DE102008022610A1

DE102008022610A1 - Elektrische Steckverbindung

Info

Publication number: DE102008022610A1
Application number: DE102008022610A
Authority: DE
Inventors: Johann Schiessl
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-11-12
Also published as: EP2117087B1; EP2117087A2; DE202008017268U1; US7931504B2; US20090280692A1; EP2117087A3

Abstract

Es ist eine elektrische Steckverbindung offenbart, die einen Stecker (20) und eine Buchse (40) umfasst. Der Stecker (20) und die Buchse (40) weise eine gleichgroße Anzahl von mindestens zwei Steckerkontakten (201 bis 208) und mindestens zwei Buchsenkontakten (401 bis 408) auf. Mindestens zwei Steckerkontakte (201 bis 208) und mindestens zwei Buchsenkontakte (401 bis 408) sind jeweils leitend verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung umfassend einen Stecker und eine Buchse.
Der RJ45 Stecker hat sich vor allem bei Ethernet-Netzwerken als Standard etabliert. Die Verbindungstechnik bestehend aus Buchse und RJ45 Stecker ist nach der Norm IEC 60603-7, 11-1996 spezifiziert.
Die Abkürzung RJ steht für „Registered Jack”, wobei Jack mit Connector bezeichnet werden kann. Solche Steckverbindungen werden auch als „Western-Stecker” bezeichnet und umfassen eine Serie von Steckern, die in den USA entwickelt wurden und zunächst nur zum Anschluss von Telefonen verwendet wurden.
Neben den vierpoligen Varianten RJ11 und RJ14 stellt RJ45 die amerikanische technische Bezeichnung für den achtpoligen Western-Stecker dar. In Deutschland wird dieser überwiegend zum Anschluss von ISDN-Endgeräten an den S0-Bus sowie im LAN-Bereich bei Ethernet oder ATM sowie Hubs verwendet.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 37 703 A1 ist eine Steckverbindung offenbart, bei der Löt-, Schweiß-, oder anderweitig ausgebildete Verbindungen redundant ausgebildet sind. Die offenbarte Steckverbindung ist beispielsweise für den Anschluss von elektromagnetischen Aktuatoren vorgesehen, weist aber keinen definierten Standard auf.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 060 798 A1 ist eine Steckerverbindung für einen Ethernet-Anschluss, bestehend aus einer Buchse und einem Stecker bekannt, wobei die Steckverbindung derart RJ45-kompatibel ist, dass in die Buchse ein bekannter RJ45 Standardstecker eingesteckt werden kann. Weiterhin sind in der Patentanmeldung zwei zusätzliche Leistungskontakte offenbart über die eine Versorgungsspannung übertragen werden kann. Die Kontakte zur Spannungsübertragung sind seitlich neben den Kontakten für die Datenübertragung angeordnet.
Ein ähnliche Steckverbindung ist in der Patentschrift DE 100 53 843 C1 offenbart. Hier handelt es sich ebenfalls um eine nach dem RJ45 Standard ausgebildete Steckverbindung bei der die zusätzlichen Leistungskontakte zur Spannungsversorgungseinspeisung im oberen Bereich des Steckers und der Buchse angeordnet sind. Eine redundante Verschaltung zwischen den Kontakten ist nicht vorgesehen.
Weiterhin sind Techniken offenbart mit denen die Übertragung der elektrischen Datensignale durch bauliche Änderungen oder Erweiterungen an den Steckern und/oder den Buchsen der Steckverbindungen sichergestellt werden soll. In der Offenlegungsschrift DE 101 13 529 A1 ist eine Steckverbindung offenbart, bei welcher ein standardmäßiger RJ45 Stecker zum Einsatz kommt, der durch ein Schloss an der Buchse verriegelt wird. Durch diese bauliche Erweiterung der Buchse soll sichergestellt werden, dass der Stecker sich nicht aus der Buchse lösen kann.
Eine weitere mechanische Verriegelung zur Sicherung eines RJ45 Steckers ist in der Patentschrift DE 10 2004 038 123 B4 offenbart. Hier wird das Gehäuse des Steckers durch ein Rastelement gegen ungewünschtes herausrutschen aus der Buchse gesichert. Ferner ist der Stecker mit einem Verschlussstück versehen, dass den Stecker gegen unerwünschtes Öffnen sichert, so dass keine Manipulation an den elektrischen Anschlüssen vorgenommen werden kann.
In der deutschen Übersetzung der europäischen Patentschrift DE 601 24 727 T2 wird eine Technik offenbart, mit der die Gehäusehälften eines Steckers miteinander verbunden werden und mit der gleichzeitig die Zuleitung fixiert wird. Diese Aufgabe wird durch einen drehbaren Klemmring am Ende des Steckers gelöst. Durch Drehen des Klemmringes werden die Gehäusehälften so miteinander verbunden, dass sie sich nicht mehr öffnen lassen. Weiterhin wird durch das Drehen des Klemmrings der Querschnitt an der Stelle, an der die Zuleitung in den Stecker geführt wird, verengt. Durch diese Querschnittsverengung wird die Isolierung der Leitung zusammengedrückt und die Leitung dadurch fixiert.
