DE102016107412A1

DE102016107412A1 - Steckverbinderteil mit in einen Halterahmen eingesetzten modularen Kontakteinsätzen

Info

Publication number: DE102016107412A1
Application number: DE102016107412.8A
Authority: DE
Inventors: Jens Andresen
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-10-26
Also published as: US20200303866A1; CN109075490B; WO2017182257A1; EP3446371B1; US11025001B2; EP3446371A1; CN109075490A

Abstract

Ein Steckverbinderteil (20) zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil (11) umfasst einen Halterahmen (3) und eine Mehrzahl von in den Halterahmen (3) eingesetzten modularen Kontakteinsätzen (4, 4A, 4B), die jeweils einen in eine Steckrichtung (S) mit dem Gegensteckverbinderteil (11) verbindbaren Steckabschnitt (43) mit einem daran angeordneten Kontaktelement (40) zum Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinderteil (11) aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest einer der Kontakteinsätze (4B) ein in den Halterahmen (3) eingesetztes Modulgehäuse (44) und einen an dem Modulgehäuse (44) angeordneten, entlang der Steckrichtung (S) relativ zu dem Modulgehäuse (44) bewegbaren, den Steckabschnitt (43) des Kontakteinsatzes (4B) ausbildenden Kontaktträger (45) aufweist. Auf diese Weise wird ein Steckverbinderteil bereitgestellt, das wirtschaftlich hergestellt werden kann, dabei flexibel einsetzbar ist und eine voreilende Kontaktierung zumindest eines Kontakteinsatzes in Relation zu einem zweiten ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Steckverbinderteil umfasst einen Halterahmen und eine Mehrzahl von in den Halterahmen eingesetzten modularen Kontakteinsätzen, die jeweils einen in eine Steckrichtung mit dem Gegensteckverbinderteil verbindbaren Steckabschnitt mit einem daran angeordneten Kontaktelement zum Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinderteil aufweisen.
Derartige Halterahmen dienen zum modularen Aufnehmen von Kontakteinsätzen beispielsweise an Steckverbindern. An einem solchen Halterahmen können ein oder mehrere Kontakteinsätze angeordnet werden, um zusammen mit dem Halterahmen in ein Gehäuse eines Steckverbinderteils eingesetzt und mit dem Gehäuse verbunden zu werden. Auf diese Weise können Kontakteinsätze in modularer Weise miteinander kombiniert und über den Halterahmen in oder an einem Steckverbinderteil angeordnet werden.
Solche Kontakteinsätze können beispielsweise ein oder mehrere elektrische Kontakte aufweisen. Die Kontakteinsätzen werden in diesem Fall einerseits mit elektrischen Leitungen, die einem Steckverbinder zugeführt werden, verbunden und bilden andererseits Steckkontakte aus, über die der Steckverbinder steckend zum elektrischen Kontaktieren mit einem Gegensteckverbinderteil in Eingriff gebracht werden kann.
Solche modularen Kontakteinsätzen bieten den Vorteil flexibler Kombinierbarkeit und somit variabler Einsetzbarkeit von Steckverbindern.
Steckverbinderteile mit einem modulare Kontakteinsätze aufnehmenden Halterahmen sind beispielsweise aus der DE 10 2012 110 907 A1 oder der DE 20 2012 103 360 U1 bekannt.
Ein einen solchen Halterahmen zum Aufnehmen von modularen Kontakteinsätzen verwendendes Steckverbinderteil kann beispielsweise an einem Schaltschrank zum Einsatz kommen. Ein solcher Schaltschrank kann beispielsweise einen Einschub aufweisen, in den ein elektrisches Gerät eingeschoben werden kann, um beim Einschieben selbsttätig mit dem Schaltschrank zu kontaktieren. Hierzu kann an dem elektrischen Gerät beispielsweise ein Steckverbinderteil angeordnet sein, das beim Einschieben in den Einschub des Schaltschranks mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil steckend in Eingriff gelangt und auf diese Weise eine elektrische Kontaktierung herstellt.
Bei solchen Einschubsystemen werden Steckverbinder benötigt, die relativ große Fertigungstoleranzen ausgleichen können und sich selbsttätig beim Zusammenstecken finden.
Zudem kann vorteilhaft sein, dass unterschiedliche Kontakteinsätze in unterschiedlichen Stellungen kontaktieren, um die Kontaktierung von Kontaktelementen des Steckverbinderteils mit zugeordneten Gegenkontaktelementen des Gegensteckverbinderteils zeitlich zu verteilen, einige Kontaktelemente also vor anderen Kontaktelementen kontaktieren. Hierzu ist herkömmlich vorgesehen worden, dass unterschiedliche Kontaktelemente eine unterschiedliche Länge aufweisen, wie dies beispielsweise bei einem aus der DE 198 38 492 A1 bekannten Steckverbinder der Fall ist. Beim steckenden Verbinden eines Steckverbinderteils mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil gelangen dann längere Kontaktelemente vor kürzeren Kontaktelementen mit zugeordneten Gegenkontaktelementen in Eingriff, sodass die Kontaktierung in gestaffelter Weise erfolgt.
