacle in each of the receptacle areas 230a-230d.
  • a pair of a centering projection 250 and a corresponding centering receptacle 252 is provided in a mirror-inverted manner on the end face and inside on the side walls 216, which define the frame height H.
  • the centering projections 250 and associated centering receptacles 252 facilitate the production of the plug connection from two plug connector units 210, which each form plug and mating plug (cf. FIG.7A-7B ).
  • a receptacle 254 for an inscription label 256 can be provided in the center.
  • first connecting grooves 220A extending in the direction of depth T are provided in accordance with the grid dimension R.
  • several housing frames 211 are modular based on their connecting elements and can be connected to one another in each of four spatial orientations or on each side wall 214, 216 (cf. FIG.8 ).
  • the first connecting grooves 220A work together with aligned second connecting grooves 220B on both rear parts 211B, 211C with a connecting spring ( FIG.9 ) to produce a tongue and groove connection between two or more housing frames 211 together.
  • a latching recess 221 is also provided, which forms a rear latching edge in order to allow one of two mirror-symmetrical latching tongues 225 of the connecting spring (cf. FIG.9 ) in the plug-in direction or in the direction of depth T.
  • the connecting spring 222 is in FIG.9 shown in more detail. It comprises the two mirror-symmetrical locking tongues 225 at one end.
  • the locking tongues 225 each have a recess 227 in the center on the outside, which, when mounted, is aligned with a corresponding recess 217 of the rear parts 211B, 211C and allows the locking tongues to be released, for example using a flat screwdriver.
  • two continuous screw holes 228 are also provided, which can have a screw head countersink 229 at least on one side.
  • the screw holes 228 allow the connector unit 210 to be attached to any surface, for example in a switch cabinet or on a mounting plate.
  • the connecting spring 222 has constrictions 224, which are approximately V-shaped in cross-section, and which are arranged opposite one another on both sides to produce the tongue and groove connection.
  • the constrictions 224 cooperate with the longitudinal edges of the grooves 220A, 220B and allow a robust connection of two opposite housing frames 211 (cf. FIG.8 ).
  • screw holes are provided on each corner on the rear parts 211B, 211C and threads (not shown) are provided on the front part 211A.
  • the two rear parts 211B, 211C can also be fastened to one another perpendicular to the plug-in direction by means of a screw connection or other suitable fixed connection.
  • a strain relief device can be provided in the interior space between the rear parts 211B, 211C.
  • the strain relief device comprises an upper strain relief part 270A and a lower strain relief part 270B, which can be constructed identically.
  • the strain relief parts 270A, 270B can be elastically deformable, honeycomb-like areas according to the principle from the utility model DE 20 2017 101 483 U1 exhibit.
  • the strain relief parts 270A, 270B After connecting the upper rear part 211B to the lower rear part 211C, the strain relief parts 270A, 270B generate a clamping force on cables (not shown) to be connected to the connector modules.
  • a high clamping force is not necessary, however, since with a suitable design of the strain relief parts 270A, 270B, sufficient relief can be achieved by surface adhesion in a suitable plastic pairing.
  • recesses suitable for cable lead-through grommets 280 are also provided on the rear side of the rear parts 211B, 211C.
  • Slotted cable grommets 280 with an approximately diamond-shaped cross-section are preferably used, so that when the rear parts 211B, 211C are connected by suitable bevels 282 due to the shape of the side parts of the cable grommets 280 at an acute angle to one another, in addition to the seal, a further clamping effect on the line can be achieved .
  • Four outlets for lines are shown here by way of example, with fewer than four cable outlets and / or different outlet diameters also being possible.
  • the seals are, for example, made integrally in the strain relief parts 270A, 270B. Separate seals can also be provided between the front part 211A and the two rear parts 211B, 211C.
  • the connector unit 210 is sealed at least against dripping water and possibly against spray water.
  • the connector units 210 are preferably designed to be splash-proof and, if appropriate, jet-proof.
  • a surrounding seal (not shown) can also be provided on the plug side on the front side of the front part 211A.
  • FIG.7A-7B illustrate the interaction of two connector units 210 as a plug and mating connector (here by way of example without connector modules and each with only one connecting spring 222.
  • FIG.8 shows an example of an arrangement with three connector units 210 which are connected to one another to form a connector assembly.
  • a plug assembly of this type made up of plug connector units 210
  • the security against being mixed up is inherently improved compared to conventional plug connectors.
  • the connector and mating connector in a connector assembly suitably composed of connector units 210 are inherently secure against twisting and / or interchangeability.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen aus einem Baukastensystem hergestellten Rechtecksteckverbinder, einen Steckerverbund mit einem ersten Rechtecksteckverbinder und einem weiteren Rechtecksteckverbinder und eine Verwendung von einem ersten Rechtecksteckverbinder und einem weiteren Rechtecksteckverbinder.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet elektrischer Steckverbinder, d.h. Steckverbinder für elektrische Leistung und/oder elektrische Signale.
  • Ein gattungsgemäßes Baukastensystem mit einer Vielzahl verschiedenster Steckverbindermodule wird bspw. von der Fa. HARTING Deutschland GmbH & Co. KG, D-32427 Minden, unter der Handelsbezeichnung "Han-Modular® System" angeboten. Dieses System ist z.B. im Katalog "HARTING Selection Guide - Han-Modular® Steckverbinder" (Version 3, 2016-11-21) beschrieben. Auch andere Hersteller bieten vergleichbare Systeme an. Diese erlauben es, unterschiedliche Steckverbindermodule zu einer Einheit zu verbinden.
  • Dies erfolgt z.B. beim System der Fa. HARTING anhand eines sog. Halterahmens, insbesondere Gelenkrahmens mit mehreren identischen Aufnahmen zum Aufnehmen mehrerer Steckverbindermodule im Gelenkrahmen. Der Gelenkrahmen hat zwei parallele Längsseitenwände, welche die Rahmenbreite definieren, und senkrecht dazu zwei parallele Schmalseitenwände, welche die Rahmenhöhe des Gehäuserahmens definieren. Bei diesem System sind in den Schmalseitenwänden Drehgelenke vorgesehen, die zum Auf- und Zuklappen der Längsseitenwände aus bzw. in eine Verriegelungsstellung dienen. Das Patent DE 197 07 120 C1 beschreibt einen solchen Gelenkrahmen und seine Zusammenwirkung mit Steckverbindermodulen. Der Gelenkrahmen ermöglicht die mechanische Verbindung der mit entsprechenden modularen Befestigungsmitteln ausgeführten Steckverbindermodule.
  • Ein Beispiel eines geeigneten Steckverbindermoduls ist in Fig.3 aus DE 197 07 120 C1 gezeigt, weitere sind z.B. im Patent EP 1 398 853 B1 beschrieben.
  • Mit einem gattungsgemäßen System können wahlweise eine Vielzahl unterschiedlicher Steckverbindermodule für verschiedene Übertragungsmedien wie Strom, Signale, Betriebsmedien usw. in einer Steckverbindereinheit kombiniert werden. Das Zusammenführen unterschiedlicher Steckverbindermodule in einer Einheit verkürzt Installations- und Wartungszeiten und verringert den Platzbedarf.
  • Wie aus dem vorgenannten Katalog und aus EP 1 398 853 B1 (vgl. Fig.4) ersichtlich, wird im vorbekannten System nach Zusammenbau mit den gewünschten Steckverbindermodulen jeweils ein Gelenkrahmen mit einem separaten Stecker- oder Anbaugehäuse versehen, welcher als eigentliches Gehäuse der Steckverbindereinheit dient und z.B. die Kabeltüllen oder Befestigungen zum Anbau aufweist.
  • Ein weiteres gattungsgemäßes System eines anderen Herstellers sowie weitere Steckverbindermodule beschreibt das Patent EP 1 309 040 B1 (Fig.5). Aus Fig.6 der EP 1 309 040 B1 ist zudem ein Prinzip ersichtlich, bei dem eine Anzahl identischer Gehäuserahmen in einer Erstreckungsrichtung nebeneinander als Einheit angeordnet sind, wobei jeder der Gehäuserahmen je nur ein einzelnes Steckverbindermodul aufnimmt.
  • Ferner sind, wie z.B. im Patent US 3 289 145 A oder der DE-OS DE 30 14 755 A1 beschrieben, nicht gattungsgemäße Systeme bekannt, bei denen Stecker- und Buchsen-Isolierkörper zur elektrischen Kontaktierung aneinandergereiht und durch Verbindungsmittel, die unmittelbar an den Steckern bzw. Buchsen vorgesehen sind, zu einer Einheit miteinander verbunden werden. Hierbei ist kein separater Halterahmen und kein eigentliches Stecker- bzw. Anbaugehäuse vorgesehen. Dieses alternative Baukasten-Prinzip für Stecker- und Buchsen-Körper als solche erlaubt nur geringe mechanische Belastungen, ermöglicht nur z.T. die Kombination verschiedener Übertragungsmedien und ist für viele Industrieanwendungen eher untauglich. Außerdem lassen sich damit die in der Industrie geforderten Dichtigkeitsklassen kaum realisieren. Ein ähnliches Prinzip zum Verbinden einzelner Stecker- und Buchsen-Isolierkörper ist aus dem Patent US 3 072 340 A bekannt.