In der europäischen Patentanmeldung EP 1 128 494 A1 ist ein Adapter und ein Stecker für die Verwendung in Kommunikations- und Steuerungsnetzwerken offenbart. Bei dem Adapter werden mehrere Buchsen bereitgestellt, um die Möglichkeit zu schaffen, mehrere Geräte, wie Telefon, Fax und Netzwerk auf engem Raum unter Ausnutzung der vorhandenen Kupferleitungen anzuschließen. Der Adapter ist so konzipiert, dass verschiedenartige Stecker, vorzugsweise Stecker nach dem RJ45 oder RJ11 Standard, verwendet werden können.
Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2006 039 799 B3 ist ein Stecker nach dem RJ45 Standard bekannt, der aus zwei Gehäusehälften besteht, die schwenkbar miteinander verbunden sind. Durch den Aufbau des Steckers aus mehreren Gehäusehälften, die mit einem Klappmechanismus verbunden sind, ist ein schnelles Öffnen und Schließen des Steckers möglich. Weiterhin ist der Stecker so konzipiert, dass er sich ohne Werkzeug öffnen und schließen lässt. Eine weitere Ausführungsform beschreibt einen Mechanismus, durch den die Adern der Zuleitungen ohne großen Aufwand mit dem Stecker verbunden werden können. Durch das Schließen der Gehäusehälften werden die Kontaktelemente durch die Isolierung der Adern gedrückt und die elektrisch leitende Verbindung zwischen Stecker und Leitung wird hergestellt.
Aufgabe der Erfindung ist, eine elektrische Steckverbindung zur sicheren, robusten und störungsfreien Datenübertragung bevorzugt für Industrieanwendungen zu schaffen.
Die obige Aufgabe wird durch elektrische Steckverbindung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung handelt es sich um eine Steckerverbindung, mit welcher vor allem die Sicherheit des Signal- und/oder des Datentransfers sichergestellt wird. Die elektrische Steckverbindung besteht aus einem Stecker und einer Buchse. Der Stecker und die Buchse weisen eine gleichgroße Anzahl von jeweils mindestens zwei Kontakten auf. Der Stecker und die Buchse sind jeweils mit einer Zuleitung versehen, die die gleiche Anzahl an Adern aufweist. Ein besonderes Merkmal ist bei dieser Ausführungsform, dass mindestens jeweils zwei Kontakte im Stecker und jeweils zwei Kontakte in der Buchse leitend verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform weisen der Stecker und die Buchse jeweils acht Kontakte für die Signal- und/oder Datenübertragung auf. Diese Art der Ausführung ist zur Übertragung von Signalen und/oder Daten in Ethernet-Netzwerken oder in Steuerungen anwendbar. Bei der Steckverbindung für den Einsatz in Ethernet-Netzwerken sind die verschiedensten Ausführungsformen mit acht oder weniger Kontakten bekannt und im Einsatz.
Die bevorzugte Ausführungsform für den Stecker ist die Verschaltung von jeweils zwei beliebigen Steckerkontakten zu einem Steckerkontaktpaar, wobei die zwei verschalteten Steckerkontakte parallel das gleiche Signal übertragen. Bei bisherigen Steckern sind der erste Kontakt, der zweite Kontakt, der dritte Kontakt und der sechste Kontakt mit jeweils einer Ader einer Zuleitung verbunden. Bei den Stecker der gegenwärtigen Erfindung werden der erste Steckerkontakt und der vierte Steckerkontakt, der zweite Steckerkontakt und der fünfte Steckerkontakt, der dritte Steckerkontakt und der siebte Steckerkontakt sowie der sechste Steckerkontakt und der achte Steckerkontakt paarweise leitend miteinander verbunden. Durch diese Verschaltung ist gewährleistet, dass der Signal- und/oder der Datenstrom auch dann immer übertragen wird, wenn ein Kontakt der paarweise verschalteten Kontakte keine elektrisch leitende Verbindung aufweist.
Als Gegenstück zum Stecker liegt auch eine Buchse vor, deren Kontakte in entsprechender Weise zu den Steckerkontakten verschaltet sind. Durch die Verschaltung der Buchsenkontakte ist sichergestellt, dass die Signale und/oder die Daten, welche von dem Stecker auf die Buchse übertragen werden, sicher weitergeleitet werden. Weiterhin wird durch die Verschaltung der Buchsenkontakte einem Signal- und/oder Datenverlust durch den Ausfall eines Buchsenkontaktes entgegengewirkt.
Die vorab beschriebenen Ausführungsformen werden vorzugsweise dadurch realisiert, dass mit dem Stecker und mit der Buchse je eine elektrische Zuleitung verbunden ist, die weniger Adern umfasst als Stecker- und/oder Buchsekontakte vorhanden sind. Dieser Umstand erfordert es, dass mindestens zwei Kontakte miteinander verschaltet werden. Die Kombinationsmöglichkeiten für die Verschaltung der Stecker- und/oder Buchsekontakte richtet sich nach der Anzahl der durch die Zuleitung zur Verfügung gestellten Adern.
Bei einer Ausführungsform für die 10/100 MBit Ethernet Technologie besitzt die Zuleitung für den Stecker und die Buchse jeweils vier Adern. Durch die Verwendung von vier Adern ist das Maximum an Adern erreicht, wenn aus Sicherheitsaspekten für die Signal- und/oder Datenübertragung jeder Kontakt mindestens mit einem zweiten Kontakt leitend verbunden werden soll.
