EP4348769A1 - Feldgerät - Google Patents

Feldgerät

Info

Publication number
EP4348769A1
EP4348769A1 EP22730700.6A EP22730700A EP4348769A1 EP 4348769 A1 EP4348769 A1 EP 4348769A1 EP 22730700 A EP22730700 A EP 22730700A EP 4348769 A1 EP4348769 A1 EP 4348769A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pin
field device
cup
housing
plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22730700.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Kopp
Hansjörg Brock
Martin Kropf
Alexander Meinhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of EP4348769A1 publication Critical patent/EP4348769A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1462—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
    • 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
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/6485—Electrostatic discharge protection
    • 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
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • 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
    • H01R13/53—Bases or cases for heavy duty; Bases or cases for high voltage with means for preventing corona or arcing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0064—Earth or grounding circuit
    • 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
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521—Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/34—Conductive members located under head of screw
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/66—Connections with the terrestrial mass, e.g. earth plate, earth pin

Definitions

  • Field devices are often used in process automation technology, which are used to record or influence certain process variables.
  • the field device includes specific electronic components, depending on the type, in order to implement the corresponding measuring principle.
  • the respective field device type can thus be used, for example, to measure a fill level, a flow rate, a pressure, a temperature, a pFI value and/or a conductivity.
  • a wide variety of such field device types are manufactured and sold by the Endress + Hauser group of companies.
  • the electronic components of the respective field device type are often housed in a metal housing, which serves as a Faraday cage to protect the components and is grounded accordingly.
  • a non-metallic housing is advantageous or necessary.
  • field devices that are used under corrosive conditions such as locations near the coast and in processes with acidic or alkaline media, are preferably based on a plastic-based housing.
  • the electronic components are protected by an additional, electrically conductive cup that acts as a Faraday cage and is arranged together with the electronic components within the plastic-based housing.
  • the field device housing is non-metallic, it is more difficult to ground the electronic components or the cup, since the respective grounding pin has to be fed through the plastic housing.
  • a particular problem here is that the corresponding pin passage in the housing must be exactly aligned with the corresponding pin receiving area of the cup. Due to component tolerances, however, this cannot be implemented with an economically viable effort. any Component tolerances can therefore result in the pin tilting and thus insufficient grounding.
  • the invention is therefore based on the object of providing a field device with a non-metallic housing whose electronic components can be grounded.
  • a device housing which is made of an electrically insulating material, for example for corrosion protection purposes, with o a bushing into which the pin can be plugged along a plug-in axis,
  • a cup that can be arranged in the housing and is made of an electrically conductive material such as aluminum, which acts as a Faraday cage for electronic components of the field device, with o a receiving area which is aligned with the passage of the housing in relation to the plug-in axis such that the End pin of the pin opens in the receiving area.
  • the field device is characterized by an electrically conductive spring element which elastically encloses the end pin in relation to the plug-in axis at least radially or additionally axially in the receiving area such that the cup is electrically connected to the pin.
  • the spring element can be designed, for example, as a bush corresponding to the end pin, which has at least three elastically or plastically deformable inner lamellae.
  • the lamellae can be arranged axially or radially circumferentially in relation to the plug-in axle.
  • the spring element can also be designed as an annular spring or wave spring corresponding to the end pin within the scope of the invention. Irrespective of the structural design of the spring element, it is advantageous for minimizing the contact resistance if the spring element has a gold coating.
  • the housing forms an end stop for the pin in the direction of the plug-in axis, so that the end pin of the pin automatically opens into the receiving area or in the spring element when the end stop is reached. It is also useful if the field device includes a cotter pin, which secures the pin axially against being pulled out. For this purpose, a passage in the pin corresponding to the cotter pin is required, which runs orthogonally to the plug-in axis within the housing.