  • Weiterhin wurden in der US 2011/0287661 A1 miteinander verbindbare Gehäuserahmen vorgeschlagen, die zur Montage von speziellen Koaxial-Durchschaltbuchsen im Rahmengestell eines Racks bestimmt sind. Auch dieser Ansatz ist nicht gattungsgemäß bzw. ist gebietsfremd, da es sich bei den Rahmen lediglich um Montagehilfen zum Aufbau eines Racks handelt, nicht jedoch um Gehäuseteile von eigentlichen Steckverbindereinheiten, d.h. Einheiten die als Stecker und Gegenstecker verbindbar sind.
  • Das eingangs genannte gattungsgemäße Baukastensystem hat sich in der Praxis hingegen bewährt und bietet viele Vorteile. Es sind jedoch eine Vielzahl unterschiedlicher Bauteile erforderlich, z.B. unterschiedliche Breiten von Gelenkrahmen und eine Vielzahl von Stecker-, Buchsen-, oder Anbaugehäusen.
  • Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Modularität des Systems zu steigern, wobei vorzugsweise zugleich eine Reduzierung der insgesamt erforderlichen Anzahl von Bauteilen bzw. Bausteinen des Baukastensystems ermöglicht werden soll. Die hiermit aufgebaute Steckverbindereinheit soll insbesondere für elektrische Steckverbindungen in Industrieanwendungen geeignet sein.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen aus einem Baukastensystem hergestellten Rechtecksteckverbinder nach Anspruch 1 und eine Verwendung nach Anspruch 18 von einem ersten Rechtecksteckverbinder und einem weiteren Rechtecksteckverbinder.
  • Das gattungsgemäße Baukastensystem für Steckverbindermodule, insbesondere zur Herstellung von Rechtecksteckverbindern, umfasst eine Anzahl von Gehäuserahmen, aber jedenfalls mindestens einen ersten Gehäuserahmen mit mehreren identischen Aufnahmen zum Aufnehmen mehrerer Steckverbindermodule im Inneren des Gehäuserahmens, wobei der Gehäuserahmen zwei parallele Längsseitenwände, welche die Rahmenbreite des Gehäuserahmens definieren, und senkrecht dazu zwei parallele Schmalseitenwände, welche die Rahmenhöhe des Gehäuserahmens definieren, aufweist.
  • Erfindungsgemäß ist bei diesem ersten Typ von Gehäuserahmen vorgesehen, dass
    • die Rahmenbreite im Wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches der Rahmenhöhe beträgt, nämlich exakt ein ganzzahliges Vielfaches plus ein erstes Fugenspiel (Herstellungstoleranz ausgenommen) beträgt, wobei dieses Spiel bestimmungsgemäß als vorbestimmtes Fugenspaltmaß eingeplant ist;
    • beide Längsseitenwände und beide Schmalseitenwände, d.h. alle Seitenwände, jeweils Verbindungselemente aufweisen, insbesondere zur lösbaren Verbindung anhand der Außenseiten und vorzugsweise zur formschlüssigen Verbindung bzw. Befestigung, wobei jeweils ein Verbindungselement einer Längsseitenwand mit einem Verbindungselement einer Schmalseitenwand korrespondiert bzw. beide eine zur Zusammenwirkung passende Gestaltung zwecks Befestigung an einem anderen Gehäuserahmen haben; und
    • an jeder Längsseitenwand mindestens zwei Verbindungselemente in einem Rasterabstand zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei dieser Rasterabstand entlang der Rahmenbreite gemessen im Wesentlichen der Rahmenhöhe entspricht, d.h. exakt der Rahmenhöhe des Gehäuserahmens zzgl. einem zweiten vorbestimmten Fugenspiel (Herstellungstoleranz ausgenommen).
  • Die vorstehende Kombination von Merkmalen ermöglicht, dass mehrere Gehäuserahmen - ggf. auch identische vom ersten Typ - anhand ihrer Verbindungselemente modular mechanisch miteinander verbunden werden können um eine Steckverbindereinheit zu bilden.
  • Dabei stellt der erste Typ Gehäuserahmen mit quasi N-facher Rahmenbreite in Bezug auf die als Grundeinheit gewählte Rahmenhöhe einen Grundbaustein bzw. ein Gehäuse-Basismodul dar, welcher die Modularität des Verbindersystems soz. auf Gehäuseebene um eine weitere zweite Stufe erweitert. Einerseits dienen die Gehäuserahmen dabei selbst, einzeln oder mit weiteren Gehäuserahmen, als eigentliches Gehäuse zur Aufnahme an sich bekannter Steckverbindermodule, die soz. die erste Modulstufe darstellen. Diese Steckverbindermodule bestehen im Wesentlichen aus einem modularen Isolierkörper und den elektrischen Kontakten oder sonstigen Medienverbindern, welche der Isolierkörper in einer vordefinierten Position hält. Ferner wird durch eine geringe Anzahl in Modulbauweise (als modulare Bausteine) zusammenwirkender Gehäuserahmen die Anzahl erforderlicher Bauteile zur Herstellung von Gehäusen, insbesondere von Rechteckverbinder-Gehäusen reduziert. Es ist u.a. nicht mehr erforderlich für eine Vielzahl Verbindergrößen jeweils entsprechend passend dimensionierte Halterahmen, Steckergehäuse, Buchsengehäuse, Anbaugehäuse usw. vorrätig zu halten.
  • Ein Kernaspekt dabei ist die rasterartig zusammenpassende Dimensionierung in den zwei zur Bautiefe des Gehäuserahmens senkrechten Erstreckungsrichtungen, d.h. in Breite und Höhe. In diesen beiden senkrechten Erstreckungsrichtungen der Verbindungs- bzw. Montageebene (senkrecht zur Bautiefe) sind die Abmessung von Längsseite und Schmalseite in einem zur Modularität geeigneten Seitenverhältnis modulo N gewählt. Mit anderen Worten beträgt die Abmessung in Erstreckungsrichtung der Längsseite - wenn man das geringfügige Fugenspiel vernachlässigt - stets ein N-faches der Abmessung in Erstreckungsrichtung der Schmalseite, wobei N eine ganze Zahl, insbesondere von 1 bis 4, vorzugsweise mit 2 ≤ N ≤ 4, darstellt.
  • Ein weiterer Kernaspekt ist das Rastermaß entsprechend welchem die Verbinder modular zusammenpassend angeordnet sind, so dass mehrere Gehäuserahmen wie Bausteine eines Baukastens wahlweise zusammengefügt werden können. An den schmalen Seitenwänden kann dabei mindestens ein Verbindungselement oder lediglich ein Verbindungselement vorgesehen sein, an den langen Seitenwänden sind stets mindestens zwei Verbindungselemente, im Abstand des Rastermaßes vorgesehen.
  • Durch Zusammenfügen mehrerer Gehäuserahmen kann eine Steckverbindereinheit gebildet werden, die als Stecker in einem Schritt mit einer weiteren Steckverbindereinheit, insbesondere einer analog aus modularen Gehäuserahmen zusammengefügten Steckverbindereinheit, als Gegenstecker verbindbar bzw. von dieser lösbar ist.
  • Sowohl zur Dimensionierung der Seitenwände als auch zur Bestimmung des Rastermaß der Verbindungselemente sollte jeweils ein geeignetes Fugenspiel mit eingeplant sein, welches das leichte Zusammenfügen in jeder Richtung ermöglicht und Herstellungstoleranzen und ggf. auch leichte Verformungen der Gehäuserahmen berücksichtigt. Dies erleichtert die Montage von Steckverbindereinheiten aus einzelnen Gehäuserahmen. Das erste Fugenspiel für die N-fache Dimensionierung der Längsseiten kann identisch zum zweiten Fugenspiel im Rastermaß sein. Beide betragen jeweils nur einen sehr kleinen Anteil, insbesondere <<5%, vorzugsweise <3%, der Abmessung in der Erstreckungsrichtung der Schmalseite (senkrecht zur Tiefe). Das erste und das zweite Fugenspiel können z.B. einige Zehntel Millimeter bis wenige Millimeter betragen, je nach Abmessung der Schmalseite in Erstreckungsrichtung der Montageebene. Dabei ist das Fugenspiel jeweils hinreichend klein eingestellt, um einen festen Sitz bzw. Verbund der miteinander verbundenen Gehäuserahmen zu gewährleisten. Die Befestigung der Gehäuserahmen sollte im Wesentlichen ohne Relativspiel ausgeführt sein.
  • Die modularen Gehäuserahmen im Sinne der Erfindung vereinen dabei zumindest weitgehend die Funktion der vorbekannten Gelenkrahmen mit der Funktion der diese aufnehmenden Stecker-, Buchsen-, oder Anbaugehäusen in einem modularen Baustein.