Aus der DE 20 2010 005 095 A1 ist ein Steckverbinderteil bekannt, bei dem an einem Halterahmen Kontakteinsätze aufgenommen sind. An dem Halterahmen sind Führungsstifte angeordnet, die länger ausgebildet sind als die an dem Halterahmen aufgenommenen Kontakteinsätze, sodass die Führungsstifte bei Einstecken des Steckverbinderteils in ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil mit Führungsaufnahmen in Eingriff gelangen, bevor die Kontakteinsätze mit zugeordneten Gegenkontakteinsätzen auf Seiten des Gegensteckverbinderteils in Eingriff gelangen. Durch diesen voreilenden Eingriff werden das Steckverbinderteil und das Gegensteckverbinderteil aneinander geführt, bevor ein elektrisch kontaktierender Eingriff hergestellt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckverbinderteil zur Verfügung zu stellen, das wirtschaftlich hergestellt werden kann, dabei flexibel einsetzbar ist und eine voreilende Kontaktierung zumindest eines Kontakteinsatzes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach weist zumindest einer der Kontakteinsätze ein in den Halterahmen eingesetztes Modulgehäuse und einen an dem Modulgehäuse angeordneten, entlang der Steckrichtung relativ zu dem Modulgehäuse bewegbaren, den Steckabschnitt des Kontakteinsatzes ausbildenden Kontaktträger auf.
Die vorliegende Erfindung geht davon aus, ein Steckverbinderteil durch Verwenden modularer Kontakteinsätze auszubilden. Die modularen Kontakteinsätze können in einen Halterahmen eingesetzt werden und werden in montierter Stellung in dem Halterahmen gehalten. Dadurch, dass der Halterahmen mit unterschiedlichen Kontakteinsätzen bestückt werden kann, können auf diese Weise unterschiedliche, individuell angepasste Steckverbinderteile bereitgestellt werden, bei denen eine gewünschte Kombination von Kontakteinsätzen in der Halterahmen eingesetzt ist, sodass ein Steckgesicht mit elektrischen Kontakten, optischen Kontakten und/oder pneumatischen Kontakten geschaffen wird.
Bei einem solchen flexibel anpassbaren Steckverbinderteil ist zumindest einer der Kontakteinsätze in seiner Stellung veränderbar. Hierdurch wird eine vorauseilende Kontaktierung eines oder mehrerer Kontakteinsätze ermöglicht, sodass beim steckenden Verbinden des Steckverbinderteils mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil zunächst ein oder mehrere vorauseilende Kontakteinsätze des Steckverbinderteils kontaktierend mit dem Gegensteckverbinderteil in Eingriff gelangen, bevor auch die übrigen, nacheilenden Kontakteinsätze kontaktiert werden. Auf diese Weise wird der Kontaktierungsvorgang über den Einsteckvorgang gestaffelt, was das Finden des Steckverbinderteils mit dem Gegensteckverbinderteil erleichtert und den Kontaktierungsvorgang vereinfacht.
Zur Bereitstellung eines vorauseilenden Kontakteinsatzes weist zumindest einer der Kontakteinsätze ein in den Halterahmen eingesetztes Modulgehäuse und einen an dem Modulgehäuse angeordneten, relativ zu dem Modulgehäuse bewegbaren Kontaktträger auf. Der Kontakteinsatz ist somit funktional zweigeteilt: Über das Modulgehäuse wird die Verbindung zu dem Halterahmen hergestellt, während der Kontaktträger, der den Steckabschnitt ausbildet, zu dem Modulgehäuse bewegbar ist und somit eine Lageanpassung des Kontakteinsatzes ermöglicht. Das Modulgehäuse ist fest an dem Halterahmen aufgenommen. Der Kontaktträger kann demgegenüber an dem Modulgehäuse bewegt werden, um auf diese Weise die Lage des Steckabschnitts an dem Kontaktträger relativ zu dem Halterahmen anzupassen.
In einer Ausgestaltung ist der Kontaktträger zu dem Modulgehäuse entlang der Steckrichtung federvorgespannt. In einer Ausgangslage befindet sich der Kontaktträger somit in einer ersten Stellung an dem Modulgehäuse, aus der heraus der Kontaktträger entgegen der Federvorspannung verstellt werden kann, um beispielsweise beim steckenden Ineingriffbringen des Steckverbinderteils mit dem Gegensteckverbinderteil die Lage des Steckabschnitts anzupassen.
Der Kontaktträger mit dem daran ausgebildeten Steckabschnitt ist vorzugsweise verschiebbar in einer Gehäuseöffnung des Modulgehäuses geführt. Der Kontaktträger ist in das Modulgehäuse eingesetzt und entlang der Steckrichtung an dem Modulgehäuse geführt. Die Lage des Kontaktträgers kann somit entlang der Steckrichtung relativ zu dem Modulgehäuse angepasst werden.
Der Kontaktträger weist hierbei beispielsweise einen in der Gehäuseöffnung einliegenden Trägerkörper auf, der durch Eingriff eines an dem Trägerkörper oder dem Modulgehäuse angeordneten Führungselements in eine an dem Modulgehäuse oder dem Trägerkörper angeordnete Führungsöffnung entlang einer vorbestimmten Wegstrecke an dem Modulgehäuse geführt ist. Beispielsweise kann, in einer konkreten Ausgestaltung, ein Führungselement in Form eines Vorsprungs an dem Trägerkörper angeordnet sein und in eine Führungsöffnung an dem Modulgehäuse eingreifen. Die Führungsöffnung weist beispielsweise die Gestalt eines entlang der Steckrichtung erstreckten Langlochs auf, sodass das Führungselement entlang der Steckrichtung in der Führungsöffnung bewegbar ist und über den Eingriff des Führungselements in die Führungsöffnung die Bewegungsbahn des Kontaktträgers relativ zu dem Modulgehäuse vorgegeben ist.