Eine weitere Möglichkeit die Steckverbindung auszuführen ist, eine Zuleitung zu verwenden die gleichviel Adern wie Stecker- und/oder Buchsenkontakte aufweist. Durch diese Ausführungsform ist es möglich, je zwei Adern parallel auf die entsprechenden Stecker- und/oder Buchsenkontakte zu verschalten. Durch diese Verschaltung ist die Signal- und/oder Datenübermittlung nicht nur bei dem Ausfall eines Stecker- und/oder Buschenkontaktes sondern auch bei der Beschädigung einer Ader der Zuleitung sicher gestellt.
Um die Kompatibilität zu anderen elektrischen Steckverbindungen herzustellen und weitere Anwendungsgebiete abdecken zu können, besteht eine weitere Ausführungsform darin, den Stecker und die Buchse nach dem RJ Standard auszubilden. Nach dem RJ Standard sind mehrere Ausführungsformen möglich. Für den Fall, dass ein Stecker und eine Buchse mit vier Kontakten ausgestattet sein sollen, besteht die Möglichkeit den RJ9, RJ10 oder RJ22 Standard zu verwenden. Diese Standards finden hauptsächlich in der Kommunikationstechnik Anwendung.
Der bevorzugte Standard für die erfindungsgemäße elektrische Steckverbindung ist der RJ45 Standard.
Der erfindungsgemäße Gegenstand wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen genauer erläutert.
1 zeigt eine schematische Frontansicht des Steckers.
2 zeigt eine schematische Frontansicht der Buchse.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Verschaltung innerhalb des Steckers.
4 zeigt eine schematische Darstellung der Verschaltung innerhalb der Buchse.
Für gleiche Elemente und Bauteile werden in den Figuren die gleichen Bezeichnungen verwendet.
1 zeigt einen mit dem RJ45 Standard kompatiblen Stecker 20. Der Stecker 20 ist mit acht Steckerkontakten 201 bis 208 versehen, über die die Steuerungssignale und/oder die Datenströme übertragen werden. Den Steckerkontakten 201 bis 208 gegenüber ist auf dem Steckergehäuse 22 eine Steckerarretierung 24 angebracht, mit der der Stecker 20, in einem entsprechend ausgeformten Gegenstück (wie zum Beispiel einer Buchse 40), arretiert werden kann. Durch die Verriegelung der Steckerarretierung 24 wird ein Lösen des Steckers 20 und somit eine Unterbrechung der Steuerungssignale und/oder der Datenströme verhindert.
2 zeigt eine mit dem RJ45 Standard kompatible Buchse 40. Die Buchse 40 bildet das Gegenstück zu dem in 1 beschriebenen Stecker 20. Die Buchse 40 besteht im Wesentlichen aus zwei Grundbauteilen, dem Buchsengehäuse 42 und der Steckeraufnahme 46. Die Buchse 40 ist mit acht Buchsenkontakten 401 bis 408 versehen, die in der Steckeraufnahme 46 angeordnet sind. Über die Buchsenkontakte 401 bis 408 werden die Steuerungssignale und/oder die Datenströme übertragen. In dem Buchsengehäuse 42 ist eine Buchsenarretierung 44 angebracht, die die Steckerarretierung 24, welche in der 1 beschrieben ist, aufnimmt. Durch die Verriegelung der Buchsenarretierung 44 mit der Steckerarretierung 24 wird ein Lösen des Steckers 20 und somit eine Unterbrechung der Steuerungssignale und/oder der Datenströme verhindert.
3 zeigt dem Stecker 20 und die Zuleitung 12 mit mehreren Adern 14 bis 17. Weiterhin sind die Steckerkontakte 201 bis 208 und die Verschaltungen der Steckerkontakte 201 bis 208 untereinander abgebildet. Die erste Ader 14 der Zuleitung 12 ist mit dem ersten Steckerkontakt 201 verbunden, welcher mit dem vierten Steckerkontakt 204 leitend verbunden ist. Die zweite Ader 15 ist mit dem zweiten Steckerkontakt 202 verbunden, welcher mit dem fünften Steckerkontakt 205 leitend verbunden ist. Die dritte Ader 16 ist mit dem dritten Steckerkontakt 203 verbunden, welcher mit dem siebten Steckerkontakt 207 leitend verbunden ist. Die Ader vierte 17 ist mit dem sechsten Steckerkontakt 206 verbunden, welcher mit dem achten Steckerkontakt 208 leitend verbunden ist.
4 zeigt die Buchse 40 mit der Zuleitung 12, die ebenfalls mit mehreren Adern 14 bis 17 versehen ist. Weiterhin sind die Buchsenkontakte 401 bis 408 und die Verschaltungen der Buchsenkontakte 401 bis 408 untereinander abgebildet. Die erste Ader 14 ist mit dem ersten Buchsenkontakt 401 verbunden, welcher mit dem vierten Buchsenkontakt 404 verschaltet ist. Die zweite Ader 15 ist mit dem zweiten Buchsenkontakt 402 verbunden, welcher mit dem fünften Buchsenkontakt 405 verschaltet ist. Die dritte Ader 16 ist mit dem dritten Buchsenkontakt 403 verbunden, welcher mit dem siebten Buchsenkontakt 407 verbunden ist. Die vierte Ader 17 ist mit dem sechsten Buchsenkontakt 406 verbunden, welcher mit dem achten Buchsenkontakt 408 verschaltet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10137703 A1 [0005]
- DE 102005060798 A1 [0006]
- DE 10053843 C1 [0007]
- DE 10113529 A1 [0008]
- DE 102004038123 B4 [0009]
- DE 60124727 T2 [0010]
- EP 1128494 A1 [0011]
- DE 102006039799 B3 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- IEC 60603-7 [0002]
- 11-1996 [0002]