  • Der bzw. jeder Gehäuserahmen kann einteilig oder, vorzugsweise mehrteilig zusammengesetzt bzw. aufgebaut sein. Der Gehäuserahmen kann aus zwei Hauptteilen zusammengesetzt sein. In einer Ausführungsform hat der Gehäuserahmen drei Hauptteile, insbesondere einen rahmenförmigen Vorderteil, welcher selbst oder durch einen Halterahmen die Aufnahmen für einzelne Steckverbindermodule bildet, und zwei zusammenwirkende schalenartige Hinterteilen die, insbesondere in Richtung der Tiefe, mit dem Vorderteil und miteinander senkrecht dazu verbindbar sind. So kann u.a. die Kabelmontage erleichtert und ggf. eine Klemmwirkung auf eine elastische Zugentlastung erzielt werden. Dazu kann insbesondere eine elastische Zugentlastungsvorrichtung im Innenraum zwischen den Kabeldurchführöffnungen und den Aufnahmen für die Steckverbindermodule vorgesehen sein. Eine Zugentlastung kann alternativ mit nur einem rückseitigen Hauptteil realisiert werden.
  • Ein nennenswerter weiterer Aspekt ist die Gestaltung mit Verbindern an allen vier Außenseiten der Gehäuserahmens, d.h. an jeder Seitenwand. Hierdurch wird ein modularer Zusammenbau in beiden Erstreckungsrichtungen senkrecht zur Rahmentiefe bzw. Steckverbindungsrichtung (in der Montageebene) ermöglicht. Dies erlaubt eine in beiden Dimensionen relativ frei wählbare Gesamtabmessung der modular aufgebauten Steckverbindereinheit.
  • Beim ersten Grundbaustein bzw. beim Gehäuserahmen vom ersten Typ kann die Rahmenbreite insbesondere exakt das Doppelte (2-fache Abmessung) der Rahmenhöhe plus Fugenspiel betragen.
  • Ferner kann als zweiter Baustein mindestens ein Gehäuserahmen von einem zweiten Typ vorgesehen, welcher die kleinste Einheit bzw. den kleinsten Baustein des Rahmenbaukastens darstellt. Dieser Gehäuserahmen hat mindestens zwei identische Aufnahmen zum Anbringen mehrerer Steckverbindermodule im Inneren des Gehäuserahmens, z.B. durch formschlüssige Befestigung.
  • Erfindungsgemäß ist auch hier, ähnlich dem ersten Typ, beim zweiten Typ von Gehäuserahmen vorgesehen, dass
    • die Rahmenbreite gleich der Rahmenhöhe ist, d.h. das N-fache mit N = 1;
    • alle Seitenwände jeweils mindestens ein ggf. mehrere Verbindungselemente aufweisen, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung, wobei ein Verbindungselement einer Seitenwand mit einem Verbindungselement der angrenzenden Seitenwand korrespondiert, und insbesondere auch jeweils mit einem Verbindungselement der Längs- oder Schmalseitenwand des ersten Gehäuserahmens korrespondiert.
  • Somit können mehrere zweite Gehäuserahmen anhand ihrer Verbindungselemente modular mit zumindest einem weiteren Gehäuserahmen, insbesondere vom ersten Typ verbunden werden, um eine Steckverbindereinheit zu bilden.
  • Das Korrespondieren der Verbindungselemente ist vorliegend allgemein zu verstehen. Miteinander korrespondierende Verbindungselemente können unmittelbar zueinander passend zusammenwirken oder zur Befestigung durch ein separates weiteres Verbindungselement ausgeführt sein, das passend zu den beiden korrespondierenden Verbindungselementen ausgeführt ist.
  • Eine besonders einfache Ausführungsform des modular erweiterten Baukastensystems für Steckverbindereinheiten besteht aus nur dem ersten vorgenannten Typ Gehäuserahmen oder nur den beiden vorgenannten Typen von Gehäuserahmen sowie ggf. hiermit kompatiblen Zusatzbauteilen, die selbst keine Steckverbindermodule aufnehmen, insbesondere passende Deckel bzw. rückseitige Verschlüsse und z.B. Montageplatten, Montageelemente, Stecker-Verriegelungen usw. Auch mindestens ein separates, modular verwendbares Verbindungselement kann zum Baukastensystem gehören.
  • Bereits mit nur einem Gehäuserahmentyp wie vorstehend beschrieben lassen sich einheitliche Steckverbinder mit relativ frei wählbarer Gesamtabmessung in beide Erstreckungsrichtungen aufbauen.
  • Insbesondere mit beiden o.g. Gehäuserahmentypen lassen sich einheitliche Steckverbinder mit relativ frei wählbarer Gesamtabmessung in beide Erstreckungsrichtungen aufbauen.
  • An jedem Typ Gehäuserahmen, insbesondere sowohl am ersten Typ des Gehäuserahmens als auch am zweiten Typ sind jeweils paarweise korrespondierende bzw. zur Zusammenwirkung passende Verbindungselemente, vorzugsweise zur Formschlussverbindung, vorgesehen. Dabei ist grundsätzlich jede Art von form- und/oder kraftschlüssigem Verbinder geeignet, die eine mechanisch feste Verbindung in der Hauptebene der Seitenwände sowie eine Mindestfestigkeit gegen Zugkraft senkrecht hierzu aufweist. Für die Betätigung der Steckverbindung ist eine Festigkeit in Steckrichtung bedeutsam. Eine Mindestfestigkeit gegen Zugkraft kann ggf. durch weitere Bauteile wie z.B. Montageplatten, Deckel oder dgl. zur erforderlichen Befestigung ergänzt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass alle, zumindest aber ein Teil der Verbindungselemente zur formschlüssigen Verbindung ausgeführt sind. Korrespondierende Verbindungselemente können insbesondere identisch oder auch paarweise komplementär bzw. konjugiert ausgeführt sein.
  • Die Verbindungselemente sind vorzugsweise außen an bzw. außen in den Seitenwänden vorgesehen. Es kommen prinzipiell alle geeignete Arten von Verbindungselementen zur form- und/oder kraftschlüssigen, insbesondere zur lösbaren, kraftschlüssigen Verbindung in Betracht, z.B. komplementär steckbar zusammenwirkende Noppen mit Ausnehmungen bzw. Stifte mit Löchern, Druckknopfverbinder mit Hinterschneidungen, Clipsverbinder mit Rasthaken und Rastkante, usw.
  • Vorzugsweise sind als Bestandteil des Gehäuserahmens Verbindungselemente in Form von Vertiefungen außen in den Seitenwänden vorgesehen, was die Modularität steigert und störende Kanten, Vorsprünge oder dgl. an freiliegenden Außenseiten vermeidet.
  • Besonders bevorzugt werden somit zusätzliche separate Verbindungselemente vorgesehen, die mit den vertiefungsartigen Verbindungselementen der Seitenwände zusammenwirken. Dies steigert die Modularität und erleichtert ein Lösen eines einzelnen Gehäuserahmens aus einer bereits zusammengesetzten oder endmontierten Steckverbindereinheit, d.h. zur Reparatur bzw. Wartung.
  • In einer einfachen, besonders bevorzugten Ausführungsform sind ein Teil, vorzugsweise alle Verbindungselemente als in Richtung der Tiefe des Gehäuserahmens bzw. senkrecht zur Montageebene verlaufende Nuten mit einem für eine Feder-Nut-Verbindung geeigneten Querschnitt, z.B. T-förmig, in Schwalbenschwanzform oder dgl., in den Seitenwänden ausgeführt.
  • Insbesondere wenn alle Verbindungselemente als Nuten ausgeführt sind, können soz. als Federn separate, weitere Verbindungselemente in Form von Verbindungsfedern zur Verbindung der Gehäuserahmen anhand der Nuten vorgesehen sein.
  • Die Verbindungselemente können insbesondere im Querschnitt für eine Schwalbenschwanz-Verbindung gestaltet sein, wobei insbesondere die Verbindungsfedern mit einem Querschnitt in Gestalt eines doppelten Schwalbenschwanzes, soz. mit entgegen gerichteten V-Keilen, ausgeführt sind.
  • In einer bevorzugten Gestaltung sind, zum Zusammenwirken mit den Verbindungselementen der Gehäuserahmen, passende separate Verbindungsfedern zur Herstellung einer Feder-Nut-Verbindung, vorgesehen. Diese sind vorzugsweise im Querschnitt für eine Schwalbenschwanz-Verbindung gestaltet.
  • Ungeachtet dessen werden separate Verbinder bevorzugt die formschlüssig mit den Verbindungselementen der Gehäuserahmen zusammenwirken.
  • Die Verbinder bzw. Verbindungsfedern weisen vorzugsweise zwei spiegelsymmetrische Rastzungen zum Verrasten mit den Gehäuserahmen auf, sodass sie in beiden Ausrichtungen verrastbar sind. Zur Befestigung an externen Bauteilen haben die separaten Verbinder bzw. Verbindungsfedern im Hauptkörper vorzugsweise zwei Verschraubungslöcher, bevorzugt mit Schraubenkopfsenkung an zumindest einer Hauptseite.