Dadurch, dass der Kontaktträger zu dem Modulgehäuse entlang der Steckrichtung bewegbar ist, ist eine Lageanpassung des an dem Kontaktträger ausgebildeten Steckabschnitts möglich. Dies kann insbesondere beim Einstecken des Steckverbinderteils in ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil hilfreich sein, beispielsweise um einzelne Steckabschnitte voreilend in Eingriff mit zugeordneten Steckabschnitten am Gegensteckverbinderteil gelangen zu lassen.
Beispielsweise kann der Steckabschnitt des Kontaktträgers des zumindest einen der Kontakteinsätze in einer ersten Stellung des Kontaktträgers gegenüber einem Steckabschnitt zumindest eines anderen der Kontakteinsätze in die Steckrichtung vorstehen. Der an dem bewegbaren Kontaktträger ausgebildete Steckabschnitt steht somit in einer Ausgangslage gegenüber anderen Steckabschnitten an anderen Kontakteinsätzen in die Steckrichtung vor. Wird das Steckverbinderteil in die Steckrichtung an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil angesetzt, so gelangt folglich der vorstehende Steckabschnitt an dem bewegbaren Kontaktträger des zumindest einen der Kontakteinsätze in Eingriff mit dem Gegensteckverbinderteil, bevor andere Steckabschnitte anderer Kontakteinsätze in Eingriff mit dem Gegensteckverbinderteil gelangen.
Während der Kontaktträger mit dem daran angeordneten Steckabschnitt des zumindest einen der Kontakteinsätze bewegbar zu dem Modulgehäuse ist und somit in seiner Lage angepasst werden kann, sind die Steckabschnitte anderer Kontakteinsätze beispielsweise ortsfest zu dem Halterahmen angeordnet. Die Steckabschnitte dieser anderen Kontakteinsätze können somit nicht in ihrer Lage relativ zu dem Halterahmen angepasst werden, sondern werden fest an dem Halterahmen gehalten.
Zwischen dem Kontaktträger und dem Modulgehäuse des zumindest einen der Kontakteinsätze wirkt vorzugsweise ein Federelement, das den Kontaktträger relativ zu dem Modulgehäuse vorspannt. Wird der Kontaktträger aus seiner ersten Stellung heraus zu dem Modulgehäuse bewegt, so erfolgt dies entgegen der Federkraft des Federelements, sodass eine rückstellende Kraft in Richtung der ersten Stellung wirkt. Das Federelement ist beispielsweise an dem Kontaktträger abgestützt und wird bei Bewegen des Kontaktträgers entgegen der Steckrichtung relativ zu dem Modulgehäuse auf Druck belastet. Wird der Kontaktträger aus seiner ersten Stellung herausbewegt, wird somit das Federelement komprimiert und bewirkt dadurch eine Federkraft auf den Kontaktträger in Richtung der ersten Stellung.
Wird das Steckverbinderteil an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil angesetzt, so ist – vor Ansetzen des Steckverbinderteils an das Gegensteckverbinderteil – der Kontaktträger des zumindest einen der Kontakteinsätze vorzugsweise in der ersten Stellung. In dieser ersten Stellung steht der Steckabschnitt des Kontaktträgers des zumindest einen der Kontakteinsätze beispielsweise gegenüber anderen Steckabschnitten anderer Kontakteinsätze in die Steckrichtung vor.
Wird das Steckverbinderteil an das Gegensteckverbinderteil angesetzt, so gelangt zunächst der vorstehende Steckabschnitt des Kontaktträgers des zumindest einen der Kontakteinsätze mit dem Gegensteckverbinderteil in Eingriff, bevor die Steckabschnitte anderer Kontakteinsätze mit dem Gegensteckverbinderteil in Eingriff gelangen. Dies kann das Ansetzen des Steckverbinderteils an das Gegensteckverbinderteil erleichtern, weil sich zunächst der Steckabschnitt des bewegbaren Kontaktträgers mit dem Gegensteckverbinderteil findet, bevor auch die anderen Steckabschnitte mit dem Gegensteckverbinderteil in Eingriff gelangen. Das Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinderteil erfolgt somit in versetzter, gestaffelter Weise, was auch die erforderliche Kraft für das Einstecken des Steckverbinderteils in das Gegensteckverbinderteil reduzieren kann.
Die zwischen dem Kontaktträger und dem Modulgehäuse des zumindest einen der Kontakteinsätze wirkende Federkraft ist so dimensioniert, dass beim Ansetzen des Steckverbinderteils an das Gegensteckverbinderteil der Steckabschnitt des bewegbaren Kontaktträgers in Eingriff mit dem Gegensteckverbinderteil gedrückt werden kann. Die Federkraft des vorspannenden Federelements ist somit so groß, dass die zum Einstecken des Steckabschnitts in das Gegensteckverbinderteil erforderliche Kraft überwunden werden kann. Bei Ansetzen des Steckverbinderteils an das Gegensteckverbinderteil gleitet der Steckabschnitt somit zunächst in das Gegensteckverbinderteil hinein, ohne dabei nennenswert entlang der Steckrichtung relativ zu dem Modulgehäuse verstellt zu werden.
Ist der Steckabschnitt des bewegbaren, voreilenden Kontaktträgers vollständig in das Gegensteckverbinderteil eingesteckt, so wird der Kontaktträger bei weiterem Ansetzen des Steckverbinderteils an das Gegensteckverbinderteil relativ zu dem Modulgehäuse verstellt, und das zwischen dem Kontaktträger und dem Modulgehäuse wirkende Federelement wird gespannt, bis bei vollständig in das Gegensteckverbinderteil eingestecktem Steckverbinderteil sämtliche Kontakteinsätze des Steckverbinderteils in Eingriff mit dem Gegensteckverbinderteil stehen.
