WO2024094437A1 - Adaptervorrichtung - Google Patents

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adapter device
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spe
connectors
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Simon Seereiner
Benedikt Steube
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Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
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    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter
    • H01R31/065—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter with built-in electric apparatus
    • 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
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R13/73—Means for mounting coupling parts to apparatus or structures, e.g. to a wall
    • H01R13/74—Means for mounting coupling parts in openings of a panel
    • H01R13/741—Means for mounting coupling parts in openings of a panel using snap fastening means
    • H01R13/743—Means for mounting coupling parts in openings of a panel using snap fastening means integral with the housing
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    • H01R13/74—Means for mounting coupling parts in openings of a panel
    • H01R13/746—Means for mounting coupling parts in openings of a panel using a screw ring

Definitions

  • the invention relates to an adapter device according to the preamble of claim 1.
  • Single Pair Ethernet connections also known as SPE connections for short - enable data and power transmission over a single twisted pair of wires. This transmission therefore includes the transmission of data over Ethernet and usually the transmission of power of up to 50 W.
  • the two-wire design of Single Pair Ethernet can reduce the cabling effort compared to Ethernet cabling with multiple wire pairs.
  • data can be recorded at a source such as a sensor and transmitted via switches - distributors without intelligence - to a computer as a network participant.
  • a source such as a sensor
  • switches - distributors without intelligence - to a computer as a network participant.
  • SPE connectors are required and used for the corresponding SPE connections.
  • the design of the mating faces of the SPE connectors corresponds to one of the standards IEC-63171-1, IEC-63171-2, IEC-63171-3, IEC-63171-4, IEC-63171-5 or IEC-63171-6.
  • the aim of the invention is to further develop this type of SPE connector technology using simple design means.
  • the adapter device according to the invention according to claim 1 enables the realization in a simple manner of an interface between two SPE connectors with mating faces whose design corresponds to two different standards of the standards IEC-63171-1, IEC-63171-2, IEC-63171-3, IEC-63171-4, IEC-63171-5 and IEC-63171-6.
  • the mating faces of the two single-pair Ethernet connectors of the adapter device can be designed according to the IEC-63171-1 or 63171-2 designs of the IEC-63171 standard. Further advantageous embodiments can be found in the subclaims and the independent claim 15.
  • Figure 1 in a) a first spatial view of an arrangement of two cables with SPE connectors attached to them, which are connected to one another via an adapter device designed as an adapter module, in b) a first spatial view of the adapter module from a); in c) a first spatial view of a circuit board of the adapter module with two circuit board connectors, in d) a second spatial view of the arrangement from a), in e) a further spatial view of the adapter module from a); and in f) a further spatial view of a circuit board of the adapter module from a) with two circuit board connectors;
  • Figure 2 in a) a first spatial view of an arrangement of two cables with SPE connectors attached to them, which are connected to one another via an adapter device which is inserted into a frame, in b) a first spatial view of the adapter device from a), in c) a second spatial view of the arrangement from a), and in d) a further spatial view of the frame-like adapter device from a);
  • Figure 3 in a) a first spatial view of an arrangement of two cables with SPE connectors attached to them, which are connected to an adapter device via a wall screw connection device, in b) a first spatial view of the adapter device from a), in c) a second spatial view of the arrangement from a), and in d) a further spatial view of the adapter device from a); and
  • Figure 4 in a) a first spatial view of an arrangement of two cables with SPE connectors attached to them, which are connected to one another via an adapter device with fastening elements, in b) a first spatial view of the adapter device from a), in c) a second spatial view of the arrangement from a), and in d) a further spatial view of the adapter device from a).
  • Figure 1 a shows an arrangement for or for implementing a section of a single-pair Ethernet connection.
  • This SPE connection has at least two single-pair Ethernet cables 1, 2 with respective first and second SPE connectors 11 and 12 attached to the respective SPE cable 1 or 2, and an adapter device 3 via which the first and second SPE connectors 11 and 12 are connected to one another.
  • the adapter device 3 can be designed as a type of adapter module.
  • the adapter device 3 also has at least two SPE connectors 31 and 32, which are designed as corresponding SPE mating connectors for the SPE connectors 11 and 12 of the cables 1, 2, and whose contacts can be connected to one another directly or via an optional and possibly signal-processing, e.g. signal-conditioning electronic circuit.