  • the receiving area or the spring element is aligned with the bushing in relation to the plug-in axle
  • Element is framed, and so that the pin is electrically contacted with the cup, and
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a field device 1 in the area of a grounding connection according to the invention.
  • the field device 1 includes a plastic-based housing 12, which is made of PP, PE or PU, for example.
  • the electronic components of the field device 1 (not shown explicitly in FIG. 1) are protected by an additional cup 13, which acts as a Faraday cage.
  • the cup 13 is in turn arranged inside the housing 12 . So that the cup 13 can function as a Faraday cage, it is made of an electrically conductive material such as aluminum.
  • a metal-based pin 11 is provided as part of the grounding connection, and a receiving area 130 for a corresponding end pin 111 of pin 11 is provided on the cup side, so that cup 13 is electrically contacted or connected via pin 11. can be grounded.
  • the pin 11 is to be designed with a corresponding diameter of, for example, at least 6 mm to ensure the conductivity that may be required.
  • the pin 11 in the embodiment variant shown comprises a crimp connection for cable strands or open cable ends as a cable connection 110 .
  • Connection 110 on the pin 11 is opposite the end pin 111 and thus remains outside of the housing 12 in the inserted state positioned bushing 120 embedded so that the bushing 120 is aligned along a defined plug-in axis a to the receiving area 130 .
  • the bushing 120 acts as a guide for the pin 11 along the insertion axis a when the pin 11 is inserted from the outside of the housing.
  • the bushing 120 is the one shown in FIG.
  • the bushing 120 forms an end stop when the pin 11 is inserted, so that the end pin 111 of the pin 11 in the inserted state necessarily opens into the receiving area 130 of the cup 13 .
  • a sealing ring 114 which is provided in Fig. 1 at the level of the passage 120 in a radially circumferential groove on the pin 11, ensures the fluidic seal of the passage 120.
  • the interior of the housing and the cup 13 must be matched to one another structurally, e.g. by means of corresponding guides or corresponding end stops (not shown in more detail in FIG. 1). Any component tolerances on the housing 12 or on the cup
  • the feedthrough 120 and the receiving area 130 can have the effect that the feedthrough 120 and the receiving area 130 are not ideally aligned with one another along the plug-in axis a, but are marginally shifted or tilted relative to one another.
  • a socket 14 is arranged in the receiving area 130 of the cup 130 as an electrically conductive spring element, which the end pin 111 of the pin 11 in relation to the plug-in axis a radially bordered in the receiving area 130.
  • the socket 14 can be fastened or electrically contacted in the receiving area 130 of the cup 13, for example via a corresponding external thread.
  • the bushing 14 has at least three internal, axially aligned laminations 140 .
  • the elastic deformability it is optimal to manufacture the bushing 14 or the laminations 140 from a copper-beryllium alloy.
  • the radially resilient effect of the lamellae 140 thus prevents tilting when the pin 11 is inserted.
  • the bushing 14 shown in FIG. 1 it is alternatively also possible to use an annular spring or a wave spring as the spring element. It is also conceivable that the spring element 14 to improve the electrical conductivity between to provide the pin 11 and the receiving area 130 with a gold coating.
  • the pin 11 is secured against being pulled out by a securing element 112 .
  • the pin 11 - in relation to the plug-in axis a - has a passage 113 corresponding to the securing element 112 between the receiving area 130 and the housing passage 120 .
  • the orthogonal alignment of the cotter pin bushing 113 in conjunction with the at least one-sided projection of the securing element 112 beyond the diameter of the pin 11 thus prevents the pin 11 from moving axially.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Feldgerät (1) mit einem nicht-metallischen Gehäuse (12), wobei die elektrische Komponenten zwecks Erdung eigens in einem Farady'schen Käfig (13) untergebracht sind. Zur Erdung des Käfigs (13) ist erfindungsgemäß ein elektrisch leitfähiger Stift (11) vorgesehen. Hierzu umfasst das Gehäuse (12) eine Durchführung (120), in welche der Stift (11) entlang einer Steck-Achse (a) steckbar ist. Dabei sind das Gehäuse (12) und der Becher (13) so zueinander angeordnet, dass der Aufnahmebereich (130) des Bechers (13) für den End-Zapfen (111) des Stifts (11) in Bezug zur Steck-Achse (a) mit der Durchführung (120) fluchtet. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Feldgerät (1) durch ein elektrisch leitfähiges Feder-Element (14) aus, das den End-Zapfen (111) in Bezug zur Steck-Achse (a) radial derart federnd in den Aufnahmebereich (130) einfasst, so dass der Stift (11) elektrisch mit dem Becher (13) kontaktiert ist. Vorteilhaft an diesem Aufbau ist insbesondere, dass der Stift trotz etwaiger Bauteiltoleranzen des Bechers (13) bzw. des Gehäuses (12) beim Einstecken nicht verkanten kann.

