DE102018106880A1

DE102018106880A1 - Modularer Kontaktträger für einen Industriesteckverbinder

Info

Publication number: DE102018106880A1
Application number: DE102018106880.8A
Authority: DE
Inventors: Peter Giesbrecht
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-09-26
Also published as: US20210013664A1; WO2019179572A1; EP3769372A1; CN111937251A; US11152734B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kontaktträger (1, 1') für einen Industriesteckverbinder, wobei der Kontaktträger (1, 1') einen Grundkörper (2), eine Mehrzahl von Kontaktelementen (4, 4') und zumindest ein Fixierelement (3) aufweist, wobei in dem Grundkörper (2) des Kontaktträgers (1) eine Mehrzahl von Aufnahmen (5) vorgesehen sind, in denen die Kontaktelemente (4, 4') angeordnet sind, wobei die Kontaktelemente (4, 4') im Grundkörper (2), über die reversibel am Grundkörper (2) befestigten Fixierelemente (3), fixiert sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kontaktträger für Industriesteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Ein solcher Kontaktträger kann z. B. in so genannten Industriesteckverbindern eingesetzt werden, die beispielsweise auch als Rechtecksteckverbinder und/oder als schwere Steckverbinder bezeichnet werden. Derartige Steckverbinder und Gegensteckverbinder werden verwendet, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen zwei elektrischen Leitungen oder einer elektrischen Leitung und einem Gerät oder einer Installation im industriellen Umfeld herzustellen. Insbesondere für die Übertragung hoher Ströme sind diese vorgenannten Steckverbinder erforderlich, die durch ihr in der Regel metallisches Gehäuse auch besonders gut gegen diverse Umwelteinflüsse, wie z. B. Staub, Schmutz, Feuchtigkeit, Temperatur, sowie zur Schirmung elektrischer und/oder magnetischer Felder geschützt sind.
Die verwendeten Steckverbindergehäuse bestehen üblicherweise aus Aluminium und sind kabelanschlussseitig mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Kabelverschraubung versehen. Die hier betrachteten Steckverbinder sind zur Verbindung von einer Mehrzahl elektrischer Leiter ausgeführt, von denen einer ein Schutzleiter (PE-Kontakt) ist. Der Schutzleiter kann auch kombiniert mit einem Neutralleiter als PEN-Kontakt ausgeführt sein. Der Schutzleiter ist mit der Schutzleiterbrücke verbunden, um eine entsprechende Schutzleiterfunktion zu ermöglichen und die Schutzleiter von Steckverbinder und Gegensteckverbinder miteinander in Kontakt zu bringen. Die übrigen Leiter sind mit elektrischen Kontaktelementen des Steckereinsatzes verbunden.
Der prinzipielle Aufbau des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders kann im Wesentlichen identisch sein und sich lediglich in der Ausgestaltung ihrer elektrischen Kontaktelemente zum Herstellen der elektrischen Verbindung unterscheiden. Die Ausführungen für den Steckverbinder gelten somit entsprechend für den Gegensteckverbinder.
Stand der Technik
Die DE 10 2014 109 351 B3 zeigt einen Kontaktträger für einen Industriesteckverbinder. Der Kontaktträger weist einen so genannten PE-Kontakt auf, der elektrisch mit einer Schutzleiterbrücke verbunden ist.
Der Kontaktträger ist mit elektrischen Kontaktelementen bestückt. Als Kontaktelemente können aber auch pneumatische Kontaktelemente und/oder optische Kontaktelemente verwendet werden. Die Kontaktträger sind vormontiert. Für das jeweilige Anwendungsgebiet müssen unterschiedliche Kontaktträger konfektioniert werden. Daher existiert eine Vielzahl unterschiedlicher Kontaktträger, die bei einem Hersteller eine gewisse Lagerhaltung erforderlich macht.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin die Herstellung eines Kontaktträgers zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Kontaktträger ist speziell für den Einsatz in einem Industriesteckverbinder gedacht. Der Kontaktträger weist
Befestigungsmittel auf, mit denen er in ein Steckverbindergehäuse befestigbar ist. In der Regel wird die Befestigung über eine Schraubverbindung realisiert.