  • the corresponding SPE connectors 11 and 31 and 12 and 32 are plugged together in Fig. 1a) and 1d).
  • the two SPE connectors 31 and 32 have mating faces that correspond to different designs of the IEC 63171 standard.
  • the mating face of the first SPE connector 31 can correspond to the IEC 63171 -1 design and the second SPE connector to the IEC 63171 -2 design.
  • the mating face of the first SPE connector 31 can also correspond to the IEC 63171 -1 design and the second SPE connector to the IEC 63171 -5 design.
  • Other combinations are conceivable.
  • the mating face of the first SPE connector 32 can, for example, have pin contacts according to IEC 63171 -2 and the other SPE connector 31 in the mating face can have socket contacts according to IEC 63171 - 1.
  • the contacts of the two SPE connectors 31 and 32 of the adapter device 3 are connected to one another directly via electrical lines or indirectly via an electrical circuit. It can thus be provided that the two SPE connectors are designed as circuit board connectors 31, 32.
  • the plug contacts of the plug face of the two circuit board SPE connectors 31, 32 can then be connected to the circuit board 33 and connected to one another there via conductor tracks (not visible here) of the circuit board 33.
  • the circuit board 33 can be inserted into a housing 34 or can be formed as part of the housing 34.
  • the plug faces 31, 32 can then, for example, penetrate openings in one or more walls of the housing 34.
  • the housing 34 can form a type of module and thus be part of a modular system.
  • the housing can be designed as a module of a heavy modular connector that can be inserted into a type of module frame.
  • the adapter device 3 designed as an adapter module enables the conductive connection between SPE connectors 31, 32 of different designs in a simple manner.
  • the optional electronic circuit can be formed on the circuit board 33. This can be designed as a signal optimizing device.
  • the adapter device 3 can also form part of a higher-level device, for example part of an electrical device. It can, for example, form part of a service interface.
  • the housing 34 can then be inserted into a frame 35 or formed as part of this frame 35 or a wall or the like (Fig. 2).
  • the housing 34 can be designed in combination with a screw feedthrough 36 for a housing wall, wherein the first SPE connector 31 of the adapter device 3 can be provided on one side of the screw feedthrough 36 and the other SPE connector 32 of the adapter device 3 can be provided on the other side of the screw feedthrough 36.
  • one or more fastening elements 37, 38 such as locking hooks or the like are formed on the adapter device, in particular on the housing 34, for example in order to fasten it to a device such as a terminal block or another higher-level electronic housing.
  • the housing can also be provided with a mounting rail fastening so that a type of mounting rail module that can be connected in series is formed.
  • the SPE connectors can be shielded or unshielded.
  • the SPE connectors and cables and also the adapter device, in particular their housing 34 can be provided in different protection classes such as IP20 or higher, in particular IP 67.
  • the adapter devices 3 can, however, also be integrated into a corresponding higher-level device with such a protection class.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Eine Adaptervorrichtung, zeichnet sich durch wenigstens zwei leitend direkt oder über eine Elektronikschaltung miteinander verbundene Single-Pair-Ethernet-Steckverbinder (31, 32) – kurz SPE-Steckverbinder - mit Steckgesichtern, die nach verschiedenen Bauformen der Norm IEC-63171 ausgebildet sind.

Description

Adaptervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Adaptervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Single Pair Ethernet-Verbindungen - auch kurz SPE-Verbindungen genannt - ermöglichen eine Daten- und Energieübertragung über ein einziges verdrilltes Adernpaar. Diese Übertragung umfasst somit die Übertragung von Daten über Ethernet und üblicherweise die Übertragung von Leistungen von bis zu 50 W. Das zweiadrige Design von Single Pair Ethernet kann den Verkabelungsaufwand gegenüber Ethernet-Verkabelungen mit mehreren Aderpaaren verringern.
Dabei können z.B. Daten an einer Quelle wie einem Sensor erfasst und über Switches - Verteiler ohne Intelligenz - bis zu einem Computer als Netzwerkteilnehmer übermittelt werden. Dabei werden unter anderem auch SPE-Steckverbinder für die entsprechenden SPE-Verbindungen benötigt und eingesetzt.