Description

Feldgerät
Die Erfindung betrifft ein korrosionsbeständiges Feldgerät, mit einem Steck- Anschluss zur Erdung der elektronischen Komponenten des Feldgerätes
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung oder zur Beeinflussung bestimmter Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung der jeweiligen Prozessvariable umfasst das Feldgerät je nach Typ spezifische elektronischen Komponenten, um das entsprechende Messprinzip umsetzen. Je nach Auslegung kann der jeweilige Feldgeräte-Typ somit beispielsweise zur Messung eines Füllstandes, eines Durchflusses, eines Druckes, einer Temperatur, eines pFI-Wertes und/oder einer Leitfähigkeit zum Einsatz kommen. Verschiedenste solcher Feldgeräte-Typen werden von der Firmengruppe Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
Die elektronischen Komponenten des jeweiligen Feldgeräte-Typs sind oftmals in einem Metall-Gehäuse untergebracht, welches zum Schutz der Komponenten als Faraday’scher Käfig dient und entsprechend geerdet ist. Jedoch gibt es auch Anwendungen, bei denen ein nicht-metallisches Gehäuse vorteilhaft bzw. erforderlich ist. So basieren beispielsweise Feldgeräte, die unter korrosiven Bedingungen, wie etwa küstennahen Standorten sowie bei Prozessen mit sauren oder alkalischen Medien eingesetzt werden, vorzugsweise auf einem Kunststoff-basierten Gehäuse. Die elektronischen Komponenten werden in solchen Fällen durch einen zusätzlichen, elektrisch leitfähigen Becher geschützt, der als Faraday’scher Käfig fungiert und mitsamt den elektronischen Komponenten innerhalb des Kunststoff-basierten Gehäuses angeordnet ist.
Bei nicht-metallischer Auslegung des Feldgeräte-Gehäuses ist die Erdung der elektronischen Komponenten bzw. des Bechers erschwert, da der jeweilige Erdungs-Stift durch das Kunststoff-Gehäuse hindurchgeführt werden muss. Hierbei ist besonders problematisch, dass die entsprechende Stift- Durchführung im Gehäuse exakt zum entsprechenden Stift-Aufnahmebereich des Bechers fluchten muss. Bedingt durch Bauteiltoleranzen ist dies jedoch mit wirtschaftlich tragbarem Aufwand nicht umsetzbar. Etwaige Bauteiltoleranzen können also ein Verkanten des Stifts und somit eine nicht ausreichende Erdung zur Folge haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Feldgerät mit nicht metallischem Gehäuse bereitzustellen, dessen elektronische Komponenten geerdet werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Feldgerät, das folgende Komponenten umfasst:
- Einen elektrischen Stift, mit o einem Kabel-Anschluss, und o einem dem Kabel-Anschluss gegenüberliegenden End-Zapfen,
- ein Geräte-Gehäuse, das bspw. zu Korrosionsschutzzwecken aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist, mit o einer Durchführung, in welche der Stift entlang einer Steck- Achse steckbar ist,
- einen im Gehäuse anordbaren Becher aus einem elektrisch leitfähigen Material wie Aluminium, der als Faraday’scher Käfig für elektronische Komponenten des Feldgerätes fungiert, mit o einem Aufnahmebereich, welcher in Bezug zur Steck-Achse derart mit der Durchführung des Gehäuses fluchtet, so dass der End-Zapfen des Stifts im Aufnahmebereich mündet.
Das erfindungsgemäße Feldgerät zeichnet sich durch ein elektrisch leitfähiges Feder-Element aus, welches den End-Zapfen in Bezug zur Steck-Achse zumindest radial oder zusätzlich auch axial derart federnd in den Aufnahmebereich einfasst, so dass der Becher elektrisch an den Stift angeschlossen ist.