Der Steckabschnitt des bewegbaren Kontaktträgers ist bei vollständig eingestecktem Steckverbinderteil entgegen der Steckrichtung aus der ersten Stellung herausbewegt und befindet sich in einer zweiten Stellung, in der der Steckabschnitt zum Beispiel in etwa auf gleicher Höhe mit den Steckabschnitten der anderen Kontakteinsätze liegt.
Wird das Steckverbinderteil von dem Gegensteckverbinderteil entnommen, so werden zunächst die Steckabschnitte der anderen, nicht lageveränderlichen Kontakteinsätze aus dem Gegensteckverbinderteil gezogen, bevor – nunmehr nacheilend – auch der Steckabschnitt des bewegbaren Kontaktträgers außer Eingriff mit dem Gegensteckverbinderteil gebracht wird. Der Steckabschnitt des zu dem Modulgehäuse bewegbaren Kontaktträgers wird somit nacheilend aus dem Gegensteckverbinderteil gezogen, sodass die Kontaktierung des Steckverbinderteils mit dem Gegensteckverbinderteil in gestaffelter Weise aufgehoben wird.
Grundsätzlich können ein oder mehrere Kontakteinsätze mit je einem Modulgehäuse und einem zu dem Modulgehäuse bewegbaren Kontaktträger ausgebildet sein. Denkbar ist auch, alle Kontakteinsätze mit einem solchen Modulgehäuse und einem zu dem Modulgehäuse bewegbaren Kontaktträger auszubilden. Vorteilhaft kann aber sein, einige Kontakteinsätze mit einem in der Lage anpassbaren Kontaktträger, andere Kontakteinsätze hingegen mit feststehenden Steckabschnitten auszubilden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Schaltschrank mit einem Einschub, in den ein elektrisches Gerät in eine Steckrichtung eingeschoben werden kann;
2 einen schematische Seitenansicht der Anordnung gemäß 1;
3 eine Ansicht eines Steckverbinderteils mit einem Halterahmen und darin eingesetzten Kontakteinsätzen;
4 eine Ansicht eines Halterahmens mit daran angesetzten Kontakteinsätzen;
5 die Anordnung gemäß 4, betrachtet von oben;
6A eine schematische Ansicht vor Ansetzen eines Steckverbinderteils an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil;
6B eine schematische Ansicht bei Ansetzen des Steckverbinderteils an das zugeordnete Gegensteckverbinderteil;
6C eine schematische Ansicht des vollständig in das zugeordnete Gegensteckverbinderteil eingesteckten Steckverbinderteils; und
7 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kontakteinsatzes, mit einem Modulgehäuse und einem zu dem Modulgehäuse bewegbaren Kontaktträger.
1 zeigt in einer schematischen Ansicht einen Schaltschrank 1, der einen Einschub 10 aufweist. Der Schaltschrank 1 kann beispielsweise Bestandteil einer Niederspannungsschaltanlage sein und kann eine Mehrzahl von Einschüben 10 aufweisen, in die unterschiedliche elektrische Geräte 2 eingeschoben werden können.
Das elektrische Gerät 2 kann in eine Steckrichtung S in einen zugeordneten Einschub 10 eingeschoben werden. Der Einschub 10 kann hierbei eine mechanische Führung für das elektrische Gerät 2 bereitstellen, sodass das elektrische Gerät 2 nach Einsetzen in den Einschub 10 in geführter Weise in die Steckrichtung S in den Einschub 10 und damit in den Schaltschrank 1 eingeschoben werden kann.
Wie schematisch in 2 dargestellt, kann an dem elektrischen Gerät 2 ein Steckverbinderteil 20 angeordnet sein, das bei Einschieben des elektrischen Geräts 2 in den zugeordneten Einschub 10 des Schaltschranks 1 selbsttätig mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil 11 innerhalb des Einschubs 10 in Eingriff gelangt und somit eine elektrische Kontaktierung zwischen dem elektrischen Gerät 2 und elektrischen oder elektronischen Baugruppen innerhalb des Schaltschranks 1 herstellt. Die Kontaktierung erfolgt selbsttätig beim Einschieben des elektrischen Geräts 2 in den Schaltschrank 1, ohne dass besondere Maßnahmen zum steckenden Verbinden des Steckverbinderteils 20 mit dem Gegensteckverbinderteil 11 durch einen Monteur vorgenommen werden müssen.
Weil Schaltschränke 1 und auch elektrische Geräte 2 mit nennenswerten Toleranzen hergestellt werden, ist erforderlich, ein Steckverbinderteil 20 auf Seiten eines elektrischen Geräts 2 genauso wie ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil 11 auf Seiten eines Schaltschranks 1 derart auszugestalten, dass sich das Steckverbinderteil 20 in einfacher, passgenauer Weise mit dem Gegensteckverbinderteil 11 finden kann, wenn das elektrische Gerät 2 in den Schaltschrank 1 eingeschoben wird. Dieses Finden muss unter Ausgleich der Fertigungstoleranzen erfolgen.
3 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinderteils 20, das ein Gehäuse 200 und einen in das Gehäuse 200 eingesetzten Halterahmen 3 aufweist. In das Gehäuse 200 kann beispielsweise eine elektrische Leitung hineinführen, in der mehrere elektrische Leitungsadern, die in dem Gehäuse 200 münden, eingefasst sein können, um auf diese Weise an dem Halterahmen 3 angeordnete modulare Kontakteinsätze 4 elektrisch zu kontaktieren.