Die Bauform der Steckgesichter der SPE-Steckverbinder entspricht dabei einer der Normen IEC-63171 -1 , IEC-63171 -2, IEC-63171 -3, IEC-63171 -4, IEC-63171 -5 oder IEC-63171 -6.
Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel der Erfindung, diese Art der SPE-Steckverbin- dertechnologie mit einfachen konstruktiven Mitteln weiterzuentwickeln.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruchs 1 .
Geschaffen wird danach eine Adaptervorrichtung mit wenigstens zwei leitend direkt oder über eine Elektronikschaltung miteinander verbundene Single-Pair-Ethernet- Steckverbinder - kurz SPE-Steckverbinder genannt - mit Steckgesichtern, die nach verschiedenen Bauformen der Norm IEC-63171 ausgebildet sind.
Die erfindungsgemäße Adaptervorrichtung nach Anspruch 1 ermöglicht in einfacher Weise das Realisieren einer Schnittstelle zwischen zwei SPE-Steckverbindern mit Steckgesichtern, deren Bauform zwei verschiedenen Normen der Normen IEC- 63171 -1 , IEC-63171 -2, IEC-63171 -3, IEC-63171 -4, IEC-63171 -5 und IEC-63171 -6 entspricht.
So können die Steckgesichter der beiden Single-Pair-Ethernet-Steckverbinder der Adaptervorrichtung nach den Bauformen IEC-63171 -1 bzw. 63171 -2 der Norm IEC- 63171 ausgebildet sein. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und dem nebengeordneten Anspruch 15 zu entnehmen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert werden. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, sondern umfasst auch nicht in den Figuren aber unter die Ansprüche fallende Ausgestaltungen sowie insbesondere auch Äquivalente der Ausführungsbeispiele. Der Fachmann wird die in den Figuren, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:
Figur 1 : in a) eine erste räumliche Ansicht einer Anordnung aus zwei Kabeln mit daran angeschlagenen SPE-Steckverbindern, die über eine als Adapterbaustein ausgebildete Adaptervorrichtung miteinander verbunden sind, in b) eine erste räumliche Ansicht des Adapterbausteins aus a); in c) eine erste räumliche Ansicht einer Leiterplatte des Adapterbausteins mit zwei Leiterplattensteckverbindern, in d) eine zweite räumliche Ansicht der Anordnung aus a), in e) eine weitere räumliche Ansicht des Adapterbausteins aus a); und in f) eine weitere räumliche Ansicht einer Leiterplatte des Adapterbausteins aus a) mit zwei Leiterplattensteckverbindern;
Figur 2 in a) eine erste räumliche Ansicht einer Anordnung aus zwei Kabeln mit daran angeschlagenen SPE-Steckverbindern, die über eine Adaptervorrichtung miteinander verbunden sind, die in einen Rahmen eingesetzt ist, in b) eine erste räumliche Ansicht der Adaptervorrichtung aus a), in c) eine zweite räumliche Ansicht der Anordnung aus a), und in d) eine weitere räumliche Ansicht der rahmenartigen Adaptervorrichtung aus a);
Figur 3 in a) eine erste räumliche Ansicht einer Anordnung aus zwei Kabeln mit daran angeschlagenen SPE-Steckverbindern, die über eine Wandverschraubungseinrichtung mit einer Adaptervorrichtung verbunden sind, in b) eine erste räumliche Ansicht der Adaptervorrichtung aus a), in c) eine zweite räumliche Ansicht der Anordnung aus a), und in d) eine weitere räumliche Ansicht der Adaptervorrichtung aus a); und
Figur 4 in a) eine erste räumliche Ansicht einer Anordnung aus zwei Kabeln mit daran angeschlagenen SPE-Steckverbindern, die über eine Adaptervorrichtung mit Befestigungselementen miteinander verbunden sind, in b) eine erste räumliche Ansicht der Adaptervorrichtung aus a), in c) eine zweite räumliche Ansicht der Anordnung aus a), und in d) eine weitere räumliche Ansicht der Adaptervorrichtung aus a).
Figur 1 a zeigt eine Anordnung für eine bzw. zum Realisieren eines Abschnitts einer Single-Pair-Ethernet-Verbindung. Diese SPE-Verbindung weist hier wenigstens zwei Single-Pair-Ethernet-Kabel 1 , 2 mit jeweiligen an das jeweilige SPE-Kabel 1 bzw. 2 angeschlagenen ersten und zweiten SPE-Steckverbindern 11 bzw. 12 auf und eine Adaptervorrichtung 3, über welche die ersten und zweiten SPE-Steckverbinder 11 und 12 miteinander verbunden sind. Die Adaptervorrichtung 3 kann als eine Art Adapterbaustein ausgebildet sein.