Prinzipiell ist es nicht fest vorgeschrieben, wie das Feder-Element konstruktiv ausgelegt ist, solange es radial federnd und elektrisch leitfähig ist. Flierzu kann das Feder-Element beispielsweise als zum End-Zapfen korrespondierende Buchse ausgelegt werden, die zumindest drei elastisch bzw. plastisch verformbare Innen-Lamellen aufweist. Dabei können die Lamellen in Bezug zur Steck-Achse axial, oder radial umlaufend angeordnet sein. Aus Gründen der elastischen bzw. plastischen Verformbarkeit ist es vorteilhaft, wenn die Buchse aus Kupfer, aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung oder aus Messing gefertigt ist. Alternativ zu einer Realisierung als Buchse kann das Feder- Element im Rahmen der Erfindung auch als zum End-Zapfen korrespondierende Ringfeder oder Wellenfeder ausgelegt werden. Unabhängig von der konstruktiven Auslegung des Feder-Elementes ist es zur Minimierung des Übergangswiderstandes vorteilhaft, wenn das Feder-Element eine Goldbeschichtung umfasst.
Vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse in Richtung der Steck-Achse einen Endanschlag für den Stift ausbildet, so dass der End-Zapfen des Stifts bei Erreichen des Endanschlags automatisch in den Aufnahmebereich bzw. im Feder-Element mündet. Außerdem bietet es sich an, wenn das Feldgerät einen Sicherungs-Splint umfasst, welcher den Stift axial gegen Fierausziehen sichert. Flierzu ist eine zum Splint korrespondierende Durchführung im Stift erforderlich, die innerhalb des Gehäuses orthogonal zur Steck-Achse verläuft.
Auf Basis folgender Verfahrensschritte kann das erfindungsgemäße Feldgerät gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsvarianten gefertigt werden:
- Einsetzen des Feder-Elementes in den Aufnahmebereich des Bechers, - anschließendes Einsetzen des Bechers in das Gehäuse, so dass der
Aufnahmebereich bzw. das Feder-Element in Bezug zur Steck-Achse mit der Durchführung fluchtet,
- Einstecken des Stifts in die Durchführung von einer dem Becher abgewandten Außenseite des Gehäuses, so dass der End-Zapfen in Bezug zur Steck-Achse radial und ggf. auch axial federnd vom Feder-
Element eingefasst wird, und so dass der Stift elektrisch mit dem Becher kontaktiert ist, und
- axiales Sichern des Stifts gegen Fierausziehen mittels Einstecken des Splintes in die Splint-Durchführung, sofern ein Sicherungs-Splint vorgesehen ist.
Anhand der nachfolgenden Figur wird die Erfindung näher erläutert:
Fig. 1: Einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Feldgerätes im Bereich eines Erdungs-Anschlusses. Zum Verständnis der Erfindung ist in Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Feldgerätes 1 im Bereich eines erfindungsgemäßen Erdungs-Anschlusses gezeigt. Um bspw. Korrosionsbeständigkeit zu realisieren, umfasst das Feldgerät 1 ein Kunststoff-basiertes Gehäuse 12, das beispielsweise aus PP, PE oder PU gefertigt ist. Die elektronischen Komponenten des Feldgerätes 1 (in Fig. 1 nicht explizit dargestellt) sind durch einen zusätzlichen Becher 13, der als Faraday’scher Käfig fungiert, geschützt. Dabei ist der Becher 13 wiederum im Inneren des Gehäuses 12 angeordnet. Damit der Becher 13 als Faraday’scher Käfig fungieren kann, ist dieser aus einem elektrisch leitfähigen Material wie bspw. Aluminium gefertigt. Zur Erdung des Bechers 13 ist als Bestandteil des Erdungs-Anschlusses ein Metall-basierter Stift 11 und Becher-seitig ein Aufnahmebereich 130 für einen entsprechenden End-Zapfen 111 des Stifts 11 vorgesehen, so dass der Becher 13 über den Stift 11 elektrisch kontaktiert bzw. geerdet werden kann. Dabei ist der Stift 11 zur Gewährleistung der notfalls erforderlichen Leitfähigkeit mit einem entsprechenden Durchmesser von bspw. mindestens 6 mm auszulegen. Zum Anschluss eines Erdungskabels umfasst der Stift 11 in der gezeigten Ausführungsvariante als Kabel-Anschluss 110 einen Quetsch- Anschluss für Kabellitzen bzw. offene Kabelenden. Dabei liegt der Kabel-
Anschluss 110 am Stift 11 dem End-Zapfen 111 gegenüber und verbleibt im eingesteckten Zustand somit außerhalb des Gehäuses 12. Um den Stift 11 vom Gehäuse-Äußeren her dem Becher 13 bzw. dessen Aufnahmebereich 130 zuführen zu können, ist in das Gehäuse 12 eine derart positionierte Durchführung 120 eingelassen, so dass die Durchführung 120 entlang einer definierten Steck-Achse a zum Aufnahmebereich 130 hin fluchtet.