  • Bei Verwendung von Nuten zur Feder-Nut-Verbindung kann auch vorgesehen sein, dass diese in Richtung der Tiefe des Gehäuserahmens bzw. senkrecht zur Montageebene sacklochartig ausgeführt sind, was u.a. eine Arretierung der Feder in einer Soll-Lage ermöglicht. Zur stabilen Verbindung sollten sich die Nuten, vorzugsweise von der Rückseite ausgehend, über mindestens 33% der Tiefe des Gehäuserahmens erstrecken.
  • Zum Einbauen von an sich bekannten Steckverbindermodulen kann ein an sich bekannter Halterahmen in den Gehäuserahmen montiert werden. Für das Einbauen von an sich bekannten Steckverbindermodulen kann alternativ vorgesehen sein, dass zu jeder Aufnahme an beiden Innenseiten der Längsseitenwände jeweils gegenüberliegende erste und zweite Formschluss-Aussparungen vorgesehen sind, die zum Verrasten mit Gegenmitteln eines Steckverbindermoduls zusammenwirken. So können an sich bekannte Steckverbindermodule unmittelbar im Gehäuserahmen arretiert und ausgerichtet werden, ohne dass es eines weiteren Zwischenrahmens, wie z.B. dem üblichen bekannten Gelenkrahmen, bedarf.
  • Zum Verschließen und ggf. auch zum dichten Durchführen der Leitungen kann alternativ zu zwei Hinterteilen auch an der Rückseite des Gehäuserahmens vorzugsweise jeweils ein passend dimensionierter Deckel befestigt sein, Kabelabgänge mit Kabeldurchführtüllen werden dabei bevorzugt. Vorzugsweise sichern die Hinterteile bzw. der Deckel zugleich die separaten oder integrierten Verbindungselemente in Richtung der Tiefe bzw. in Steckrichtung.
  • Die Erfindung ermöglicht insbesondere, dass zwei im Wesentlichen aus Gehäuserahmen (und herkömmlichen Steckverbindermodulen) zusammengesetzte Steckverbindereinheiten, d.h. jeweils ohne ein weiteres die Gehäuserahmen umgebendes Steckergehäuse oder dgl., zur Steckverbindung der Steckverbindermodule zusammenwirken. Die beiden als Stecker und Gegenstecker dienenden Steckverbindereinheiten können dabei insbesondere mittels identischer Gehäuserahmen zusammengesetzt sein.
  • Die Gehäuserahmen können aus Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat oder faserverstärktem Kunststoff, vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt sein, wodurch zugleich eine zusätzliche elektrische Isolierung erzielt wird. Falls eine EMV-Abschirmung der Steckverbindereinheit erforderlich ist, kann dies z.B. über geeignete Beschichtungstechnik erzielt werden.
  • Natürlich können die Gehäuserahmen je nach Anforderungen z.T. oder vollständig aus Metall gefertigt werden. Bei Gehäuserahmen aus Metall kommt insbesondere eine Fertigung im Druckguss-Verfahren, z.B. aus Aluminium, Zink oder einer geeigneten Legierung insbesondere mit Aluminium und/oder Zink in Betracht, da die Gehäuserahmen aus einem oder mehreren Formteilen aufgebaut sind. Metall-Gehäuserahmen erlauben eine Schutzerdung bzw. bessere Signalintegrität durch inhärent bessere Abschirmung. Es kann im Inneren des Metall-Gehäuserahmens ein Anschluss bzw. eine Klemme zur Verbindung des Gehäuserahmens mit einem PE-Schutzleiter vorgesehen sein.
  • Als zusätzliche Bauteile können insbesondere separate Montageteile, insbesondere Montagewinkel und/oder Montageplatten, vorgesehen sein, welche mit den Verbindungselementen der Seitenwände zusammenwirken, um die Steckverbindereinheit an der jeweiligen Anschlussstelle, wie einem Maschinenteil, einem Schaltschrank oder dgl., zu befestigen. Zusätzliche Bauteile sind im Prinzip nur für solche Funktionen erforderlich, welche die Gehäuserahmen oder geeignete Steckverbindermodule nicht selbst realisieren können.
  • Es können z.B. an den Gehäuserahmen befestigbare Verriegelungsteile bzw. Verriegelungsmittel, wie Verriegelungsbügel oder dgl., zur Sicherung von zwei verbundenen Steckverbindereinheiten vorgesehen sein. Zur mechanischen Verriegelung der Steckverbindung kommen 1-Bügel- oder 2-Bügel-Verriegelungen, z.B. gemäß dem Han-Easy Lock® Prinzip (vgl. o.g. Katalog), Kniehebel-Verriegelungen oder aber Schraubverriegelungen, Bajonettverriegelungen usw. in Betracht. Die zusammenwirkenden Verriegelungsbauteile können an Anbau- bzw. Montageteilen vorgesehen werden. In geeigneter Weise angepasste Verriegelungsbauteile, z.B. Verriegelungsbügel, können jedoch auch unmittelbar an den Verbindungselementen der Gehäuserahmen angebracht werden. So kann jede ggf. gewünschte Verriegelung ebenfalls modular an eine Steckverbindereinheit aus Gehäuserahmen angebracht werden.
  • Vorzugsweise hat jeder als Grundbaustein vorgesehene Gehäuserahmen bzw. der erste Typ Gehäuserahmen eine gerade Anzahl (2 x n, mit n ganzzahlig) identischer Aufnahmen für bis zu 2n Steckverbindermodule, insbesondere vier, sechs oder acht Aufnahmen, zur Befestigung von Steckverbindermodulen. Hierbei können die Aufnahme insbesondere passend für Steckverbindermodule aus dem eingangs genannten "Han-Modular® System" gestaltet sein, welches über 50 verschiedene Module für unterschiedliche Übertragungsmedien und in verschiedenen Anschlusstechniken bereitstellt.
  • Der optionale Gehäuserahmen vom zweiten Typ kann insbesondere genau zwei Aufnahmen für ein Steckverbindermodul haben, insbesondere die halbe Anzahl im Vergleich zum Gehäuserahmen des ersten Typs.
  • Die Aufnahmen sind vorzugsweise so angeordnet, dass montierte Steckverbindermodule mit ihrer Haupterstreckung quer zu den Längsseiten des Gehäuserahmens liegen. Die Abmessung in Erstreckungsrichtung der Breite bzw. der Längsseiten skaliert also vorzugsweise mit der Abmessung der Schmalseiten der Steckverbindermodule, d.h. die Steckverbindermodule liegen vorzugsweise mit ihrer Längsseite parallel zur Schmalseite des Gehäuserahmens.
  • Neben dem Baukastensystem betrifft die Erfindung natürlich auch den einzelnen Gehäuserahmen als solches, da dieser die zweite Stufe der Modularität (soz. auf "Gehäuseebene") im bereits modularen Baukastensystem erst ermöglicht. Jeder Gehäuserahmen hat dabei mindestens zwei identische Aufnahmen für jeweils ein Steckverbindermodul im Inneren des Gehäuserahmens, zwei parallele Seitenwände, welche die Rahmenbreite definieren und senkrecht dazu zwei parallele Seitenwände, welche die Rahmenhöhe definieren.
  • Der modulartige Gehäuserahmen im Sinne der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass
    • die Rahmenbreite im Wesentlichen ein N-faches der Rahmenhöhe, ggf. zzgl. Fugenspiel, beträgt, mit N ganzzahlig, insbesondere von 1 bis 8, vorzugsweise mit 1 ≤ N ≤ 4, besonders bevorzugt 2 ≤ N ≤ 4 ;
    • alle Seitenwände Verbindungselemente aufweisen, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung, wobei jeweils ein Verbindungselement einer Seitenwand mit einem Verbindungselement einer senkrecht dazu stehenden Seitenwand korrespondiert; und dass
    • die Verbindungselemente relativ zueinander entsprechend einem Rasterabstand so angeordnet sind, dass mehrere Gehäuserahmen anhand ihrer Verbindungselemente modular miteinander verbindbar sind, um eine Steckverbindereinheit zu bilden.