Die Adaptervorrichtung 3 weist ebenfalls wenigstens zwei SPE-Steckverbinder 31 bzw. 32 auf, die als korrespondierende SPE-Gegensteckverbinder für die SPE- Steckverbinder 11 bzw. 12 der Kabel 1 , 2 ausgebildet sind und deren Kontakte direkt oder über eine optionale und ggf. signalverarbeitende, z.B. signalaufbereitende Elektronikschaltung miteinander verbunden sein können. Die korrespondierenden SPE-Steckverbinder 11 und 31 sowie 12 und 32 sind in Fig. 1a) und 1 d) zusammengesteckt.
Die beiden SPE-Steckverbinder 31 und 32 weisen Steckgesichter auf, welche unterschiedlichen Bauformen der Norm IEC 63171 entsprechen. Z.B. kann das Steckgesicht des ersten SPE-Steckverbinder 31 der Bauform IEC- 63171 -1 entsprechen und der zweite SPE-Steckverbinder der Bauform IEC 63171 -2. Es kann aber auch z.B. das Steckgesicht des ersten SPE-Steckverbinders 31 der Bauform der IEC- 63171 -1 entsprechen und der zweite SPE-Steckverbinder der Bauform der IEC 63171 -5. Andere Kombinationen sind denkbar.
Das Steckgesicht des ersten SPE-Steckverbinders 32 kann nach einer bevorzugten Bauform beispielsweise Stiftkontakte nach der IEC 63171 -2 aufweisen und der andere SPE-Steckverbinder 31 im Steckgesicht Buchsenkontakte nach der IEC 63171 - 1.
Die Kontakte der beiden SPE-Steckverbinder 31 und 32 der Adaptervorrichtung 3 sind direkt über elektrische Leitungen oder indirekt über eine elektrische Schaltung miteinander verbunden. So kann vorgesehen sein, dass die beiden SPE-Steckverbinder als Leiterplattensteckverbinder 31 , 32 ausgebildet sind. Dann können die Steckkontakte des Steckgesichtes der beiden Leiterplatten-SPE-Steckverbinder 31 , 32 mit der Leiterplatte 33 verbunden und dort über Leiterbahnen (hier nicht zu erkennen) der Leiterplatte 33 miteinander verbunden sein. Die Leiterplatte 33 kann in ein Gehäuse 34 eingesetzt sein oder als Teil des Gehäuses 34 ausgebildet sein. Die Steckgesichter 31 , 32 können dann beispielsweise Durchbrüche in einer oder mehreren Wänden des Gehäuses 34 durchsetzen.
Das Gehäuse 34 kann eine Art Modul bilden und somit einen Teil eines modularen Baukastensystems. So kann das Gehäuse als ein Modul eines schweren modulartigen Steckverbinders ausgebildet sein, dass in eine Art Modulrahmen einsetzbar ist.
Derart ermöglicht die als Adapterbaustein ausgebildete Adaptervorrichtung 3 auf einfache Weise die leitende Verbindung zwischen SPE-Steckverbindern 31 , 32 verschiedener Bauform.
Auf der Leiterplatte 33 kann ggf. die optionale Elektronikschaltung ausgebildet sein. Dies kann als eine signaloptimierende Einrichtung ausgebildet sein.
Die Adaptervorrichtung 3 kann auch einen Teil einer übergeordneten Einrichtung, so beispielsweise einen Teil eines elektrischen Gerätes bilden. Sie kann beispielsweise einen Teil einer Serviceschnittstelle bilden.
Das Gehäuse 34 kann dann nach einer Variante beispielweise in einen Rahmen 35 eingesetzt oder als Teil dieses Rahmens 35 oder einer Wand oder dgl. ausgebildet sein (Fig. 2).