Einerseits fungiert die Durchführung 120 beim Einstecken des Stifts 11 vom Gehäuse-Äußeren her als Führung des Stifts 11 entlang der Steck-Achse a. Dabei ist die Durchführung 120 bei der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsvariante so ausgelegt, dass die Steck-Achse a orthogonal zur Außenoberfläche des Gehäuses 12 verläuft. Andererseits bildet die Durchführung 120 beim Einstecken des Stifts 11 konstruktiv einen Endanschlag aus, so dass der End-Zapfen 111 des Stifts 11 im eingesteckten Zustand zwangsweise in den Aufnahmebereich 130 des Bechers 13 mündet. Darüber hinaus gewährleistet ein Dicht-Ring 114, der in Fig. 1 auf Höhe der Durchführung 120 in einer radial umlaufenden Nut am Stift 11 vorgesehen ist, die fluidische Abdichtung der Durchführung 120.
Damit die Durchführung 120 nach Einsetzen des Bechers 13 in das Gehäuse
12 zum Aufnahmebereich 130 fluchtet, müssen das Gehäuse-Innere und der Becher 13 konstruktiv, bspw. mittels entsprechender Führungen bzw. entsprechender Endanschläge aufeinander abgestimmt sein (nicht näher in Fig. 1 dargestellt). Etwaige Bauteiltoleranzen am Gehäuse 12 oder am Becher
13 können hierbei jedoch bewirken, dass die Durchführung 120 und der Aufnahmebereich 130 entlang der Steck-Achse a nicht ideal zueinander fluchten, sondern marginal gegeneinander verschoben bzw. verkippt sind.
Um auch unter diesen Umständen das Einstecken des Stifts 11 und die elektrische Kontaktierung zu ermöglichen, ist im Aufnahmebereich 130 des Bechers 130 als elektrisch leitfähiges Feder-Element eine Buchse 14 angeordnet, die den End-Zapfen 111 des Stifts 11 in Bezug zur Steck-Achse a radial in den Aufnahmebereich 130 einfasst. Dabei kann die Buchse 14 beispielsweise über ein entsprechendes Außengewinde im Aufnahmebereich 130 des Bechers 13 befestigt bzw. elektrisch kontaktiert sein. Somit wird beim Einstecken des Stifts 11 durch die Gehäuse-Durchführung 120 hindurch der End-Zapfen 111 in die Buchse 14 eingesteckt. Dies stellt die Erdung bzw. die elektrische Kontaktierung des Bechers 13 nach außen sicher, so dass der Steck-Anschluss bspw. einem entsprechenden „Burst-Test“ gemäß IEC/EN 61000-4-4 oder einem „Surge-Test“ gemäß IEC/EN 61000-4-5 Stand hält.
Um den Stift 11 bzw. den End-Zapfen 11 radial federnd einzufassen, weist die Buchse 14 zumindest drei innenliegende, axial ausgerichtete Lamellen 140 auf. Hinsichtlich der elastischen Verformbarkeit ist es dabei optimal, die Buchse 14 bzw. die Lamellen 140 aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung zu fertigen. Durch die radial federnde Wirkung der Lamellen 140 wird beim Einstecken des Stifts 11 somit ein Verkanten verhindert. Anstelle der in Fig. 1 gezeigten Buchse 14 ist es alternativ auch möglich, als Feder-Element eine Ringfeder oder eine Wellenfeder einzusetzen. Außerdem ist es denkbar, das Feder-Element 14 zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen dem Stift 11 und dem Aufnahmebereich 130 mit einer Goldbeschichtung zu versehen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsvariante ist der Stift 11 durch einen Sicherungs-Element 112 gegen Herausziehen gesichert. Hierzu weist der Stift 11 - in Bezug zur Steck-Achse a - zwischen dem Aufnahme-Bereich 130 und der Gehäuse-Durchführung 120 eine zum Sicherungs-Element 112 korrespondierende Durchführung 113 auf. Durch die orthogonale Ausrichtung der Splint-Durchführung 113 in Verbindung mit dem zumindest einseitigen Überstand des Sicherungs-Elementes 112 über den Durchmesser des Stifts 11 hinaus wird somit ein axiales Verschieben des Stifts 11 unterbunden.
Bezugszeichenliste
I Feldgerät
I I Stift
12 Gehäuse
13 Becher
14 Feder-Element
110 Kabel-Anschluss des Stifts
I I I Endbereich des Stifts
112 Sicherungs-Splint
113 Splint-Durchführung
114 Dicht-Ring
120 Durchführung in das Gehäuse 130 Aufnahmebereich am Becher 140 Längs-Lamellen a Steck-Achse

