WO2024041696A1

WO2024041696A1 - Schaltsteckverbindersystem- und geräteverkabelung

Info

Publication number: WO2024041696A1
Application number: PCT/DE2023/100592
Authority: WO
Inventors: Marc GENAU
Original assignee: HARTING Electronics GmbH
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2023-08-14
Publication date: 2024-02-29
Also published as: DE102022121178A1

Abstract

Um den händischen und/oder personellen Aufwand zu reduzieren, der nötig ist, um ein elektrisches Gerät (41 ) aus einem elektrisch verkabelten Geräteverbund (41, 42, 43) zu entfernen und/oder darin einzufügen, wird vorgeschlagen, im oder am Kabelsteckverbindergehäuse (14) eines Kabelsteckverbinders (1 ') Schaltbrücken (33) anzuordnen.

Description

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem Schaltsteckverbindersystem nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 .

Desweiteren geht die Erfindung aus von einer Geräteverkabelung, aufweisend ein Schaltsteckverbindersystem nach Anspruch 1 sowie mehrere Kabel.

Derartige Schaltsteckverbindersysteme werden benötigt, um elektrische Einrichtungen, z. B. zur Umsetzung eines gewünschten Signalflusses, elektrisch miteinander zu verbinden und/oder voneinander zu trennen.

Stand der Technik

Die Druckschrift DE 195 39 957 A1 offenbart einen Schalterstecker für eine elektrische Steckverbindung mit einer Messerleiste und einer Federleiste. Dieser umfasst eine Kontakteinrichtung, die zwei ausgewählte Messerelemente miteinander verbindet, wenn die Federleiste und die Messerleiste voneinander getrennt sind, wobei der Kontakt zwischen den ausgewählten Messerelementen gelöst wird, wenn die Federleiste und die Messerleiste zusammengesteckt werden.

Die EP 702 431 A2 offenbart einen Schalterstecker für einen Leistenverbinder an Leiterplattenschaltungen, insbesondere an Datenbusplatinen. Dieser besitzt eine Vielzahl von Buchsen zur Aufnahme einer Messerleiste. Die Buchsenleiste enthält jeweils mindestens zwei Buchsen zugeordnete Kontaktelemente, welche eine Kurzschlussbrücke zwischen den Buchsen bilden, solange kein Messerkontakt gesteckt ist. Dabei führt das Einsetzen der Messerleiste und somit das Aufspreizen der die Messerkontakte aufnehmenden Elemente zu einer Unterbrechung der Kurzschlussbrücke. Die Kurzschlussbrücke wird durch einen direkten Kontakt zwischen den Buchsen oder über einen in den die Buchsenleiste tragenden Grundkörper eingelassenen Kontakteinsatz hergestellt.

Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, dass die darin bekannten Anordnungen vielen aktuell existierenden Anforderungen nicht gerecht werden. Insbesondere ist es beispielsweise im industriellen Umfeld, in Steueranlagen, digitalen Serverstationen sowie in Laboren und Forschungseinrichtungen sowie in vielen anderen Anlagen und Einrichtungen üblich, elektrische Geräte, beispielsweise in Racks, anzuordnen und sie üblicherweise an ihrer jeweiligen Geräterückseite „fliegend“ zu verkabeln. Beispielsweise kann dazu ein zum elektrischen Gerät gehörender Gerätestecker insbesondere an der besagten Geräterückseite angeordnet und seinerseits anschlussseitig z. B. mit einer Leiterkarte des jeweiligen elektrischen Geräts elektrisch leitend verbunden sein. Steckseitig kann er dann über einen Kabelsteckverbinder, an den mindestens ein elektrisches Kabel angeschlossen ist, mit anderen elektrischen Geräten des Geräteverbundes elektrisch leitend, z. B. zur Signalübertragung, verbunden werden. Insbesondere können an den Kabelsteckverbinder mindestens, insbesondere genau zwei, Kabel angeschlossen sein. Wird eines dieser elektrischen Geräte aus dem Verbund entfernt, muss derzeit nachteiligerweise auch die Verkabelung geändert werden. Durch die Umverkabelung entsteht sowohl ein unerwünscht hoher händischer Aufwand als weiterhin auch eine neue Fehlerquelle z. B. durch menschliches Versagen, z. B. durch Denkfehler, Unachtsamkeit und/oder Unkenntnis, bedingt z. B. durch mangelnde Dokumentation, etc. Weiterhin entsteht so ein hoher personeller Aufwand, da eine kompetente Person die Umverkabelung durchführen oder zumindest überwachen muss. Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den händischen und/oder personellen Aufwand zu reduzieren, der nötig ist, um ein elektrisches Gerät aus einem elektrisch verkabelten Geräteverbund zu entfernen und/oder darin einzufügen.

Die Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Ein elektrisches Schaltsteckverbindersystem weist mindestens einen Gerätesteckverbinder auf, der ein Anschlussgehäuse zur Befestigung in oder an einem elektrischen Gerät besitzt. Anschlussseitig weist der Gerätesteckverbinder mehrere Geräteanschlüsse auf und besitzt steckseitig mehrere mit je einem Geräteanschluss elektrisch leitend verbundene Steckkontakte.