  • Der Rasterabstand kann sich aus dem doppelten des Abstands zur Begrenzungsfläche der angrenzenden Seitenwand ergeben. Dies gilt nämlich wenn jeweils nur ein Verbindungselement mittig in der Seitenwand angeordnet ist, welche die Rahmenhöhe definiert. Dies kann insbesondere für den kleinsten Gehäuserahmen und/oder den als Grundeinheit bzw. Basismodul vorgesehen Gehäuserahmen gelten. Beim nächstgrößeren Rahmenbaustein bzw. bei einer Längsseitenwand mit zwei Verbindungselementen entspricht dann der Rasterabstand dem Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungselementen an der Längsseitenwand.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Steckverbindereinheit umfassend eine Mehrzahl Steckverbindermodule für Leitungen wie Kabel, Schläuche oder dgl., ggf. auch für unterschiedliche Übertragungsmedien, insbesondere für elektrische Leitungen, wobei diese Einheit aus mindestens zwei Gehäuserahmen gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen zusammengesetzt ist. Mithin sind die bzw. alle Steckverbindermodule jeweils in einem der Gehäuserahmen aufgenommen und die Gehäuserahmen anhand ihrer Verbindungselemente aneinander befestigt und zu einer Einheit verbunden. Jede Steckverbindereinheit kann dabei wahlweise, je nach Auswahl der eingebauten Steckverbindermodule, entweder einen Stecker oder einen Gegenstecker darstellen.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von Gehäuserahmen gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen zur Herstellung von Steckverbindereinheiten, insbesondere Rechtecksteckverbindern, für Leitungen, insbesondere elektrische Leitungen, aber auch für auch optische, flüssige, gasförmige oder andere Übertragungsmedien.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale und Wirkungen der Erfindung werden im Folgenden, ohne Beschränkung der Allgemeinheit der vorstehenden Beschreibung, anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • FIG.1: eine Perspektivansicht einer beispielhaften Steckverbindereinheit, welche aus mehreren Gehäuserahmen eines ersten und eines zweiten Typs aufgebaut ist;
    • FIG.2: eine Explosionsansicht zu FIG.1;
    • FIG.3A-3B: eine Frontansicht (FIG.3A) zur Veranschaulichung der Befestigung von zwei Gehäuserahmen aneinander anhand von Feder-Nut-Verbindungselementen, und eine Perspektivansicht einer hierfür geeigneten Verbindungsfeder (FIG.3B);
    • FIG.4: eine Explosionsansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Gehäuserahmens vom ersten Typ;
    • FIG.5: eine Längsschnitt-Ansicht entlang der Bautiefe eines Gehäuserahmens vom ersten oder zweiten Typ;
    • FIG.6-7A, 7B: eine Explosionsansicht (FIG.6) und eine zusammengebaute Ansicht eines Gehäuserahmens als Stecker (FIG.7A) und als Gegenstecker (FIG.7B) gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, jeweils in Perspektivansicht;
    • FIG.8: eine beispielhaften Steckverbindereinheit aus Gehäuserahmen nach FIG.6-7A, 7B in Perspektivansicht; und
    • FIG.9: eine Perspektivansicht einer Verbindungsfeder zur Feder-Nut-Verbindung von Gehäuserahmen nach FIG.6-7A, 7B.
  • In allen Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale bzw. Merkmale mit gleichwertiger Beschaffenheit oder Wirkung. Zur Erleichterung sind manche gleichbleibenden Merkmale nicht wiederholt bezeichnet.
  • FIG.1-2 zeigen eine rein bespielhaft konfigurierte Steckverbindereinheit 10 vom Typ Rechtecksteckverbinder, die aus ersten Gehäuserahmen 11 und aus zweiten Gehäuserahmen 12 sowie zwei seitlichen Montageflanschen 13 aufgebaut ist. Bereits lediglich zwei Typen von Gehäuserahmen 11, 12 bieten hohe Modularität im Aufbau der Steckverbindereinheit 10.
  • Jeder der Gehäuserahmen 11, 12 ist als Hohlrahmen ausgeführt mit vier quaderförmig angeordneten, im rechten Winkel aufeinander stehenden Seitenwänden 14, 16 und frontseitig sowie rückseitig offen. An der Frontseite erfolgt die Steckverbindung in der Montageebene (Ebene senkrecht zu FIG.5) mit einer weiteren, nicht gezeigten Steckverbindereinheit. Zwei parallele Seitenwände 14 definieren die Rahmenbreite B1 bzw. B2 des Gehäuserahmens 11 bzw. 12 und die anderen zwei parallelen Seitenwände 16 die Rahmenhöhe H des Gehäuserahmens. Die senkrechten Erstreckungsrichtungen von Rahmenbreite B und Rahmenhöhe H spannen die Montageebene senkrecht zur Tiefe T des Gehäuserahmens 11, 12 auf.
  • Bei beiden Gehäuserahmen 11, 12 beträgt die Rahmenbreite B1, B2 im Wesentlichen ein N-faches der Rahmenhöhe H mit N ganzzahlig. Mathematisch sind B1, B2 und H kongruent bzgl. der gewählten kleinsten Abmessungseinheit, hier H. Beim ersten Gehäuserahmen 11 beträgt die Rahmenbreite B1 technisch exakt das 2-fache der Rahmenhöhe H plus einem geringfügigen, vorbestimmten Fugenspiel von wenigen Zehnteln Millimetern, um den Zusammenbau zu erleichtern. Beim zweiten Gehäuserahmen 12 ist die Rahmenbreite B2 technisch identisch (Herstellungstoleranz ausgenommen) zur Rahmenhöhe H, hier ist kein Fugenspiel vorzusehen. Die Rahmenhöhe H stellt dabei die Grundeinheit bzw. kleinste Einheit zur Dimensionierung dar und ist bei beiden Gehäuserahmen 11, 12 identisch.
  • FIG.1-5 zeigen weiterhin beispielhaft bei jedem Gehäuserahmen 11, 12 zum modularen Zusammenbau geeignete Verbindungselemente 20, die außenseitig in allen vier Seitenwänden 12 vorgesehen sind. Hier sind als Verbindungselemente 20 Nuten zur formschlüssigen Verbindung vorgesehen. Grundsätzlich entspricht je ein Verbindungselement 29 einer Seitenwand 14 bzw. 16 einem zugeordneten Verbindungselement einer senkrecht dazu stehenden Seitenwand 16 bzw. 14, so dass beide zusammenpassen bzw. zusammenwirken können ggf. unter Verwendung eines separaten Verbinderteils. Im Beispiel gemäß FIG.1-5 sind alle Nuten als Verbindungselemente 20 identisch ausgeführt.
  • Die Verbindungselemente 20 sind entlang des Umfangs bzw. beider Erstreckungsrichtungen der Breite B1, B2 und der Höhe relativ zueinander entsprechend einem Rastermaß R so angeordnet, dass mehrere Gehäuserahmen 11, 12 anhand ihrer Verbindungselemente modular und in jeder von vier räumlichen Ausrichtungen bzw. an jeder Seitenwand 14, 16 miteinander verbindbar sind. So kann der Nutzer die Gehäuserahmen 11, 12 als Bausteine eines Baukastens nutzen, um eine Steckverbindereinheit in quasi beliebiger Gestaltung zu bilden. Auch die weiteren Anbauteile wie z.B. die Montageflansche 13 können mit Verbindern 23 für den modularen Aufbau ausgestattet sein.
  • Beim ersten Gehäuserahmen 11 sind im gezeigten Beispiel an den Längsseitenwänden 14 je zwei Verbindungselemente 20 im Rasterabstand R zueinander vorgesehen. In den Schmalseiten 16 ist exakt mittig je ein Verbindungselement 20 angebracht bzw. eingearbeitet. Die Verbindungselemente 20 haben dabei zur Begrenzungsfläche der senkrecht angrenzenden Seitenwand 14 bzw. 16 den Abstand des halben Rasterabstands, d.h. 1/2 R. Nicht gezeigt, aber möglich, ist eine größere Anzahl modular angeordneter Verbindungselemente 20 an jeder Seitenwand 14, 16, z.B. bei kleinerem Rasterabstand oder größeren Gehäuserahmen 11, 12. Die Längsseitenwände 14 haben dabei eine Anzahl m x n Verbindungselemente 20, vorzugsweise mit m gerade, wobei n der Anzahl Verbindungselemente 20 an den Schmalseitenwänden entspricht. Der ganzzahlige Wert m entspricht dabei dem Abmessungsverhältnis B1:H bzw. B1:B2 (da B1=H).
  • Durch geeignet passende Dimensionierung der Seitenwände 14, 16 mit Abmessungen B1, B2 Modulo H (ggf. zzgl. Spiel) in Kombination mit den rasterartig bzw. modular angeordneten Verbindungselementen 20, wird das Baukastenprinzip bzw. die Modularität zum Zusammenbau der Gehäuserahmen 11, 12 erzielt, wie in FIG.2 an einem Beispiel veranschaulicht. Alle vier Seitenwände 14, 16 können dabei jeweils zur Verbindung bzw. zum Zusammenbau genutzt werden, so dass die Gestaltung in beide Erstreckungsrichtungen der Montageebene frei wählbar ist, mit jeder Gesamtbreite Modulo H und jeder Gesamthöhe Modulo H (mit H bzw. B2 als kleinster Einheit).