Der prinzipielle Aufbau des Kabelanschlussbereichs der jeweiligen Isolierkörper des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders kann im Wesentlichen identisch sein. Die beiden Isolierkörper können sich lediglich in der Ausgestaltung ihrer Steckbereiche unterscheiden. Die folgenden Ausführungen für den Steckverbinder gelten somit entsprechend für den Gegensteckverbinder.
Der Kontaktträger weist einen Grundkörper, eine Mehrzahl von Kontaktelementen und zumindest ein Fixierelement auf. In dem Grundkörper des Kontaktträgers sind eine Mehrzahl von Aufnahmen vorgesehen, in denen die Kontaktelemente angeordnet sind. Die Kontaktelemente werden in den Aufnahmen über die am Grundkörper befestigten Fixierelemente fixiert. Die Fixierelemente können reversibel am Grundkörper fixiert sein. Dadurch kann der Grundkörper wiederverwendet werden, wenn andere Kontaktelemente benutzt werden müssen. Es kann aber auch sinnvoll sein, keine reversible Fixierung zu verwenden, damit ein Kunde hier keine Manipulation betreiben kann.
Die Anzahl der Aufnahmen im Grundkörper kann größer sein als die Anzahl der Kontaktelemente. Nicht alle Aufnahmen des Grundkörpers müssen mit einem Kontaktelement bestückt werden. Auch die Art der Kontaktelemente kann sich unterscheiden. Dadurch kann ein Grundkörper für mehrere Varianten eines Kontaktträgers verwendet werden.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist der Grundkörper mehrere nebeneinander angeordnete Aufnahmebereiche auf. Die einzelnen Aufnahmebereiche weisen jeweils zumindest eine Aufnahme für Kontaktelemente auf. In einem Aufnahmebereich können auch mehrere Aufnahmen für Kontaktelemente vorhanden sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein einzelnes Fixierelement den gesamten Grundkörper überdecken. Je nach Anzahl der Kontaktelemente sind in diesem Fixierelement entsprechend viele Öffnungen vorgesehen, die mit den Aufnahmen, in denen ein Kontaktelement vorhanden ist, fluchten.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist jedem Aufnahmebereich ein Fixierelement zugeordnet. Das Fixierelement weist zumindest eine Öffnung auf, die zu einer Aufnahme für ein Kontaktelement im Grundkörper fluchtet. Alternativ weist das Fixierelement zumindest zwei Öffnungen auf, die jeweils zu einer Aufnahme für ein Kontaktelement im Grundkörper fluchten. Mit fluchten ist in diesem Fall gemeint, dass die Öffnungen direkt über den Aufnahmen angeordnet sind. Die Hauptsymmetrieachse der im Wesentlichen zylinderförmigen Aufnahme durchstößt den Mittelpunkt der im Wesentlichen kreisförmigen Öffnung. Ein Leiter eines Kabels kann über die Öffnung des Fixierelements in die Aufnahme des Kontaktelements eindringen und so eine Kontaktierung zwischen dem Leiter und dem Kontaktelement herstellen. Dazu kann das Kontaktelement beispielsweise über einen Schraubanschluss verfügen. Ein Aufnahmebereich wird jeweils von einem Fixierelement überdeckt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung entspricht die Anzahl der Fixierelemente der Anzahl der Aufnahmebereiche.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Fixierelement zumindest einen Klemmarm zur Fixierung eines Kontaktelements im Grundkörper auf. Dabei greift der Klemmarm in die jeweilige Aufnahme des Grundkörpers ein und fixiert das darin befindliche Kontaktelement. Der Klemmarm ist im Wesentlichen parallel zur Steckrichtung des Kontaktträgers ausgerichtet. Der in der Aufnahme befindliche Klemmarm greift seitlich am Kontaktelement an und verklemmt dieses so in der Aufnahme. Das Kontaktelement wird durch den Klemmarm in der Aufnahme gehalten, hat aber weiterhin ein gewisses Spiel, um Steckungenauigkeiten beim Steckvorgang mit einem Kontaktelement eines Gegensteckverbinders auszugleichen.