Der Halterahmen 3 dient zum Aufnehmen von modularen Kontakteinsätzen 4, wie sie in einem konkreten Ausführungsbeispiel in 4 und 5 dargestellt sind. Die Kontakteinsätze 4 sind an den Halterahmen 3 angesetzt und weisen – an nach außen vorstehenden Steckabschnitten 43 – Kontaktelemente 40 auf, die zum steckenden Verbinden und elektrischen Kontaktieren mit zugeordneten Gegenkontaktelementen des Gegensteckverbinderteils 11 dienen.
Wie aus 4 und 5 ersichtlich, sind die Kontakteinsätze 4 modular ausgebildet und können unterschiedlich beschaffen sein. Die Kontakteinsätze 4 weisen jeweils einen Gehäusekörper 42 auf, der an einer in das Gehäuse 200 des Steckverbinderteils 20 hinein weisenden Seite Stecköffnungen 41 aufweist, in die Leitungsadern einer Leitung zum elektrischen Kontaktieren eingesteckt werden können. An der gegenüberliegenden, nach außen hin weisenden Seite stehen Steckabschnitte 43 mit Kontaktelementen 40 von dem Gehäusekörper 42 vor, die zum steckenden Ineingriffbringen mit dem Gegensteckverbinderteil 11 dienen.
Die Kontakteinsätze 4 können sich in der Form der Kontaktelemente 40, in der Anzahl der Kontaktelemente 40 oder auch in ihrer grundsätzlichen Funktion unterscheiden. Beispielsweise können über die Kontakteinsätze 4 nicht nur elektrische Kontakte, sondern beispielsweise auch mechanische oder pneumatische Kontakte bereitgestellt werden.
Die Kontakteinsätze 4 können in modularer Weise in unterschiedlicher Kombination an einen Halterahmen 3 angesetzt werden. Der Halterahmen 3 weist entlang einer Breitenrichtung B parallel zueinander erstreckte Rahmenwandungen 31, 32 auf, die entlang einer Tiefenrichtung Q zueinander beabstandet sind und zwischen sich die Kontakteinsätze 4 aufnehmen. Stirnseitig sind die Rahmenwandungen 31, 32 über Wandungsteile 33, 34 miteinander verbunden, sodass ein rechteckiger Rahmen mit einer Öffnung 30 gebildet ist, in die die Kontakteinsätze 4 in eine Einsetzrichtung E eingesetzt werden können.
Entlang der Breitenrichtung B weisen die Kontakteinsätze 4 ein gleiches Teilungsmaß, insbesondere eine gleiche Breite auf.
An den Rahmenwandungen 31, 32 sind – paarweise gegenüberliegend – jeweils Ausnehmungen 310, 320 gebildet, in die die Kontakteinsätze 4 mit Vorsprungselementen 420, 421 eingeschoben werden können, sodass bei in dem Halterahmen 3 angeordneten Kontakteinsätzen 4 die Kontakteinsätze 4 mit ihren Vorsprungselementen 420, 421 jeweils in einem Paar von gegenüberliegenden Ausnehmungen 310, 320 zu liegen kommen.
Die Ausnehmungen 310, 320 der gegenüberliegenden Rahmenwandungen 31, 32 weisen – gemessen entlang der Breitenrichtung B – unterschiedliche Breiten x, y auf (siehe 5). Auf diese Weise wird eine Kodierung geschaffen, die ein Einsetzen eines Kontakteinsatzes 4 nur in einer vorbestimmten Lage und Orientierung in einen zwischen den Rahmenwandungen 31, 32 geschaffenen Steckplatz ermöglicht. So kann ein erstes, gemessen entlang der Breitenrichtung B schmales Vorsprungselement 420 in die Ausnehmungen 310 an der ersten Rahmenwandung 31 eingeschoben werden, während ein zweites, an der gegenüberliegenden, anderen Seite des Gehäusekörper 42 angeordnetes Vorsprungselement 421 aufgrund seiner Breite y nur in die Ausnehmung 320 an der zweiten Rahmenwandung 32 eingesetzt werden kann.
An den stirnseitigen Wandungsteilen 33, 34 sind Befestigungsstellen 330, 331, 340, 341 vorgesehen, die zur Befestigung des Halterahmens 3 an dem Gehäuse 200 des Steckverbinderteils 20 dienen und beispielsweise mittels geeigneter Schraubverbindungen ein Festlegen des Halterahmens 3 mit daran angeordneten Kontakteinsätzen 4 an dem Gehäuse 200 ermöglichen.
An den stirnseitigen Wandungsteilen 33, 34 sind zudem Anschlusseinrichtungen 332, 342 vorgesehen, über die beispielsweise ein Nullleiter mit dem Halterahmen 3 verbunden werden kann.
Das Ausführungsbeispiel des Steckverbinderteils 20 gemäß 3 bis 5 dient der Illustration, ist aber nicht beschränkend für die vorliegende Erfindung zu verstehen.
Bei einem die vorliegende Erfindung verwirklichenden Steckverbinderteil 20 ist zumindest einer der Kontakteinsätze 4 derart ausgestaltet, dass der Steckabschnitt 43 dieses Kontakteinsatzes 4 in seiner Lage entlang der Steckrichtung S angepasst werden kann. Auf diese Weise wird möglich, Steckabschnitte 43 bereitzustellen, die vorauseilend gegenüber anderen Steckabschnitten 43 anderer Kontakteinsätze 4 sind, sodass bei Einstecken des Steckverbinderteils 20 in ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil 11 Steckabschnitte 43 einiger Kontakteinsätze 4 vor Steckabschnitten 43 anderer Kontakteinsätze 4 mit dem Gegensteckverbinderteil 11 in Eingriff gelangen.