  • Die in FIG.1-2 nicht näher gezeigte Verbindungstechnik ist in FIG.3-5 veranschaulicht. Die Verbindungselemente 20 erstrecken sich stets parallel in Richtung der Tiefe T bzw. in Steckrichtung der Steckverbindereinheit 10 und sind als Nuten für eine Schwalbenschwanz-Verbindung bzw. -Spundung ausgeführt. Zum Befestigen von zwei Gehäuserahmen 11; 12 sind eine passende Anzahl Verbindungsfedern 22 vorgesehen, welche im Querschnitt formschlüssig je hälftig in die nutenartigen Verbindungselemente 20 in den Seitenwänden 14, 16 passen, so dass die andere Hälfte in der gegenüberliegenden Nut bzw. Verbindungselement 20 des zu verbindenden Gehäuserahmens 11; 12 aufgenommen wird. Die Verbindungsfedern 22 sind dementsprechend als längliche Formstifte bzw. Passstifte ausgeführt mit einem etwa |><|-förmigen Querschnitt. Somit haben die Verbindungsfedern 22 beidseitig gegenüberliegende parallele etwa V-förmige Einschnürungen 24 in Längsrichtung, welche durch die Schwalbenschwanz-Form des Querschnitts der Verbindungselemente 20 (nicht gezeigt) hintergriffen werden, um den Formschluss zu erzielen.
  • Die Verbindungsfedern 22 werden gegen Verschiebung in Tiefenrichtung gesichert. Dies erfolgt einerseits jeweils durch einen rückseitigen Deckel 40 bzw. Verschluss und andererseits durch die sacklochartige Gestaltung der Nuten, die als Verbindungselemente 20 dienen und vom rückseitigen Ende über ca. 40% der Tiefe erstreckt innerhalb der jeweiligen Seitenwand 14, 16 enden, d.h. nicht über die gesamte Tiefe durchgehen. Zur Verriegelung anhand des Deckels 40 ist an einer Seite der Verbindungsfeder 22 ein Arretiervorsprung 25 vorgesehen, der in einer passenden Aufnahme 42 mit Spiel im Deckel festgelegt wird. Die Befestigung des Deckels kann z.B. mittels Schraubverbindung durch entsprechende Löcher 44 mit den Ecken der Gehäuserahmen 11, 12 erfolgen. An der Innenseite des Deckels 40 kann eine umlaufende Dichtung (nicht gezeigt) für die Stirnkanten der Seitenwände 14, 16 vorgesehen werden. In der Wand des Deckels 40 können verschiedenste Kabeleinlassmittel (nicht gezeigt) realisiert sein. Hierzu und für die eigentlichen Leitungen ist entsprechender Freiraum 46 im Inneren der Gehäuserahmen 11, 12 eingeplant.
  • FIG.3-5 zeigen mehrere identische Aufnahmen, z.B. vier Aufnahmen 30a, 30b, 30c, 30d im ersten Gehäuserahmen 11 für jeweils ein Steckverbindermodul 18 im Inneren des Gehäuserahmens 11. (In FIG.1-5 ist nur aus Darstellungsgründen stets dasselbe Steckverbindermodul 18 gezeigt, wobei in der Praxis natürlich eine Vielzahl an sich bekannter und unterschiedlicher Steckverbindermodule 18 zum Einsatz kommen.) Alle Steckverbindermodule 18 haben dabei, z.B. an ihren Schmalseiten, außen an den Kunststoff-Isolierkörpern identisch angeordnete Befestigungsschnittstellen. Diese modularen Befestigungsschnittstellen sind zum Verrasten mit vorbekannten Halterahmen (nicht gezeigt) bestimmt und können bspw. mehrere Rastvorsprünge 19A; 19B, Rasthaken oder dgl. umfassen. In jeder Aufnahme 30a, 30b, 30c, 30d der beiden Gehäuserahmen 11, 12, sind jeweils mit der Befestigungsschnittstelle des Steckverbindermoduls 18 kompatible Mittel zur formschlüssigen Befestigung vorgesehen. FIG.5 zeigt z.B. erste und zweite Formschlussaussparungen 31, 32 mit zwischenliegendem Rastvorsprung 33. Die hier rechteckigen Formschlussaussparungen 31, 32 liegen sich parallel gegenüber und sind in der Innenwand der in Breitenerstreckung verlaufenden Seitenwände 14, 16 vorgesehen. Die ersten Formschlussaussparungen 31 münden rückseitig nach außen, um das Einschieben des Steckverbindermoduls 18 zu erlauben, dessen frontseitige Rasthaken 19B in die zweite Formschlussaussparung 32 eingreifen und durch den Rastvorsprung 33 gegen Verschiebung in Steckrichtung gesichert sind. Durch die Formschlussaussparungen 31, 32 werden die Steckverbindermodule 18 unmittelbar im Gehäuserahmen 11, 12 gegen Verschieben entgegen der Steckrichtung arretiert, passend ausgerichtet und mit dem Gehäuserahmen lösbar verbunden. Die Anzahl der Aufnahmen 30a, 30b, 30c, 30d ist in beiden Gehäuserahmen 11, 12 vorzugsweise eine gerade Zahl.
  • Alle Bausteine des Baukastensystems, insbesondere die Gehäuserahmen 11, 12, können kostengünstig aus Kunststoff hergestellt sein, wobei ein technischer Kunststoff mit hoher Biegefestigkeit, insbesondere faserverstärkter Kunststoff, zwecks Steifigkeit gegen Verwindung bevorzugt wird. Weitere Bausteine des Systems, wie Montageteile mit diversen Verriegelungsmitteln für die Steckverbindereinheit 10, Montageplatten zum Anbau an Geräte oder Maschinen usw. sind nicht gezeigt aber für den Fachmann ersichtlich.
  • In dem in FIG.1-5 gezeigten Beispiel sind nur zwei Grundtypen von Gehäuserahmen 11, 12 dargestellt, wobei das System natürlich weiter skalierbar ist, z.B. mit einem in Höhenrichtung im Vergleich zum ersten Gehäuserahmen "aufgedoppelten" dritten Typ Gehäuserahmen mit quadratischem Querschnitt mit doppelter Höhe 2H und gleicher Breite B1 usw.. Alle Gehäuserahmen sind dabei miteinander modular kompatibel und beliebig kombinierbar.
  • Durch das erfindungsgemäß um eine weitere Ebene der Modularität erweiterte Baukastensystem lassen sich mit wenigen Typen von Gehäuserahmen 11, 12 variable alle denkbaren Geometrien von Steckverbindereinheiten 10, schnell, einfach und kostensparend herstellen.
  • Die so aufgebauten Steckverbindereinheiten 10 können in allen Gebieten Anwendung finden, insbesondere in Industrieanwendungen, z.B. als zentrale Steckereinheit zur Versorgung und Steuerung einer Maschine, als Trennstelle zwischen relativbewegten Teilen, etwa an Anschlusselementen für Energieführungskette, an Schaltschränken und sonstigen Geräten, usw.
  • FIG.6-9 zeigen ein zweites, bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuserahmens 211 zum Aufbau von Steckverbindereinheiten 210 bzw. eines Steckerverbunds (FIG.8). Ein wesentlicher Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Gehäuserahmen 211 aus im Wesentlichen drei getrennt hergestellten Formteilen, bspw. im Metall-Druckguss oder Kunststoff-Druckguss, aufgebaut ist.
  • FIG.6 zeigt die drei Hauptbestandteile: ein rahmenförmiges Vorderteil 211A, das die Steckseite des Gehäuserahmens 211 bildet, sowie zwei senkrecht zur Steckrichtung bzw. Tiefe T zusammenzufügende Hinterteile 211B, 211C, welche den von der Steckseite abgewandten Teil des fertigen Gehäuserahmens 211 (vgl. FIG.7A, 7B) bilden.
  • Im Innenraum des rahmenartigen Vorderteils 211A sind - analog zu FIG.3-5 - eine Anzahl Aufnahmebereiche 230a-230d für jeweils ein Steckverbindermodul 18 (hier nicht gezeigt) vorgesehen, sodass an sich bekannte Steckverbindermodule 18 im Vorderteil 211A montiert werden können. Im Beispiel nach FIG.6-9 wird dazu im Vorderteil 211A ein separater Halterahmen (nicht gezeigt) für die Steckverbindermodule 18 montiert. Es kann bspw. ein Halterahmen gemäß FIG.4 aus dem Patent EP 2 537 212 B1 vorgesehen sein, dessen diesbezügliche Lehre hier mit einbezogen wird. Ein solcher Halterahmen bildet je eine Aufnahme in jedem der Aufnahmebereiche 230a-230d. Stirnseitig und innen an den Seitenwänden 216, welche die Rahmenhöhe H vorgeben, spiegelverkehrt jeweils ein Paar aus einem Zentriervorsprung 250 und einer korrespondierenden Zentrieraufnahme 252 vorgesehen. Die Zentriervorsprünge 250 und zugehörigen Zentrieraufnahmen 252 erleichtern das Herstellen der Steckverbindung aus zwei Steckverbindereinheiten 210, die jeweils Stecker und Gegenstecker bilden (vgl. FIG.7A-7B). Ferner kann beidseitig an den großen Seitenwänden 214 des Vorderteils 211 jeweils mittig eine Aufnahme 254 für ein Beschriftungsschild 256 vorgesehen sein.