Weiterhin besitzt das elektrische Schaltsteckverbindersystem mindestens einen mit dem Gerätesteckverbinder in einer Steckrichtung steckbaren Kabelsteckverbinder. Dieser Kabelsteckverbinder besitzt ein Kabelsteckverbindergehäuse, das zumindest einen Kabelausgang aufweist. Weiterhin besitzt der Kabelsteckverbinder mehrere Gegenkontakte, welche steckseitig jeweils mit je einem Steckkontakt des Gerätesteckverbinders steckbar und dadurch elektrisch mit dem jeweiligen Steckkontakt des Gerätesteckverbinders verbindbar sind. Anschlussseitig besitzen die Gegenkontakte jeweils einen Kabelanschluss aufweisen.

Das Schaltsteckverbindersystem weist mindestens eine elektrisch leitfähige Schaltbrücke auf.

Diese mindestens eine Schaltbrücke ist zumindest teilweise im oder am

Kabelsteckverbindergehäuse des Kabelsteckverbinders angeordnet, um im ungesteckten Zustand jeweils zwei der Gegenkontakte des

Kabelsteckverbinders elektrisch leitend miteinander zu verbinden.

Dabei bezieht sich der Begriff „Steckrichtung“ im Sinne eines mathematischen Bewegungsvektors auf die Richtung des Steckvorgangs, nicht aber die Orientierung des Bewegungsvektors.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Kabel, welche an die jeweiligen Kabelanschlüsse der beiden elektrisch durch die Schaltbrücke miteinander verbundenen Gegenkontakte angeschlossen sind, im ungesteckten Zustand miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

Ein besonders großer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein elektrisches Gerät aus dem Verbund entfernt werden kann, ohne das danach die Verkabelung geändert werden muss. Insbesondere können - ja nach signaltechnischem Aufbau - die Signale, die das entfernte elektrische Gerät, insbesondere gemäß einem festgelegten Datenübertragungsprotokoll, durchlaufen haben, nun einfach innerhalb des Kabelsteckverbinders von einem Kabel an ein anders Kabel weitergeleitet und so an das nächste Gerät der Kette übertragen werden.

Durch eine einmalige geschickte Planung der Verkabelung und der Schaltbrücken und Kabelbelegung lassen sich auf diese Weise verschiedene Funktionen mit einem Geräteverbund realisieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das elektrische Schaltsteckverbindersystem dazu eingerichtet, im gesteckten Zustand die besagte elektrische Verbindung der jeweils zwei Gegenkontakte aufzuheben. Die besagten beiden Gegenkontakte werden also im gesteckten Zustand galvanisch getrennt. In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Schaltbrücke aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Metall, z. B. Blech. Bei der Schaltbrücke kann es sich also um ein Stanzbiegeteil handeln.

Das Kabelsteckverbindergehäuse und/oder das Kabelsteckverbindergehäuse kann aus einem elektrisch isolierenden Material, z. B. Kunststoff oder Keramik, bestehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt das Kabelsteckverbindergehäuse zumindest zwei Kabelöffnungen. Dadurch kann der Kabelanschlusssteckverbinder zusätzlich zu dem ersten elektrischen Gerät, mit dessen Gerätesteckverbinder er steckseitig verbunden ist, kabelanschlussseitig mit zwei weiteren elektrischen Geräten verbunden sein, nämlich mit einem zweiten elektrischen Gerät, das einen zweiten Gerätesteckverbinder besitzt und mit einem dritten elektrischen Gerät, das einen dritten Geräteanschlussstecker besitzt. Die Verbindung kann bevorzugt über einen zweiten und einen dritten Kabelanschlussstecker geschehen, die jeweils mit dem zweiten und dem dritten Geräteanschlussstecker gesteckt sind. Dadurch lassen sich auch für weitere vierte, fünfte, sechste, ... , n-Geräte Geräteverbünde sehr flexibel aufbauen, ändern und insbesondere auch ohne großen Aufwand erweitern.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann es sich bei dem mindestens einen Steckkontakt des Gerätesteckverbinders um einen Messerkontakt handeln.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Gegenkontakte des Kabelsteckverbinders als Gabelkontakte ausgeführt sein. Somit besitzen sie jeweils zwei federnde Einsteckzungen, welche insbesondere dazu eingerichtet sind, den vorgenannten Messerkontakt beidseitig elektrisch und mechanisch zu kontaktieren. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die mindestens eine Schaltbrücke, also jede der besagten Schaltbrücken, zumindest abschnittsweise, zwischen zwei Einsteckzungen zweier Gegenkontakte angeordnet sein.

Dies kann z. B. bedeuten, dass die Gegenkontakte derart angeordnet und ausgeführt sind, dass von jedem Einsteckzungenpaar eine, in Bezug auf das jeweils andere Einsteckzungenpaar äußere Einsteckzunge die Schaltbrücke im ungesteckten Zustand kontaktiert, um diese beiden Gegenkontakte im ungesteckten Zustand automatisch elektrisch leitend miteinander zu verbinden und sie im gesteckten Zustand automatisch voneinander zu trennen. Im gesteckten Zustand biegen sich nämlich die beiden äußeren Einsteckzungen durch das Einführen des jeweiligen Messerkontakts nach außen. Dadurch werden die beiden Gegenkontakte elektrisch voneinander getrennt. Für eine solche Anordnung ist bezüglich ihrer geometrischen Form eine im Wesentlichen flächige Schaltbrücke ausreichend. In diesem Fall kann die Schaltbrücke sogar vollständig - und nicht nur abschnittsweise - zwischen den beiden besagten äußeren Einsteckzungen angeordnet sein.