Schematisch ist dies in 6A bis 6C dargestellt.
So kann ein Steckverbinderteil 20 einerseits Kontakteinsätze 4A aufweisen, die feststehend an dem Halterahmen 3 angeordnet sind und mit ihren Steckabschnitten 43 in ihrer Lage entlang der Steckrichtung S nicht veränderbar sind. Andererseits ist zumindest ein Kontakteinsatz 4B derart ausgestaltet, dass der Steckabschnitt 43 dieses Kontakteinsatzes 4B in seiner Lage entlang der Steckrichtung S verändert werden kann. Dies ermöglicht, den Steckabschnitt 43 des Kontakteinsatzes 4B voreilend vor den Steckabschnitten 43 der anderen Kontakteinsätze 4A mit an einem Halterahmen 3‘ des Gegensteckverbinderteils 11 angeordneten Kontakteinsätzen 4’ in Eingriff zu bringen.
In einer Ausgangslage, dargestellt in 6A, steht der Steckabschnitt des Kontakteinsatzes 4B gegenüber den Steckabschnitten 43 der anderen Kontakteinsätze 4A in die Steckrichtung S vor.
Wird, wie in 6B dargestellt, das Steckverbinderteil 20 an das zugeordnete Gegensteckverbinderteil 11 in die Steckrichtung S angesetzt, so gelangt zunächst der Steckabschnitt 43 des Kontakteinsatzes 4B mit einem zugeordneten Kontakteinsatz 4’ des Gegensteckverbinderteils 11 in Eingriff und kontaktiert mit diesem Kontakteinsatz 4‘.
Wird das Steckverbinderteil 20 weiter in die Steckrichtung S in das Gegensteckverbinderteil 11 eingesteckt, so gelangen schließlich auch die Steckabschnitte 43 der anderen Kontakteinsätze 4A in Eingriff mit dem Gegensteckverbinderteil 11, wobei der Steckabschnitt 43 des Kotakteinsatzes 4B entgegen der Steckrichtung S zu dem Halterahmen 3 bewegt und somit in seiner Lage gegenüber den Steckabschnitten 43 der anderen Kontakteinsätze 4A angeglichen wird. Dies ist schematisch in 6C dargestellt.
Beim Herausziehen des Steckverbinderteils 20 aus dem Gegensteckverbinderteil 11 läuft dies genau umgekehrt ab. Zunächst wird das Steckverbinderteil 20 entgegen der Steckrichtung S mit den Steckabschnitten 43 der Kontakteinsätze 4A aus den Kontakteinsätzen 4’ des Gegensteckverbinderteils 11 herausgezogen, wobei der Steckabschnitt 43 des Kontakteinsatzes 4B zunächst, wie in 6B dargestellt, in dem zugeordneten Kontakteinsatz 4’ des Gegensteckverbinderteils 11 verbleibt. Bei weiterem Herausziehen des Steckverbinderteils 20 wird schließlich auch der Steckabschnitt 43 des Kontakteinsatzes 4B außer Eingriff aus dem Gegensteckverbinderteil 11 gebracht, bis schließlich das Steckverbinderteil 20 vollständig von dem Gegensteckverbinderteil 11 getrennt ist, wie dies in 6A dargestellt ist.
Ein Ausführungsbeispiel eines Kontakteinsatzes 4B, das einen in seiner Lage entlang der Steckrichtung S anpassbaren Steckabschnitt 43 aufweist, ist in 7 dargestellt.
Der Kontakteinsatz 4B weist ein Modulgehäuse 44 auf, das fest in den Halterahmen 3 eingesetzt werden kann und in eingesetzter Stellung orts- und lagefest an dem Halterahmen 3 gehalten wird. Von dem Modulgehäuse 44 stehen beidseitig Vorsprungselemente 420 nach außen hin vor, mit denen das Modulgehäuse 44 in die Ausnehmungen 310, 320 an den Rahmenwandungen 31, 32 des Halterahmens 3 eingesetzt werden kann.
In einer Gehäuseöffnung 443 des Modulgehäuses 44 ist ein Kontaktträger 45 entlang der Steckrichtung S verschiebbar geführt. Der Kontaktträger 45 weist einen Trägerkörper 450 auf, der in der Gehäuseöffnung 443 einliegt und von dem beidseitig quer zur Steckrichtung S jeweils ein Führungselement 453 in Form eines Vorsprungs vorsteht, der in beidseitige Führungsöffnungen 442 an dem Modulgehäuse 44 eingreift. Über die Führungselemente 453 und deren Eingriff in die beidseitigen, nach Art von Langlöchern ausgebildeten Führungsöffnungen 442 ist der Verschiebeweg des Kontaktträgers 45 innerhalb der Gehäuseöffnung 443 des Modulgehäuses 44 begrenzt, sodass der Kontaktträger 45 zwischen einer ersten, vorstehenden Stellung und einer zweiten, eingeschobenen Stellung relativ zum Modulgehäuse 44 bewegt werden kann.
Der Kontaktträger 45 bildet den Steckabschnitt 43 aus, an dem, analog wie aus 3 ersichtlich, Kontaktelemente 40 angeordnet sind. An einer dem Steckabschnitt 43 abgewandten Seite sind Stecköffnungen 41 angeordnet, in die elektrische Leitungen zur elektrischen Kontaktierung mit einem an dem Steckabschnitt 43 angeordneten Kontaktelement eingesteckt werden können.