  • Außenseitig an allen Seitenwänden 214, 216 des Vorderteils 211A sind erfindungsgemäß entsprechend dem Rastermaß R in Richtung der Tiefe T verlaufende erste Verbindungsnuten 220A vorgesehen. Auch hier sind also mehrere Gehäuserahmen 211 anhand ihrer Verbindungselemente modular und in jeder von vier räumlichen Ausrichtungen bzw. an jeder Seitenwand 214, 216 miteinander verbindbar (vgl. FIG.8).
  • Die ersten Verbindungsnuten 220A wirken gemeinsam mit fluchtenden zweiten Verbindungsnuten 220B an beiden Hinterteilen 211B, 211C mit einer Verbindungsfeder (FIG.9) zur Herstellung einer Feder-Nut-Verbindung zwischen zwei oder mehr Gehäuserahmen 211 zusammen.
  • Zumindest in den zweiten Verbindungsnuten 220B der Hinterteile 211B, 211C ist weiterhin eine Rastvertiefung 221 vorgesehen, die eine rückseitige Rastkante bildet, um ein Einrasten jeweils einer von zwei spiegelsymmetrischen Rastzungen 225 der Verbindungsfeder (vgl. FIG.9) in Steckrichtung bzw. Richtung der Tiefe T zu ermöglichen. Die Verbindungsfeder 222 ist in FIG.9 näher gezeigt. Sie umfasst an einem Ende die beiden spiegelsymmetrischen Rastzungen 225. Die Rastzungen 225 haben jeweils mittig außenseitig eine Aussparung 227, die in montierter Anordnung mit einer entsprechenden Aussparung 217 der Hinterteile 211B, 211C fluchtet und ein Lösen der Rastzungen beispielsweise mittels Flachschraubenzieher erlaubt. Im Grundkörper der Verbindungsfeder 222 sind weiterhin zwei durchgehende Verschraubungslöcher 228 vorgesehen, die zumindest einseitig eine Schraubenkopfsenkung 229 aufweisen können. Die Verschraubungslöcher 228 erlauben das Befestigen der Steckverbindereinheit 210 an beliebigen Flächen, beispielsweise in einem Schaltschrank oder auf einer Montageplatte.
  • Weiterhin hat die Verbindungsfeder 222, analog zum ersten Ausführungsbeispiel, zur Herstellung der Feder-Nut-Verbindung beidseitig gegenüberliegend angeordnete im Querschnitt etwa V-förmige Einschnürungen 224. Die Einschnürungen 224 wirken mit den Längskanten der Nuten 220A, 220B zusammen und erlauben eine robuste Verbindung von zwei gegenüberliegenden Gehäuserahmen 211 (vgl. FIG.8).
  • Zur Befestigung der Hinterteile 211B, 211C am Vorderteil 211A sind jeweils eckseitig Schraublöcher an den Hinterteilen 211B, 211C und Gewinde (nicht gezeigt) am Vorderteil 211A vorgesehen. Senkrecht zur Steckrichtung können die beiden Hinterteile 211B, 211C ebenfalls durch Schraubverbindung oder sonstige geeignete feste Verbindung aneinander befestigt sein. Im Innenraum zwischen den Hinterteilen 211B, 211C kann eine Zugentlastungsvorrichtung vorgesehen sein.
  • Im Beispiel nach FIG.6 umfasst die Zugentlastungsvorrichtung ein oberes Zugentlastungsteil 270A und ein unteres Zugentlastungsteil 270B, die baugleich ausgeführt sein können. Die Zugentlastungsteile 270A, 270B können elastisch verformbare, wabenartige Bereiche nach dem Prinzip aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2017 101 483 U1 aufweisen. Die Zugentlastungsteile 270A, 270B erzeugen nach dem Verbinden des oberen Hinterteils 211B mit dem unteren Hinterteil 211C eine Klemmkraft auf jeweils an die Steckverbindermodule anzuschließenden Kabel (nicht gezeigt). Eine hohe Klemmkraft ist jedoch nicht erforderlich, da bei geeigneter Gestaltung der Zugentlastungsteile 270A, 270B bereits durch Oberflächenadhäsion in geeigneter Kunststoffpaarung eine ausreichende Entlastung erzielt werden kann.
  • Für die Durchführung der Leitungen bzw. Kabel (nicht gezeigt) sind weiterhin an der Rückseite der Hinterteile 211B, 211C Aussparungen passend zu Kabeldurchführtüllen 280 vorgesehen. Bevorzugt werden geschlitzte Kabeldurchführtüllen 280 mit etwa rautenförmigen Querschnitt eingesetzt, so dass beim Verbinden der Hinterteile 211B, 211C durch geeignete Anlaufschrägen 282 aufgrund der Formgebung der im spitzen Winkel zueinander stehenden Seitenteile der Kabeldurchführtüllen 280 nebst der Abdichtung auch eine weitere Klemmwirkung auf die Leitung erzielt werden kann. Hier sind beispielhaft vier Abgänge für Leitungen gezeigt, wobei auch weniger als vier Kabelabgänge und/oder unterschiedlichen Abgangsdurchmessern möglich sind.
  • Nebst den Kabeldurchführtüllen 280 sind weiterhin zwischen den Hauptteilen des Gehäuserahmens 211, d.h. dem Vorderteil 211A und beiden Hinterteilen 211B, 211C jeweils geeignete Dichtungen vorgesehen. Im hier gezeigten Beispiel (FIG.6) sind die Dichtungen beispielsweise integral in den Zugentlastungsteilen 270A, 270B hergestellt. Es können auch getrennte Dichtungen zwischen dem Vorderteil 211A und beiden Hinterteilen 211B, 211C vorgesehen sein. Anhand der Dichtungen wird die Steckverbindereinheit 210 zumindest gegen Tropfwasser und gegebenenfalls gegen Sprühwasser abgedichtet. Vorzugsweise sind die Steckverbindereinheiten 210 spritzwasserfest und gegebenenfalls strahlwasserfest ausgeführt. Auch steckerseitig kann an der Frontseite des Vorderteils 211A eine umgebende Dichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
  • FIG.7A-7B veranschaulichen die Zusammenwirkung von zwei Steckverbindereinheiten 210 als Stecker und Gegenstecker (hier beispielhaft ohne Steckverbindermodule und mit je nur einer Verbindungsfeder 222.
  • FIG.8 zeigt beispielhaft eine Anordnung mit drei Steckverbindereinheiten 210, die zu einem Steckerverbund miteinander verbunden werden. Bei Verwendung eines derartigen Steckerverbunds aus Steckverbindereinheiten 210 wird inhärent auch die Vertausch-Sicherheit gegenüber konventionellen Steckverbindern verbessert. Stecker und Gegenstecker bei einem geeignet aus Steckverbindereinheiten 210 zusammengesetzten Steckerverbund sind inhärent verdreh- und/oder vertauschsicher.
    • Bezugszeichenliste
    • FIG.1-3 :
      B1, B2
      Breite
      H
      Höhe
      R
      Rastermaß bzw. Rasterabstand
      T
      Tiefe
      10
      Steckverbindereinheit
      11
      Gehäuserahmen (erster Typ)
      12
      Gehäuserahmen (zweiter Typ)
      13
      Montageteile
      14
      Seitenwände (Breite)
      16
      Seitenwände (Höhe)
      18
      Steckverbindermodul
      19A; 19B
      Rastvorsprünge
      20
      Verbindungselement
      22
      Verbindungsfeder
      23
      Verbindungsfeder
      24
      Einschnürung
      25
      Arretiervorsprung
      30a, 30b, 30c, 30d
      Aufnahme (für Steckverbindermodul)
      31, 32
      Formschlussaussparungen
      33
      Rastvorsprung
    • FIG.4-5
      40
      Deckel
      42
      Aufnahme (für Arretiervorsprung)
      44
      Löcher (für Schrauben)
      46
      Freiraum
    • FIG.6-9 :
      B
      Breite
      H
      Höhe
      R
      Rastermaß bzw. Rasterabstand
      T
      Tiefe
      210
      Steckverbindereinheit
      211
      Gehäuserahmen
      211A
      Vorderteil (des Gehäuserahmens)
      211B, 211C
      Hinterteile (des Gehäuserahmens)
      214
      Seitenwand (Breite)
      216
      Seitenwand (Höhe)
      217
      Aussparung
      220A
      erste Verbindungsnut
      220B
      zweite Verbindungsnut
      221
      Rastvertiefung
      222
      Verbindungsfeder
      224
      Einschnürung
      225
      Rastzungen
      227
      Aussparung
      228
      Verschraubungslöcher
      229
      Schraubenkopfsenkung
      230a, 230b, 230c, 230d
      Aufnahme (für Steckverbindermodul)
      250
      Zentriervorsprung
      252
      Zentrieraufnahme
      254
      Aufnahme (für Beschriftungsschild)
      256
      Beschriftungsschild
      260
      Schraublöcher (der Hinterteile)
      270A, 270B
      elastisches Zugentlastungsteil
      280
      Kabeldurchführtüllen
      282
      Anlaufschrägen

Claims (18)

  1. Rechtecksteckverbinder (10; 210) hergestellt aus einem Baukastensystem, umfassend
    eine Mehrzahl Steckverbindermodule (18) für Leitungen; und mindestens einen ersten Gehäuserahmen (11; 211) mit mehreren identischen Aufnahmen (30a... 30d; 230a... 230d) zum Aufnehmen mehrerer Steckverbindermodule (18) im Inneren des Gehäuserahmens (11; 211), wobei die Steckverbindermodule (18) jeweils im Gehäuserahmen (11, 12; 211) aufgenommen sind und wobei der Gehäuserahmen zwei parallele Längsseitenwände (14; 214), welche die Rahmenbreite (B1; B) des Gehäuserahmens definieren, und senkrecht dazu zwei parallele Schmalseitenwände (16; 216), welche die Rahmenhöhe (H) des Gehäuserahmens definieren, aufweist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Rahmenbreite (B1; B) im Wesentlichen ein N-faches der Rahmenhöhe (H) beträgt, mit N ganzzahlig;
    - die Längsseitenwände (14; 214) und die Schmalseitenwände (16; 216) Verbindungselemente (20; 220A, 220B) aufweisen, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung, wobei jeweils ein Verbindungselement (20; 220A, 220B) einer Längsseitenwand (14; 214) mit einem Verbindungselement (20; 220A, 220B) einer Schmalseitenwand (16; 216) korrespondiert; und
    - an jeder Längsseitenwand (16; 216) mehrere Verbindungselemente (20; 220A, 220B) in einem Rasterabstand (R), welcher der Rahmenhöhe (H) entspricht, entlang der Rahmenbreite (B1; B) angeordnet sind; so dass mehrere Gehäuserahmen (11, 12; 211) anhand ihrer Verbindungselemente (20; 220A, 220B) modular miteinander verbindbar sind um Rechtecksteckverbinder (10; 210) zu bilden.