Unter die vorgenannte Ausgestaltung fällt aber auch eine Anordnung, bei welcher die mindestens eine Schaltbrücke z. B. U-förmig gebogen ist und mit ihren Enden jeweils zwischen den beiden Einsteckzungen eines Einsteckzungenpaars angeordnet ist, und so jeweils beide Einsteckzungen jedes der beiden Einsteckzungenpaare mechanisch und elektrisch kontaktiert. Dadurch verbessert sich das Leitverhalten dieser Verbindung im ungesteckten Zustand, d. h. der Leitwert der elektrischen Verbindung zwischen den beiden Gegenkontakten kann im ungesteckten Zustand doppelt so doppelt so hoch sein, wie in der vorgenannten Variante, da sich die reale Kontaktfläche dadurch ungefähr verdoppelt. In diesem Fall ist die Einsteckzunge nur abschnittsweise zwischen den beiden äußeren Einsteckzungen angeordnet. In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Kabelsteckverbinder zumindest ein relativ zu den Gegenkontakten bewegliches Teil auf, an dem mindestens eine Schaltbrücke gehalten ist.

Dies bedeutet, dass der Kabelsteckverbinder ein- aber auch mehrere solch bewegliche Teile besitzen kann. An diesem beweglichen Teil/ jedem dieser beweglichen Teile ist zumindest eine der besagten Schaltbrücken gehalten. Es kann sich dabei also um eine oder auch mehrere, z. B. 2, 3, 4, 5, 6... , n Schaltbrücken handeln.

Es kann also in einer bevorzugten Ausgestaltung ein einziges bewegliches Teil in dem Kabelsteckverbindergehäuse angeordnet sein, wobei an dem beweglichen Teil nur eine Schaltbrücke gehalten ist. Die ist z. B. sinnvoll für einpolige Signal- oder Energieübertragung. Diese Schaltbrücke kann sich relativ zu den Gegenkontakten bewegen und diese elektrisch kontaktieren und so miteinander im ungesteckten Zustand elektrisch leitend verbinden oder diese Verbindung im gesteckten Zustand trennen. Dazu kann im Steckvorgang der Gerätesteckverbinder das bewegliche Teil so bewegen, dass die besagte elektrische Verbindung zwischen den beiden jeweiligen Gegenkontakten getrennt wird. Wenn die Steckverbindung wieder getrennt wird, dann bewegt sich das bewegliche Teil wieder in die Ausgangslage zurück und die elektrische Verbindung zwischen diesen beiden gegenkontakten wird wieder hergestellt.

Es kann ein einziges bewegliches Teil existieren, an dem mehrere Schaltbrücken gehalten sind, z. B. 2, 3, 4, 5, ... , n Schaltbrücken.

Es können in dem Kabelsteckverbindergehäuse auch mehrere bewegliche Teile existieren, die jeweils nur eine Schaltbrücke halten. Es können aber in dem Kabelsteckverbindergehäuse auch mehrere bewegliche Teile angeordnet sein, an denen jeweils mehrere, aber nicht sämtliche, Schaltbrücken angeordnet sind.

Durch den Steckvorgang kann sich das bewegliche Teil und damit auch die daran gehaltenen Schaltbrücken, insbesondere federbeaufschlagt, von den Gegenkontakten entfernen. Dies kann in einer Trennrichtung geschehen. Die Trennrichtung kann beispielsweise parallel zur Steckrichtung verlaufen, z. B. indem das bewegliche Teil einen Schlitten besitzt. Die Trennrichtung kann auch senkrecht zur Steckrichtung verlaufen, z. B. indem das bewegliche Teil in Form einer Wippe und/oder eines Hebels ausgeführt ist. Somit ist die mindestens eine Schaltbrücke, die an dem zumindest einen beweglichen Teil gehalten ist, durch Stecken des Kabelsteckverbinders mit dem Gerätesteckverbinder federbeaufschlagt in der Trennrichtung von den jeweiligen Gegenkontakten entfernbar. Dies kann dem oben genannten Vorgang entsprechen, bei dem die elektrisch leitende Verbindung der beiden gegenkontakte aufgehoben wird.

Unter „entfernbar“ ist dabei aber ebenfalls gemeint, dass sich der Abstand zu den jeweiligen Gegenkontakten durch das „Entfernen“ vergrößert. Diese Vorrichtung hat also auch den Vorteil, dass dadurch besonders große Luftstrecken zwischen den Schaltbrücken und den Gegenkontakten eingehalten werden können, bietet sich also insbesondere für hohe Spannungen an. Es sind also auch Mischformen denkbar, bei denen die elektrische Trennung zwar über eine Verformung der gegenkontakte erreicht wird, die gewünschten Luftstrecken und/oder Kriechstrecken aber größtenteils durch die Bewegung des beweglichen Teils erzeugt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das bewegliche Teil mindestens ein Federelement besitzen. Dies kann beispielsweise an das bewegliche Teil angeformt sein, insbesondere, wenn das bewegliche Teils aus einem Kunststoff besteht, der eine ausreichende Elastizität aufweist. Dies at den Vorteil einer unaufwändigen Herstellbarkeit. Weiterhin kann das Federelement auf diese Weise - ja nach Gesamtanordnung - einen besonders vorteilhaft gerichteten Kraftvektor aufbringen. Alternativ oder ergänzend kann an dem beweglichen Teil mindestens ein Federelement angeordnet sein. Bei diesem, letztgenannten Federelement kann es sich um ein separates Federelement, beispielsweise eine metallische Spiralfeder, handeln. Dies hat den Vorteil, dass das Material des beweglichen Teils keine für die Federeigenschaften notwendige Elastizität aufweisen muss.