Claims

Elektrische Steckverbindung umfassend einen Stecker (20) und eine Buchse (40), wobei der Stecker (20) und die Buchse (40) eine gleichgroße Anzahl von mindestens zwei Steckerkontakten (201 bis 208) und mindestens zwei Buchsenkontakten (401 bis 408) aufweisen, wobei der Stecker (20) und die Buchse (40) jeweils mit Zuleitungen (12) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Steckerkontakte (201 bis 208) und mindestens zwei Buchsenkontakte (401 bis 408) jeweils leitend verbunden sind.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (20) acht Steckerkontakte (201 bis 208) und die Buchse (40) acht Buchsenkontakte (401 bis 408) aufweist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steckerkontakt (201) und der vierte Steckerkontakt (204), der zweite Steckerkontakt (202) und der fünfte Steckerkontakt (205), der dritte Steckerkontakt (203) und der siebte Steckerkontakt (207) und der sechste Steckerkontakt (206) und der achte Steckerkontakt (208) leitend verbunden sind.
Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Buchsenkontakt (401) und der vierte Buchsenkontakt (404), der zweite Buchsenkontakt (402) und der fünfte Buchsenkontakt (405), der dritte Buchsenkontakt (403) und der siebte Buchsenkontakt (407) und der sechste Buchsenkontakt (406) und der achte Buchsenkontakt (408) leitend verbunden sind.
Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Stecker (20) und mit der Buchse (40) jeweils eine elektrische Zuleitungen (12) verbunden ist, die weniger Adern (14 bis 17) umfasst als Steckerkontakte (201 bis 208) und Buchsenkontakte (401 bis 408) vorhanden sind.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (12) zu dem Stecker (20) und zu der Buchse (40) jeweils vier Adern umfasst.
Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (20) und die Buchse (40) mit dem RJ45 Standard kompatibel sind.