  2. Rechtecksteckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verbindungselemente (20; 220A, 220B) zur formschlüssigen Verbindung außen an den Längs- bzw. Schmalseitenwänden (14, 16) ausgeführt sind, und/oder alle Verbindungselemente (20; 220A, 220B) identisch oder komplementär ausgeführt sind.
  3. Rechtecksteckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Verbindungselemente (20; 220A, 220B) als in Richtung der Tiefe des Gehäuserahmens (11, 12; 210) verlaufende Nuten für eine Feder-Nut-Verbindung ausgeführt sind.
  4. Rechtecksteckverbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Verbindungselementen (20; 220A, 220B) der Gehäuserahmen zusammenwirkende, separate Verbindungselemente (22; 222), insbesondere in Form von separaten Verbindungsfedern zur Feder-Nut-Verbindung, vorgesehen sind, wobei die Verbindungselemente (20, 22; 220A, 220B, 222) vorzugsweise im Querschnitt für eine Schwalbenschwanz-Verbindung gestaltet sind.
  5. Rechtecksteckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Verbindungselemente (222) zumindest formschlüssig mit den Verbindungselementen (220A, 220B) der Gehäuserahmen zusammenwirken und vorzugsweise zwei spiegelsymmetrische Rastzungen (225) zum Verrasten mit den Gehäuserahmen (211) und/oder vorzugsweise zwei Verschraubungslöcher (228), vorzugsweise mit Schraubenkopfsenkung (229) aufweisen.
  6. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gehäuserahmen (211) mehrteilig zusammengesetzt ist, insbesondere aus drei Hauptteilen, wobei der Gehäuserahmen (211) vorzugsweise zusammengesetzt ist aus einem rahmenförmigen Vorderteil (211A), in welchem mehrere Steckverbindermodule (18) aufgenommen sind, und zwei zusammenwirkenden schalenartige Hinterteilen (211B, 211C) die miteinander und mit dem Vorderteil verbindbar sind.
  7. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    im Gehäuserahmen (211) ein Halterahmen mit Aufnahmen (230a... 230d) für die Steckverbindermodule (18) angeordnet ist; oder an beiden Innenseiten der Längsseitenwände (16) in jeder Aufnahme (30a... 30d) jeweils gegenüberliegende erste und zweite Formschlussaussparungen (31, 32) vorgesehen sind, die zum Verrasten mit Gegenmitteln (19A, 19B) eines Steckverbindermoduls (18) zusammenwirken, so dass dieses im Gehäuserahmen (11, 12) arretiert und ausgerichtet ist.
  8. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite des Gehäuserahmens mehrere Kabeldurchführöffnungen, insbesondere von den Hinterteilen (211B, 211C) gebildete Kabeldurchführöffnungen vorgesehen sind, wobei im Gehäuserahmen, in Richtung der Tiefe (T) zwischen den Kabeldurchführöffnungen und den Aufnahmen (30a... 30d), eine elastische Zugentlastungsvorrichtung (270A, 270B) vorgesehen ist.
  9. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechtecksteckverbinder aus Gehäuserahmen (11, 12; 211) zusammengesetzt ist und jeweils ohne ein weiteres die Gehäuserahmen umgebendes Gehäuse, zur Steckverbindung der Steckverbindermodule (18) mit einem weiteren aus Gehäuserahmen (11, 12; 211) zusammengesetzten Rechtecksteckverbinder zusammenwirkt.
  10. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechtecksteckverbinder aus mehreren Gehäuserahmen zusammengesetzt ist, wobei zumindest einige Gehäuserahmen (11, 12) aus Kunststoff, vorzugsweise im Spritzgussverfahren, und/oder aus Metall, insbesondere mit Aluminium oder Zink, im Druckgussverfahren hergestellt sind.
  11. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass separate Montageteile, insbesondere Montageflansche (13), -winkel und/oder Montageplatten, vorgesehen sind, welche mit den Verbindungselementen (20), insbesondere der Schmalseitenwände (16), zusammenwirken, um den Rechtecksteckverbinder (10) an der jeweiligen Anschlussstelle, wie einem Maschinenteil, Schaltschrank oder dgl., zu befestigen.
  12. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den Gehäuserahmen (11, 12) befestigbare Verriegelungsteile, zur Sicherung von zwei verbundenen Rechtecksteckverbindern (10; 210) vorgesehen sind, insbesondere an den Verbindungselementen (20) der Seitenwände und/oder an Montageteilen (13).
  13. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste Gehäuserahmen (11; 211) eine gerade Anzahl von 2n identischer Aufnahmen (30a... 30d; 230a... 230d), insbesondere vier, sechs oder acht Aufnahmen (30a... 30d; 230a... 230d), zur Befestigung von Steckverbindermodulen (18) aufweist.
  14. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter Gehäuserahmen (12) vorgesehen ist mit mindestens zwei identischen Aufnahmen (30a, 30b) zur Befestigung mehrerer Steckverbindermodule (18) im Inneren des Gehäuserahmens (12), wobei der Gehäuserahmen zwei parallele Seitenwände (14), welche die Rahmenbreite des Gehäuserahmens definieren, und senkrecht dazu zwei parallele Seitenwände (16), welche die Rahmenhöhe des Gehäuserahmens definieren, aufweist; und dass
    - die Rahmenbreite (B2) gleich der Rahmenhöhe (H) ist, welche insbesondere identisch zur Rahmenhöhe (H) des ersten Gehäuserahmens (11) ist;
    - die Seitenwände (14; 16) Verbindungselemente (20) aufweisen, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung, wobei ein Verbindungselement (20) einer Seitenwand (14; 16) jeweils mit einem Verbindungselement der angrenzenden Seitenwand (14; 16) korrespondiert, so dass mehrere zweite Gehäuserahmen (12) anhand ihrer Verbindungselemente modular miteinander und/oder mit einem ersten Gehäuserahmen (11) verbindbar sind, um den Rechtecksteckverbinder (10) zu bilden.
  15. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gehäuserahmen einteilig ausgeführt ist.
  16. Rechtecksteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Rechtecksteckverbinder eine Anzahl unterschiedlicher Steckverbindermodule für verschiedene Übertragungsmedien kombiniert ist.
  17. Steckerverbund mit einem ersten Rechtecksteckverbinder (10; 210) und einem weiteren Rechtecksteckverbinder (10; 210), jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der erste und der weitere Rechtecksteckverbinder aus mehreren Gehäuserahmen (11, 12; 211) zusammengesetzt sind und der erste und der weitere Rechtecksteckverbinder als Stecker und Gegenstecker zur Steckverbindung der Steckverbindermodule (18) zusammenwirken.
  18. Verwendung von einem ersten Rechtecksteckverbinder (10; 210) und einem weiteren Rechtecksteckverbinder (10; 210), jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 16, für eine Steckverbindung von Leitungen, insbesondere elektrischen Leitungen, wobei der erste und der weitere Rechtecksteckverbinder als Stecker und Gegenstecker zur Steckverbindung der Steckverbindermodule (18) zusammenwirken.
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