Vorderseitig und rückseitig des Kontaktträgers 45 ist je ein Federelement 452 angeordnet, das an einem Auflagesteg 456 an dem Kontaktträger 45 abgestützt ist und dazu dient, eine Federvorspannung zwischen dem Kontaktträger 45 und dem Modulgehäuse 44 bereitzustellen. Der Auflagesteg 456 erstreckt sich quer an dem Trägerkörper 450 und ist über Rippen 451 abgestützt.
Die Federelemente 452 sind jeweils zwischen dem Auflagesteg 456 und einem oberen Steg 455 angeordnet, in dem ein Durchbruch 454 ausgebildet ist, durch den hindurch ein zugeordneter Drucksteg 441 des Modulgehäuses 44 greift. Der Drucksteg 441 erstreckt sich von einer oberen Kante 440 des Modulgehäuses 44 in die Steckrichtung S in die Gehäuseöffnung 443 hinein und dient dazu, beim Verstellen des Kontaktträgers 45 entgegen der Steckrichtung S relativ zu dem Modulgehäuse 44 das zugeordnete Federelement 452 zu komprimieren, um eine rückstellende Federkraft in die Steckrichtung S auf den Kontaktträger 45 zu bewirken.
Wird, wie dies anhand von 6A bis 6C beschrieben worden ist, das Steckverbinderteil 20 mit dem an dem Kontaktträger 45 angeordneten Steckabschnitt 43 in die Steckrichtung S in das zugeordnete Gegensteckverbinderteil 11 eingesteckt, so gelangt der Steckabschnitt 43 in kontaktierenden Eingriff mit einem zugeordneten Kontakteinsatz 4’ auf Seiten des Gegensteckverbinderteils 11. Die durch die Federelemente 452 bereitgestellte Federkraft ist hierbei derart dimensioniert, dass beim Einstecken des Steckverbinderteils 20 in das Gegensteckverbinderteil 11 der Steckabschnitt 43 in den Kontakteinsatz 4’ des Gegensteckverbinderteils 11 eingeschoben werden kann, ohne dass (zunächst) die Federelemente 452 (nennenswert) komprimiert werden.
Erst bei vollständigem Einstecken des Steckverbinderteils 20 in das zugeordnete Gegensteckverbinderteil 11 wird der Kontaktträger 45 entgegen der Steckrichtung S relativ zu dem Modulgehäuse 44 bewegt, wie dies in 6C schematisch dargestellt ist. Dabei werden die Federelemente 452 komprimiert, sodass eine rückstellende Kraft auf den Kontaktträger 45 in die Steckrichtung S wirkt.
Wird das Steckverbinderteil 20 somit entgegen der Steckrichtung S wiederum aus dem Gegensteckverbinderteil 11 entfernt, so verbleibt, wie in 6B dargestellt, der Steckabschnitt 43 des bewegbaren Kontaktträgers 45 zunächst in dem zugeordneten Kontakteinsatz 4’ des Gegensteckverbinderteils 11, wobei sich hierzu der Kontaktträger 45 in die Steckrichtung S relativ zu dem Modulgehäuse 44 bewegt.
Wird schließlich das Steckverbinderteil 20 weiter aus dem Gegensteckverbinderteil 11 gelöst, so gelangt der Steckabschnitt 43 des Kontaktträgers 45 außer Eingriff mit dem zugeordneten Kontakteinsatz 4’ des Gegensteckverbinderteils 11, wie dies in 6A dargestellt ist. Der Steckabschnitt 43 befindet sich dann wiederum in seiner ersten, vorstehenden Stellung.
Weil die Lage des Steckabschnitts 43 des Kontakteinsatzes 4B bei Einstecken des Steckverbinderteils 20 in das zugeordnete Gegensteckverbinderteil 11 angepasst werden kann und weil zudem der Steckabschnitt 43 des anpassbaren Kontakteinsatzes 4B den Steckabschnitten 43 der anderen Kontakteinsätze 4A vorauseilt, ist ein Einstecken des Steckverbinderteils 20 an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil 11 einfach unter Überwindung von Fertigungstoleranzen möglich. Insbesondere kann sich der Steckabschnitt 43 des anpassbaren Kontakteinsatzes 4B mit einem zugeordneten Kontakteinsatz 4’ finden, bevor auch die übrigen Steckabschnitte 43 der anderen Kontakteinsätze 4A kontaktieren, sodass die Steckabschnitte 43 der unterschiedlichen Kontakteinsätze 4A, 4B in gestaffelter Weise in Eingriff mit den zugeordneten Kontakteinsätzen 4’ des Gegensteckverbinderteils 11 gelangen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch bei gänzlich andersgearteten Ausführungsformen verwirklichen.
Insbesondere ist ein Steckverbinderteil der hier beschriebenen Art nicht auf die Verwendung in einem Schaltschrank mit einem Einschubsystem beschränkt. Ein Steckverbinderteil der hier beschriebenen Art kann in ganz unterschiedlich gearteten Anwendungen beispielsweise im Rahmen einer Industrieanlage zum Einsatz kommen und kann selbsttätig beispielsweise im Rahmen eines Einschubsystems oder auch manuell zu stecken sein.
Grundsätzlich sind zudem ganz unterschiedliche Bauformen von Halterahmen mit daran anzuordnenden modularen Kontakteinsätzen denkbar und möglich.
Die modularen Kontakteinsätze können ganz unterschiedliche Kontaktelemente, beispielsweise elektrische Kontakte, optische Kontakte, pneumatische Kontakte oder auch ganz andere Kontakte verwirklichen.