Diese Weiterbildung ist somit weiterhin durchaus mit der vorgenannten Ausgestaltung, bei der mindestens eine Schaltbrücke zumindest abschnittsweise zwischen zwei Einsteckzungen zweier Gegenkontakte angeordnet ist, vereinbar.

Schließlich besitzt die besagte Zunahme des Abstands zwischen der Schaltbrücke und dem jeweiligen Kontakt den Vorteil einer besonders großen Luftstrecke. Dies kann auch zusätzlich zur vorgenannten Ausgestaltung von Vorteil sein.

Für flach aufbauende Bauformen ist es vorteilhaft, wenn die Trennrichtung in Steckrichtung verläuft, weil dann der im Kabelsteckverbindergehäuse vorhandene Platz besser ausgenutzt wird. Dies kann wichtig werden, wenn viele Gerätesteckverbinder auf engem Raum angeordnet sind.

Wenn die Trennrichtung senkrecht zur Steckrichtung verläuft, kann dies von Vorteil sein, weil die Gabelkontakte auf diese Weise weniger verschleißen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die mindestens eine Schaltbrücke zwei einander gegenüberliegende Kontaktflächen besitzen. Im ungesteckten Zustand kann die jeweils mit den beiden Einsteckzungen jedes der beiden durch sie elektrisch verbundenen Gegenkontakts in elektrischem und mechanischen Kontakt steht, indem je eine ihrer beiden einander gegenüberliegenden Kontaktflächen mit je einer der beiden Einsteckzungen jedes Gegenkontakts mechanisch und elektrisch kontaktiert.

Insbesondere kann die Schaltbrücke im Wesentlichen flächig ausgeführt sein.

Die Schaltbrücke kann als einstückiges Stanzteil oder Stanzbeigeteil ausgeführt sein und bevorzugt aus Blech bestehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann jede der beiden Einsteckzungen der beiden durch die Schaltbrücke elektrisch verbundenen Gegenkontakt je einen Schaltkontaktabschnitt besitzen, welcher mit der jeweiligen Schaltbrücke im besagten ungesteckten Zustand elektrisch und mechanisch kontaktiert.

Eine Geräteverkabelung ist beispielsweise geeignet zur elektrischen Verbindung von zumindest drei, und insbesondere auch mehr als drei, also z. B. auch 4, 5, 6, 7, ... , n elektrischen Geräten, zumindest aber, wie bereits erwähnt, von drei Geräten, nämlich einem ersten, einem zweiten und einem dritten elektrischen Gerät.

Dabei weist die Geräteverkabelung mehrere elektrische Kabel sowie ein Schaltsteckverbindersystem der vorgenannten Art auf. Zumindest ein erster der Gerätesteckverbinder gehört zum ersten elektrischen Gerät, d. h. er ist, z. B. mit seinem Anschlussgehäuse, in oder an dem ersten elektrischen Gerät befestigt und mit seinen Geräteanschlüssen elektrisch mit dem elektrischen Gerät verbunden, z. B. mit elektrischen Leiterbahnen einer Leiterkarte des elektrischen Geräts. Der mit dem ersten Gerätesteckverbinder gesteckte Kabelsteckverbinder ist über jeweils zumindest eines der elektrischen Kabel mit dem zweiten und mit dem dritten elektrischen Gerät elektrisch leitend verbunden oder zumindest verbindbar. Dies kann insbesondere über weitere Gerätesteckverbinder und Kabelanschlusssteckverbinder an den jeweiligen elektrischen Geräten geschehen.

Durch diese Verbindung ist also im gesteckten Zustand automatisch das erste elektrische Gerät sowohl mit dem zweiten als auch mit dem dritten elektrischen Gerät elektrisch leitend verbunden. Dagegen ist im ungesteckten Zustand das zweite und das dritte elektrische Gerät automatisch miteinander elektrisch leitend verbunden und von dem ersten elektrischen Gerät automatisch elektrisch getrennt. Schließlich verbinden die Schaltbrücken im nichtgesteckten Zustand bereits innerhalb des Kabelsteckverbinders die beiden an die jeweiligen Gegenkontakte angeschlossenen Kabel elektrisch.

Wie bereits angedeutet, lässt sich die, hier nur für drei elektrische Geräte beschriebene Geräteverkabelung auf eine beliebige Anzahl möglicher elektrischer Geräte erweitern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Ausführungsbeispiel

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a - d drei elektrische Geräte mit einer Geräteverkabelung;

Fig. 2a - e ein Steckverbindersystem in einer ersten Ausführung; Fig. 3a - d ein Steckverbindersystem in einer zweiten Ausführung;

Fig. 4a - b ein Steckverbindersystem in einer dritten Ausführung;

Fig. 5a - d ein Steckverbindersystem in einer vierten Ausführung;

Fig. 6a - i ein Steckverbindersystem in einer fünften Ausführung.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.