Nach einer anderen Variante kann das Gehäuse 34 mit einer Schaubdurchführung 36 für eine Gehäusewand kombiniert ausgebildet sein, wobei auf der einen Seite der Schraubdurchführung 36 der erste SPE-Steckverbinder 31 der Adaptervorrichtung 3 und auf der anderen Seite der Schraubdurchführung 36 der andere SPE-Steckver- binder 32 der Adaptervorrichtung 3 kontaktierbar vorgesehen sein kann.
Nach Fig. 4 ist vorgesehen, dass an der Adaptervorrichtung, insbesondere an dem Gehäuse 34 eines oder mehrere Befestigungselemente 37, 38 wie Rasthaken oder dgl. ausgebildet sind, beispielsweise um ihn an einem Gerät wie einer Reihenklemme oder einem übergeordneten anderen Elektronikgehäuse zu befestigen. Das Gehäuse kann auch mit einer Tragschienenbefestigung versehen sein, so dass eine Art anreihbarer Tragschienenbaustein gebildet wird.
Die SPE-Verbinder können geschirmt oder ungeschirmt ausgebildet sein. Zudem können die SPE-Steckverbinder und Leitungen und auch die Adaptervorrichtung, insbesondere deren Gehäuse 34 in verschiedenen Schutzarten wie IP20 oder höher, insbesondere IP 67, bereitgestellt werden. Die Adaptervorrichtungen 3 können aber auch in ein entsprechendes übergeordnetes Gerät mit einer solchen Schutzart integriert sein.
Bezugszeichen
Single-Pair-Ethernet-Kabel 1 , 2
SPE-Steckverbinder 11 bzw. 12 Adaptervorrichtung 3
SPE-Steckverbinder 31 bzw. 32
Leiterplatte 33
Gehäuse 34
Rahmen 35 Schaubdurchführung 36
Befestigungselemente 37, 38

Claims

Ansprüche
1. Adaptervorrichtung, gekennzeichnet durch wenigstens zwei leitend direkt oder über eine Elektronikschaltung miteinander verbundene Single-Pair- Ethernet-Steckverbinder (31 , 32) - kurz SPE-Steckverbinder - mit Steckgesichtern, die nach verschiedenen Bauformen der Norm IEC-63171 ausgebildet sind.
2. Adaptervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steckgesichter der Single-Pair-Ethernet-Steckverbinder (31 ,32) der Adaptervorrichtung nach zumindest zwei verschiedenen Bauformen der Normen IEC- 63171 -1 , IEC-63171 -2, IEC-63171 -3, IEC-63171 -4, IEC-63171 -5, IEC-63171- 6 ausgebildet sind.
3. Adaptervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steckgesichter der beiden Single-Pair-Ethernet-Steckverbinder (31 ,32) der Adaptervorrichtung nach den Bauformen IEC-63171 -1 und IEC-63171 -2 der Norm IEC- 63171 ausgebildet sind.
4. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckgesicht des ersten SPE-Steckverbinders (32) der Adaptervorrichtung Stiftkontakte nach der Bauform der IEC 63171-2 aufweist und das Steckgesicht des andere SPE-Steckverbinders (31 ) Buchsenkontakte nach der Bauform der IEC 63171-1 aufweist.
5. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als ein Adapterbaustein ausgebildet ist und ein Gehäuse (34) aufweist.
6. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als ein modulartiger Adapterbaustein ausgebildet ist, der in einem Modulsystem verwendbar ist.
7. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Leiterplatte (33) aufweist.
8. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach der Schutzart IP20 oder höher ausgebildet ist.
9. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Single-Pair-Ethernet-Steckverbinder (31 , 32) der Adaptervorrichtung (3) jeweils als Single-Pair-Ethernet-Leiterplatten- Steckverbinder ausgebildet sind, die auf der Leiterplatte (33) angeordnet sind und vorzugsweise über diese miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
10. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (33) eine signaloptimierende Einrichtung wie eine signalverarbeitende Elektronikschaltung ausgebildet ist.
11 . Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (34) als Teil eines übergeordneten Gerätes ausgelegt ist.
12. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (34) zum Einbau in einen Rahmen (35) oder in eine Wand ausgelegt ist.
13. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (34) als Teil einer Schraubdurchführung (36) ausgelegt ist.
14. Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (34) eines oder mehrere Befestigungsmittel (37, 38) zur Anordnung an einem elektrischen Gerät mit einem Elektronikgehäuse oder dgl. aufweiset.
15. Elektrisches Gerät mit einer Adaptervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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