Bezugszeichenliste

1: Schaltschrank
10: Einschub
11: Gegensteckverbinderteil
2: Elektrisches Gerät
20: Steckverbinderteil
200: Gehäuse
3, 3‘: Halterahmen
30: Öffnung
31, 32: Rahmenwandung (Schenkel)
310, 320: Ausnehmung
311, 321: Halteöffnung
33, 34: Wandungsteil
330, 331, 340, 341: Befestigungsstellen
332, 342: Anschlusseinrichtung
4, 4A, 4B, 4‘: Modulare Kontakteinsätze
40: Kontaktelemente
41: Stecköffnungen
42: Gehäusekörper
420, 421: Vorsprungselement
43: Steckabschnitt
44: Modulgehäuse
440: Kantenelement
441: Drucksteg
442: Führungsöffnung
443: Gehäuseöffnung
45: Kontaktträger
450: Trägerkörper
451: Rippe
452: Federelement
453: Führungselement
454: Durchbruch
455: Steg
456: Auflagesteg
B: Breitenrichtung
E: Einsetzrichtung
S: Steckrichtung
Q: Tiefenrichtung
x, y: Breite

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 102012110907 A1 [0006]
DE 202012103360 U1 [0006]
DE 19838492 A1 [0009]
DE 202010005095 A1 [0010]

Claims

Steckverbinderteil (20) zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil (11), mit – einem Halterahmen (3) und – einer Mehrzahl von in den Halterahmen (3) eingesetzten modularen Kontakteinsätzen (4, 4A, 4B), die jeweils einen in eine Steckrichtung (S) mit dem Gegensteckverbinderteil (11) verbindbaren Steckabschnitt (43) mit einem daran angeordneten Kontaktelement (40) zum Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinderteil (11) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Kontakteinsätze (4B) ein in den Halterahmen (3) eingesetztes Modulgehäuse (44) und einen an dem Modulgehäuse (44) angeordneten, entlang der Steckrichtung (S) relativ zu dem Modulgehäuse (44) bewegbaren, den Steckabschnitt (43) des Kontakteinsatzes (4B) ausbildenden Kontaktträger (45) aufweist.
Steckverbinderteil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (45) zu dem Modulgehäuse (44) entlang der Steckrichtung (S) federvorgespannt ist.
Steckverbinderteil (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (45) des zumindest einen der Kontakteinsätze (4B) entlang der Steckrichtung (S) verschiebbar in eine Gehäuseöffnung (443) des Modulgehäuses (44) eingesetzt und in der Gehäuseöffnung (443) entlang der Steckrichtung (S) an dem Modulgehäuse (44) geführt ist.
Steckverbinderteil (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (45) einen in der Gehäuseöffnung (443) einliegenden Trägerkörper (450) aufweist, der durch Eingriff eines an dem Trägerkörper (450) oder dem Modulgehäuse (44) angeordneten Führungselements (453) in eine an dem Modulgehäuse (44) oder dem Trägerkörper (450) angeordnete Führungsöffnung (442) entlang einer vorbestimmten Wegstrecke an dem Modulgehäuse (44) geführt ist.
Steckverbinderteil (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckabschnitt (43) des Kontaktträgers (45) des zumindest einen der Kontakteinsätze (4B) in einer ersten Stellung des Kontaktträgers (45) gegenüber einem Steckabschnitt (43) zumindest eines anderen der Kontakteinsätze (4A) in die Steckrichtung (S) vorsteht.
Steckverbinderteil (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckabschnitt (43) des zumindest einen anderen der Kontakteinsätze (4A) ortsfest zu dem Halterahmen (3) angeordnet ist.
Steckverbinderteil (20) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (45) des zumindest einen der Kontakteinsätze (4B) aus der ersten Stellung entgegen der Steckrichtung (S) gegen die Federkraft eines zwischen dem Kontaktträger (45) und dem Modulgehäuse (44) wirkenden Federelements (452) zu dem Modulgehäuse (44) bewegbar ist.
Steckverbinderteil (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (452) an dem Kontaktträger (45) abgestützt ist und bei Bewegen des Kontaktträgers (45) entgegen der Steckrichtung (S) relativ zu dem Modulgehäuse (44) auf Druck belastet wird.
Baugruppe eines Steckverbinderteils (20) nach einem der Ansprüche 5 bis 8 und eines mit dem Steckverbinderteil (20) verbindbaren Gegensteckverbinderteils (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (45) des zumindest einen der Kontakteinsätze (4B) vor Ansetzen des Steckverbinderteils (20) an das Gegensteckverbinderteil (11) in der ersten Stellung ist.
Baugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ansetzen des Steckverbinderteils (20) an das Gegensteckverbinderteil (11) der Steckabschnitt (43) des Kontaktträgers (45) des zumindest einen der Kontakteinsätze (4B) mit dem Gegensteckverbinderteil (11) in Eingriff gelangt, bevor der Steckabschnitt (43) des zumindest einen anderen der Kontakteinsätze (4A) mit dem Gegensteckverbinderteil (11) in Eingriff gelangt.
Baugruppe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ansetzen des Steckverbinderteils (20) an das zugeordnete Gegensteckverbinderteil (11) der Kontaktträger (45) des zumindest einen der Kontakteinsätze (4B) entgegen der Steckrichtung (S) aus der ersten Stellung heraus relativ zu dem Modulgehäuse (44) bewegt wird.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei vollständig in das Gegensteckverbinderteil (11) eingestecktem Steckverbinderteil (20) der Kontaktträger (45) des zumindest einen der Kontakteinsätze (4B) in einer gegenüber der ersten Stellung entgegen der Steckrichtung (S) relativ zu dem Modulgehäuse (44) verschobenen, zweiten Stellung ist.