Die Fig. 1a zeigt eine Geräteverkabelung aus mehreren Kabeln 100 und mehreren Kabelsteckverbindern 1 , 1 ', von denen ein Kabelsteckverbinder 1 ' eine Schaltbrücke 33 besitzt. Weiterhin sind drei elektrische Geräte 41 , 42, 43, gezeigt, nämlich ein erstes 41 , ein zweites 42 und ein drittes 43 elektrisches Gerät. An jedem dieser Geräte 41 , 42, 43 ist je ein Gerätesteckverbinder 2 angeordnet und anschlussseitig elektrisch mit der Elektronik des jeweiligen elektrischen Geräts 41 , 42, 43 verbunden.

Mit jeden Gerätesteckverbinder 2 ist je einer der Kabelsteckverbinder 1 ,1 ' der Geräteverkabelung gesteckt.

In dem in der Mitte dargestellten Kabelsteckverbinder 1 ' ist die besagte Schaltbrücke 33 geöffnet. Dieser Kabelsteckverbinder 1 ' ist über je ein Kabel 100 mit je einem der beiden anderen Kabelsteckverbinder 1 verbunden. Somit ist das zweite elektrische Gerät 42 mit dem (in der Mitte dargestellten) ersten elektrischen Gerät 41 über die Geräteverkabelung verbunden. Weiterhin ist das dritte elektrische Gerät 43 mit dem ersten elektrischen Gerät 41 über die Geräteverkabelung verbunden. Das zweite 42 und das dritte 43 elektrische Gerät sind aber nicht direkt miteinander verbunden, sondern ggf. nur über das erste elektrische Gerät 41 , falls dieses erste elektrische Gerät 41 es vorsieht, den Signalfluss zwischen diesen beiden weiteren elektrischen Geräten 42, 43 herzustellen.

In der Fig. 1 b ist gezeigt, wie der Gerätesteckverbinder 2 des ersten elektrischen Geräts vom Kabelsteckverbinder 1 ' getrennt ist. Die Schaltbrücke 33 schließt automatisch und die beiden weiteren elektrischen Geräte 42, 43 sind so über die Geräteverkabelung automatisch elektrisch leitend miteinander verbunden.

Die Fig. 1c und 1d zeigen Vergrößerungen aus der Fig. 1a und dienen lediglich der Übersichtlichkeit.

Die Fig. 2a - e zeigt ein Steckverbindersystem in einer ersten Ausführung.

Der Kabelsteckverbinder 1 ' besitzt, wie in der Fig. 2a gezeigt, ein Kabelsteckverbindergehäuse 14 und ist in einer Steckrichtung S mit dem Gerätesteckverbinder 2 steckbar. Der Gerätesteckverbinder 2 besitzt ein Gerätesteckverbindergehäuse 24.

In der Fig. 2b ist das Gerätesteckverbindergehäuse 24 transparent dargestellt und das Kabelsteckverbindergehäuse 14 ist entfernt. Dadurch ist ein Blick auf die Gegenkontakte 12 des Kabelsteckverbinders 1 ' ermöglicht, die in einer Steckrichtung S mit den Steckkontakten 21 des Gerätesteckverbinders steckbar sind. Die Orientierung des Pfeils der Steckrichtung S ist hier aus subjektiver Sicht des Kabelsteckverbinders gewählt, das Bezugszeichen S steht für die Bewegungsrichtung, nicht aber für die Orientierung des Bewegungsvektors. Hier, sowie in der Fig. 2c ist der Kabelsteckverbinder 1 ' ohne Gehäuse 14 aus verschiedenen Blickwinkeln zu sehen. Dabei ist zumindest ein bewegliches Teil 3 des Kabelsteckverbinders 1 ' gezeigt. Dieses bewegliche Teil 3 besitzt einen Schlitten 34 mit einem Betätigungsabschnitt 341 , welcher im Steckvorgang mit dem Gerätesteckverbinder 2 zusammenwirkt. Weiterhin besitzt der Kabelsteckverbinder mindestens ein Federelement 35, in diesem Fall vier separate Federelemente 35, die als Spiralfedern ausgeführt sind.

In einer weiteren hiermit ausdrücklich zur Erfindung gehörig offenbarten Ausführung können die Federelemente auch an das bewegliche Teil, insbesondere den Schlitten, angeformt sein. Dazu kann der Schlitten aus einem ausreichend elastischen Kunststoff bestehen und die Elastizität des Federelements kann zudem durch seine Formgebung erreicht werden.

An dem Schlitten 34 ist jeweils eine Schaltbrücke 33 befestigt.

Im ungesteckten Zustand stößt diese Schaltbrücke, bedingt durch die Federkraft der Federelemente, gegen Schaltkontaktabschnitte 123 der elektrisch zu verbindenden / zu brückenden Gegenkontakte 12.