Claims

Patentansprüche
1. Feldgerät, umfassend:
- Einen elektrischen Stift (11 ), mit o einem Kabel-Anschluss (110), und o einem dem Kabel-Anschluss (110) gegenüberliegenden End- Zapfen (111),
- ein Geräte-Gehäuse (12), mit o einer Durchführung (120), in welche der Stift (11) entlang einer Steck-Achse (a) steckbar ist,
- einen im Gehäuse (12) anordbaren Becher (13) aus einem elektrisch leitfähigen Material, mit o einem Aufnahmebereich (130), welcher in Bezug zur Steck- Achse (a) derart mit der Durchführung (120) fluchtet, so dass der End-Zapfen (111) des Stifts (11 ) im Aufnahmebereich (130) mündet, gekennzeichnet durch
- ein elektrisch leitfähiges Feder-Element (14), das ausgelegt ist, den End-Zapfen (111 ) in Bezug zur Steck-Achse (a) radial derart federnd in den Aufnahmebereich (130) einzufassen, so dass der Stift (11) elektrisch mit dem Becher (13) kontaktiert ist.
2. Feldgerät nach Anspruch 1, wobei das Feder-Element (14) als zum End- Zapfen (111) korrespondierende Buchse ausgelegt ist, mit o zumindest drei Innen-Lamellen (140), die in Bezug zur Steck- Achse (a) insbesondere axial angeordnet sind.
3. Feldgerät nach Anspruch 2, wobei die Buchse (14) aus Kupfer, aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung oder aus Messing gefertigt ist.
4. Feldgerät nach Anspruch 1, wobei das Feder-Element (14) als zum End- Zapfen (111) korrespondierende Ringfeder oder Wellenfeder ausgelegt ist.
5. Feldgerät nach einem der vorhegenden Ansprüche, wobei das Feder- Element (14) eine Goldbeschichtung umfasst.
6. Feldgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (12) aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist.
7. Feldgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Becher (12) als Faraday’scher Käfig für elektronische Komponenten ausgelegt ist.
8. Feldgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (12) in Bezug zur Steck-Achse (a) einen derartigen Endanschlag für den Stift (11 ) ausbildet, so dass der End-Zapfen (111) des Stifts (11 ) in den Aufnahmebereich (130) bzw. im Feder-Element (14) mündet.
9. Feldgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
- Ein Sicherungs-Element (112), und
- eine zum Sicherungs-Element (112) korrespondierende Durchführung (113) im Stift (11 ), die derart orthogonal zur Steck-Achse (a) verläuft, so dass das Sicherungs-Element (112) den Stift (11) axial gegen Fierausziehen sichert.
10. Verfahren zur Fertigung des Feldgerätes (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, folgende Verfahrensschritte umfassend:
- Einsetzen des Feder-Elementes (14) in den Aufnahmebereich (130) des Bechers (13),
- Einsetzen des Bechers (13) in das Gehäuse (12), so dass der Aufnahmebereich (130) bzw. das Feder-Element (14) in Bezug zur Steck-Achse (a) mit der Durchführung (120) fluchtet,
- Einstecken des Stifts (11) in die Durchführung (120) von einer dem Becher (13) abgewandten Außenseite des Gehäuses (12), so dass der End-Zapfen (111 ) in Bezug zur Steck-Achse (a) radial federnd vom Feder-Element (14) eingefasst wird, und so dass der Stift (11) elektrisch mit dem Becher (13) kontaktiert ist.
11.Verfahren nach Anspruch 9 und 10, folgenden Verfahrensschritt umfassend: Axiales Sichern des Stifts (11) gegen Herausziehen mittels Einstecken des Splintes (112) in die Splint-Durchführung (113).
EP22730700.6A 2021-06-01 2022-05-18 Feldgerät Pending EP4348769A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021114221.0A DE102021114221A1 (de) 2021-06-01 2021-06-01 Feldgerät
PCT/EP2022/063470 WO2022253577A1 (de) 2021-06-01 2022-05-18 Feldgerät

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4348769A1 true EP4348769A1 (de) 2024-04-10

Family

ID=82067659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22730700.6A Pending EP4348769A1 (de) 2021-06-01 2022-05-18 Feldgerät

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240266784A1 (de)
EP (1) EP4348769A1 (de)
CN (1) CN117397127A (de)
DE (1) DE102021114221A1 (de)
WO (1) WO2022253577A1 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3608276A1 (de) * 1986-03-12 1987-09-17 Dunkel Otto Gmbh Kontaktelement in form einer kontaktfederbuchse bzw. eines gefederten steckerstiftes und verfahren zu dessen herstellung
US10484587B2 (en) 2015-03-09 2019-11-19 Magna Electronics Inc. Vehicle camera with connector system for high speed transmission
DE102015107306A1 (de) * 2015-05-11 2016-11-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Feldgerät zum Einsatz in der Prozessautomatisierung
CN205264436U (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 江苏神马电力股份有限公司 末屏接地装置及具有该装置的变压器套管

Also Published As

Publication number Publication date
CN117397127A (zh) 2024-01-12
WO2022253577A1 (de) 2022-12-08
US20240266784A1 (en) 2024-08-08
DE102021114221A1 (de) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3959781B1 (de) Steckverbinder und steckverbinderanornung
DE102017116277B4 (de) Zündspule und Verfahren zum Herstellen einer Zündspule
EP3439117B1 (de) Verfahren zur überprüfung einer abdichtung einer steckerverbindung sowie steckerverbindung
EP3869622A1 (de) Ladebuchse für ein elektrofahrzeug
DE102018126448A1 (de) Elektrischer Steckverbinder und elektrische Steckverbindung
WO2016029980A1 (de) Anschlussanordnung für ein elektrisches gerät und elektrisches gerät mit einer anschlussanordnung
EP3477777B1 (de) Elektrische leitung mit schirmausleitung
EP4348769A1 (de) Feldgerät
DE202006005024U1 (de) Kontaktstift
DE102018131561A1 (de) Kontaktträger für Kontaktelement und Kontaktelement
EP3724901A1 (de) Hochspannungsdurchführung, elektrisches gerät mit hochspannungsdurchführung und verfahren zur herstellung des elektrischen gerätes
DE102020114088B4 (de) Schirmhülse
BE1027151B1 (de) Steckverbinder mit einem als Gussteil ausgebildeten Kontaktierungselement
DE102021114171B4 (de) Feldgerät
DE102012208207A1 (de) Masseleiter-Verbindungssystem
EP3807959B1 (de) Vorrichtung zur verbindung von hochvolt-leitern
DE102023110353B3 (de) Verbinder zur elektrisch leitenden Kontaktierung
DE102023132087A1 (de) Leitungssatz mit Steckverbinder
DE102012008145B4 (de) Schutzvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Schutzvorrichtung
DE102021110681B3 (de) Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme
DE202010016711U1 (de) Anschlussvorrichtung mit Ferring zur Kontaktkrafterzeugung
DE102025000803A1 (de) Vergussdichte Schirmanbindung an Verteilermodulen mit Kunststoffgehäuse
DE202008015055U1 (de) Elektrische Kupplungsvorrichtung
DE3511039A1 (de) Anschlussvorrichtung zur aufnahme und kontaktierung eines hochfrequenz-koaxialkabels
WO2025131505A1 (de) Rundsteckverbinder für ein feldgerät der automatisierungstechnik

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20231113

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)