Die Fig. 2d und 2e zeigen den Gerätesteckverbinder 2 und den Kabelsteckverbinder 1 ' in dem gesteckten Zustand. Dabei stoßen, z.B. zur Strom Übertragung nicht benötigte, Kontaktstifte 21 gegen die Betätigungsabschnitte 341 und schieben die jeweiligen Schlitten 34 gegen die Federkraft in einer Trennrichtung T vom Gerätesteckverbinder weg. Dabei wird die Schaltbrücke 33 von den Schaltkontaktabschnitten 123 getrennt. Somit ist im gesteckten Zustand die Brückung automatisch aufgehoben. Dabei verläuft die Trennrichtung T parallel zur Steckrichtung S. In den Fig. 3a bis 3d ist eine zweite Ausführung des Stecksystems gezeigt.

Jeder Gegenkontakt besitzt zwei Einsteckzungen 121 , 122, von denen jeweils eine 121 , 122 (nämlich zwei am weitesten voneinander entfernte) Einsteckzungen 121 ,122 im ungesteckten Zustand über die in diesem Fall flächig ausgeführte Kontaktbrücke 33 elektrisch leitend verbunden sind. Dazu weisen die besagten beiden äußeren Kontaktzungen 121 ,122 je einen Schaltkontaktabschnitt 123' auf. Die Kontaktbrücke 33 ist dabei zumindest abschnittsweise zwischen diesen beiden Einsteckzungen 121 , 122, nämlich zwischen den Schaltkontaktabschnitten der beiden Einsteckzungen 121 , 122, angeordnet.

Beim Steckvorgang werden diese beiden äußeren Einsteckzungen 123' durch die Steckkontakte 21 des Gerätesteckverbinders 2 auseinander gedrückt. Dadurch verlieren sie den elektrischen Kontakt zu den Schaltkontaktabschnitten 123'und die elektrische Brückung wird aufgehoben.

Die Kontaktstifte 21 des Gerätesteckverbinders 2 sind Bestandteil eines Geräteanschlusses 20, der in metallischen Kontaktelementen besteht. Der Geräteanschluss besitzt einen Leiterkartenanschluss zur Verlötung auf einer zum jeweiligen elektrischen Gerät 41 gehörenden, in der Fig. 3c gezeigten, Leiterkarte 60.

In der Fig. 3d ist noch einmal die Nichtbrückung im gesteckten und die Brückung im ungesteckten Zustand gezeigt. Dabei fällt auf, dass im ungebrückten Zustand der Abstand zwischen den beiden äußeren Einsteckzungen zur Steckkontaktbrücke 123' äußerst gering ist.

Zudem ist hier erstmals der Kabelanschluss 120 der Gegenkontakte 12 gezeigt. Dieser besitzt eine käfigförmige Stromschiene 10 und eine V- förmige Klemmfeder 11 . Die Fig. 4a und 4b zeigen eine dritte Ausführung, die eine Synthese aus der ersten und der zweiten Ausführung darstellt. Auch hier werden, wie in der vorgenannten zweiten Ausführung, die äußeren Einsteckzungen 121 , 122 im ungesteckten Zustand durch die Steckkontaktbrücke 123 'gebrückt und im gesteckten Zustand von den Steckkontakten 21 des Gerätesteckverbinders 2 nach außen bewegt und heben so die Brückung auf.

Aufgrund der sehr geringen Abstände sind aber, zumindest für hohe elektrische Spannungen, wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel bereits erwähnt, die gewünschten Luftstrecken auf diese Weise noch nicht einzuhalten. Um dieses Problem zu überwinden, ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel bereits gezeigt, die jeweilige Steckkontaktbrücke 123' auf dem Schlitten 34 befestigt. In diesem Fall ist jedoch für jede Steckkontaktbrücke 123 ein separater Schlitten 34 vorgesehen.

Weiterhin ist in diesen Darstellungen der Kabelanschluss 120, aufweisend die käfigförmige Stromschiene 10 und die V-förmige Klemmfeder 11 , noch besser zu sehen. Auch hier verläuft die Trennrichtung T parallel zur Steckrichtung S.

In einem, in den Fig. 5a bis 5d gezeigten, vierten Ausführungsbeispiel, besitzt das bewegliche Teil 3 eine Wippe 34'. Durch die Federkraft des Federelements 35 wird die an der Wippe 34' gehaltene Steckkontaktbrücke 33 im ungesteckten Zustand in der Zeichnung nach unten gedrückt und verbindet so jeweils zwei benachbarte Gegenkontakte 12.

Im Steckvorgang gleitet dagegen eine Aufgleitschräge 343 der Wippe 34 auf eine Rampe 241 des Gerätesteckverbindergehäuses 24 und hebt so die Steckkontaktbrücke 33 entgegen der Federkraft in der Zeichnung nach oben und bewegt sie somit in der Trennrichtung T von den Gegenkontakten 12 weg. Dabei verläuft die Trennrichtung T senkrecht zu der Steckrichtung S.

In den Fig. 6a bis 6i ist ein fünftes Ausführungsbeispiel gezeigt.

In den Fig. 6a und 6c sind der Gerätesteckverbinder 2 und der Kabelsteckverbinder 1 ' mit ihren Gehäusen 24, 14 gezeigt.

Der Gerätesteckverbinder 2 ist mit seinen Geräteanschlüssen 20, an deren Ende sich je ein Leiterkartenanschluss 26 befindet, an der Leiterkarte 60 verlötet. Die Geräteanschlüsse sind einteilig mit den Steckkontakten 21 ausgeführt.

Der Kabelsteckverbinder 1 ' besitzt, in diesem Beispiel vier, Kabelöffnungen 140, durch welche jeweils ein Kabel 100 geführt ist.

Die Fig. 6d bis 6f verdeutlichen ein Konzept, das von dem zweiten Ausführungsbeispiel folgendermaßen abweicht: Jeder der beteiligten Einsteckzungen 121 , 122 besitzt einen Schaltkontaktabschnitt 123". Zwischen diesen Schaltkontaktabschnitten 123" der

Einsteckzungen 121 , 122 eines Gegenkontakts 120 wird die Steckkontaktbrücke 33 beidseitig elektrisch kontaktiert. Zudem ist, wie im vorgenannten Beispiel bereits erwähnt, die Steckkontaktbrücke 33 auf dem Schlitten 34 befestigt. Im Steckvorgang werden zunächst die beiden Einsteckzungen 121 , 122 beider beteiligter Gegenkontakte 12 vom Steckkontakt 21 des Gerätesteckverbinders 2 auseinander gedrückt und geben so die Steckkontaktbrücke 33 frei. Zudem wird der Schlitten 34 durch den Steckkontakt so verschoben, dass sich die Steckkontaktbrücke 33 weiter von den Gegenkontakten 12 entfernt. In den Fig. 6g bis 6i wird der erste Trennvorgang noch einmal in einer Frontansicht verdeutlicht.

Die Fig. 6g zeigt den Stromfluss 200 durch zwei Kabel 100, zwei durch die Steckkontaktbrücke 33 gebrückte Gegenkontakte 12 und durch die Steckkontaktbrücke 33 selbst.

Kabelanschlussseitig sind die abisolierten Kabel 100 in einer sogenannten „Push-In“ Technik in die jeweiligen Kabelanschlüsse 120 gesteckt.

Die Fig. 6h zeigt die beiden Gegenkontakte 12 im ungesteckten Zustand, während ihre Einsteckzungen 121 die Steckkontaktbrücke 33 mit ihren Schaltkontaktabschnitten 123" beidseitig elektrisch und mechanisch kontaktieren.

Die Fig. 6i zeigt den gesteckten Zustand, bei dem die beiden Einsteckzungen 121 , 122 den Steckkontakt 21 des Gerätesteckverbinders 2 auseinander gedrückt werden. Dadurch verlieren die beiden dazugehörigen Schaltkontaktabschnitte 123" den mechanischen und elektrischen Kontakt zur Steckkontaktbrücke 33 und geben diese frei. Der in der Fig. 6g gezeigte Strom/Signalfluss 200 ist somit unterbrochen.

Anmelder: HARTING Electronics GmbH

Titel: Schaltsteckverbindersystem und Geräteverkabelung

Bezugszeichenliste

1 , 1 ' Kabelsteckverbinder

10 (käfigförmige) Stromschiene

11 Klemmfeder

12 Gegenkontakte, Gabelkontakte

120 Kabelanschluss

121 , 122 Einsteckzungen

123, 123', 123" Schaltkontaktabschnitte

Kabelsteckverbindergehäuse

140 Kabelöffnung

2 Gerätesteckverbinder

20 Geräteanschluss

21 Steckkontakt, Messerkontakt, Kontaktstift

24 Gerätesteckverbindergehäuse

243 Rampe

26 Leiterkartenanschluss

3 bewegliches Teil

33 Schaltbrücke

34, 34' Schlitten, Wippe

343 Aufgleitschräge

35 Federelement

41 , 42, 43 elektrisches Gerät

6 Leiterkarte Kabel elektrischer Stromfluss Steckrichtung Trennrichtung

Claims

Ansprüche Elektrisches Schaltsteckverbindersystem, das Folgendes aufweist: mindestens einen Gerätesteckverbinder (2), der Folgendes besitzt: o ein Anschlussgehäuse (24) zur Befestigung in oder an einem elektrischen Gerät (41 , 42, 43), o anschlussseitig mehrere Geräteanschlüsse (20), und o steckseitig mehrere mit je einem Geräteanschluss (20) elektrisch leitend verbundene Steckkontakte (21 ); sowie weiterhin zumindest einen mit dem Gerätesteckverbinder (2) in einer Steckrichtung (S) steckbaren Kabelsteckverbinder (1 '), der folgendes besitzt: o ein Kabelsteckverbindergehäuse (14), das zumindest eine Kabelöffnung (140) aufweist, o mehrere Gegenkontakte (12), welche steckseitig jeweils mit je einem Steckkontakt (21) des Gerätesteckverbinders (2) steckbar und dadurch elektrisch leitend mit dem jeweiligen Steckkontakt (21 ) des Gerätesteckverbinders (2) verbindbar sind; wobei o die Gegenkontakte (12) anschlussseitig jeweils einen Kabelanschluss (120) aufweisen; wobei das Schaltsteckverbindersystem zumindest eine elektrisch leitfähige Schaltbrücke (33) aufweist, wobei die mindestens eine Schaltbrücke (33) zumindest teilweise im oder am Kabelsteckverbindergehäuse (14) des Kabelsteckverbinders (1 ') angeordnet ist, um im ungesteckten Zustand jeweils zwei der Gegenkontakte (12) des Kabelsteckverbinders (1 ) elektrisch leitend miteinander zu verbinden.

2. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß Anspruch 1 , wobei das elektrische Schaltsteckverbindersystem dazu eingerichtet ist, im gesteckten Zustand die besagte elektrische Verbindung der jeweils zwei Gegenkontakte (12) des Kabelsteckverbinders durch die Schaltbrücke (33) aufzuheben.

3. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Kabelsteckverbindergehäuse (14) zumindest zwei Kabelöffnungen (140) besitzt.

4. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem mindestens einen Steckkontakt (21 ) des Gerätesteckverbinders (2) um einen Messerkontakt oder einen Kontaktstift handelt.

5. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß Anspruch 4, wobei die Gegenkontakte (12) des Kabelsteckverbinders (1 ') als Gabelkontakte ausgeführt sind und somit jeweils zwei federnde Einsteckzungen (121 , 122) besitzen, welche dazu eingerichtet sind, den vorgenannten Steckkontakt (21 ) beidseitig elektrisch und mechanisch zu kontaktieren.

6. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß Anspruch 5, wobei die mindestens eine Schaltbrücke (33) zumindest abschnittsweise zwischen zwei Einsteckzungen (121 , 122) zweier Gegenkontakte (12) angeordnet ist, um diese beiden Gegenkontakte (12) im ungesteckten Zustand elektrisch leitend miteinander zu verbinden und sie im gesteckten Zustand voneinander zu trennen.

7. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Kabelsteckverbinder (1 ') zumindest ein relativ zu den Gegenikontakten (12) bewegliches Teil (3) aufweist, an dem je mindestens eine Schaltbrücke (33) gehalten ist.

8. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß Anspruch 7, wobei die mindestens eine Schaltbrücke (33), die an dem zumindest einen beweglichen Teil (3) durch Stecken des Kabelsteckverbinders (1 ') mit dem Gerätesteckverbinder (2) federbeaufschlagt in einer Trennrichtung (T) von den Gegenkontakten entfernbar ist.

9. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß Anspruch 7, wobei die Trennrichtung parallel zur Steckrichtung (S) verläuft.

10. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß Anspruch 7, wobei die Trennrichtung (T) senkrecht zur Steckrichtung (S) verläuft.

11 . Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das bewegliche Teil (3) mindestens ein Federelement besitzt oder an dem beweglichen Teil (3) mindestens ein separates Federelement (35) angeordnet ist.

12. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß Anspruch 4, wobei die mindestens eine Schaltbrücke (33) zwei einander gegenüberliegende Kontaktflächen besitzt, wobei die Schaltbrücke (33) im ungesteckten Zustand jeweils mit den beiden Einsteckzungen (121 , 122) jedes der beiden durch sie elektrisch verbundenen Gegenkontakts (12) in elektrischem und mechanischen Kontakt steht, indem je eine der beiden einander gegenüberliegenden Kontaktflächen der Schaltbrücke (33) mit je einer der beiden Einsteckzungen (121 , 122) jedes Gegenkontakts (12) mechanisch und elektrisch kontaktiert. Elektrisches Schaltsteckverbinderystem gemäß Anspruch 12, wobei die Schaltbrücke (33) im Wesentlichen flächig ausgeführt ist. Elektrisches Steckverbindersystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltbrücke (33) als einstückiges Stanzteil oder Stanzbiegeteil ausgeführt ist und aus Blech besteht. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei in ungestecktem Zustand jede der beiden Einsteckzungen (121 , 122) der beiden durch die Schaltbrücke (33) elektrisch verbundenen Gegenkontakte (12) je einen Schaltkontaktabschnitt (123') besitzt, welcher mit der jeweiligen Schaltbrücke (33) elektrisch und mechanisch kontaktiert. Elektrisches Schaltsteckverbindersystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der besagte Kabelanschluss (120) des jeweiligen Gegenkontakts (12) eine käfigförmige Stromschiene (10) sowie eine im Wesentlichen V-förmige Klemmfeder (11 ) besitzt. Geräteverkabelung, geeignet zur elektrischen Verbindung von drei elektrischen Geräten, nämlich einem ersten (41 ), einem zweiten (42) und einem dritten (43) elektrischen Gerät, wobei die Geräteverkabelung mehrere elektrische Kabel (100) sowie ein Schaltsteckverbindersystem nach einem der vorstehenden Ansprüchen aufweist, wobei zumindest ein erster (1 ') der Gerätesteckverbinder zum ersten elektrischen Gerät (41 ) gehört, wobei der Kabelsteckverbinder (1 ') über jeweils zumindest eines der elektrischen Kabel (100) mit dem zweiten (42) und dem dritten (43) elektrischen Gerät elektrisch leitend verbindbar ist, so dass im mit dem ersten Gerätesteckverbinder (1 ') gesteckten Zustand automatisch das erste elektrische Gerät (41 ) sowohl mit dem zweiten (42) als auch mit dem dritten elektrischen Gerät elektrisch leitend verbunden ist, und wobei im ungesteckten Zustand das zweite (42) und das dritte (43) elektrische Gerät automatisch miteinander elektrisch leitend verbunden und von dem ersten elektrischen Gerät (41) automatisch elektrisch getrennt sind.