Vorzugsweise weist das Fixierelement zwei Befestigungsarme zur Fixierung des Fixierelements am Grundkörper auf. Die Befestigungsarme greifen jeweils seitlich am Grundkörper des Kontaktträgers an. Dadurch wird das Fixierelement am Grundkörper reversibel fixiert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist ein erster Befestigungsarm eine Lasche auf, die an einen Hinterschnitt im Grundkörper angreift. Der andere (zweite) Befestigungsarm weist zwei nach innen gerichtete Stege auf, die jeweils an einen Hinterschnitt im Grundkörper angreifen. Dadurch kann das Fixierelement werkzeuglos und reversibel am Grundkörper fixiert werden.
Die Fixierelemente bestehen aus Kunststoff und können kostengünstig in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Der Grundkörper besteht ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial. Die Materialien von dem Grundkörper und dem Fixierelement können unterschiedlich sein.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kontaktträgers,
2 eine perspektivische Darstellung eines Fixierelement des Kontaktträgers,
3 eine perspektivische Darstellung eines Grundkörpers mit zwei Fixierelementen,
4 eine Schnittdarstellung des Kontaktträgers mit integrierten Kontaktstiften und
5 eine Schnittdarstellung des Kontaktträgers mit integrierten Kontaktbuchsen.

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.
Die 1 zeigt einen Kontaktträger 1, wie er bei Industriesteckverbinder (nicht gezeigt) eingesetzt wird. Der Kontaktträger 1 wird dafür in einem Steckverbindergehäuse (nicht gezeigt) befestigt. Der Kontaktträger 1 weist einen Grundkörper 2, eine Mehrzahl von Kontaktelementen 4, 4' und zumindest ein Fixierelement 3 auf. Im dem Grundkörper 2 des Kontaktträgers 1 sind eine Mehrzahl von Aufnahmen 5 eingeformt, in denen die Kontaktelemente 4, 4' angeordnet sind. Der Grundkörper 2 hat eine im Wesentlichen quaderförmige Form. Die Kontaktelemente 4, 4' sind im Grundkörper, über die reversibel am Grundkörper 2 befestigten Fixierelemente 3, fixiert.
In 3 ist zu erkennen, dass der Grundkörper 2 mehrere nebeneinander angeordnete Aufnahmebereiche 6 aufweist, in welchen jeweils zumindest eine Aufnahme 5 für ein Kontaktelement 4, 4' vorgesehen ist. Jedem Aufnahmebereich 6 ist ein Fixierelement 3 zugeordnet.
In 2 ist ein solches Fixierelement 3 perspektivisch dargestellt. Das Fixierelement 3 weist zumindest eine Öffnung 7 auf, die zu einer Aufnahme 5 für ein Kontaktelement 4, 4' im Grundkörper 2 fluchtet. Die Öffnung 7 des Fixierelements 3 liegt jeweils genau über der steckseitigen Öffnung, die die Aufnahme 5 für das Kontaktelement 4, 4' bildet. Über die Öffnung 7 des Fixierelements 3 kann ein Leiter eines Kabels (nicht gezeigt) auf das Kontaktelement 4, 4' zugreifen bzw. durchgreifen (oder umgekehrt).
Das Fixierelement 3 hat im Wesentlichen eine U-Form. Zwischen zwei seitlichen Befestigungsarmen 12, 12' weist das Fixierelement 3 einen Klemmarm 8 zur Fixierung eines Kontaktelements 4, 4' im Grundkörper 2 auf. In den 4 und 5 ist zu erkennen, dass das Kontaktelement 4, 4' mithilfe des Klemmarms 8 in der Aufnahme 5 gehalten bzw. fixiert wird. Das untere Ende 9 des Klemmarms 8 kontaktiert dabei formschlüssig das zylinderförmige Kontaktelement 4, 4', wodurch das Kontaktelement 4, 4' in der Aufnahme 5 gehalten bzw. fixiert wird.
Das Fixierelement 3 weist zwei Befestigungsarme 12, 12' zur Fixierung des Fixierelements 3 am Grundkörper 2 auf. Die Befestigungsarme 12, 12' greifen jeweils seitlich am Grundkörper 2 an, wodurch das Fixierelement 3 am Grundkörper 2 reversibel fixiert ist. Die Befestigungsarme 12, 12' sind im Wesentlichen funktionsgleich, aber baulich unterschiedlich ausgestaltet. Ein erster Befestigungsarm 12 weist eine nach innen gerichtete Lasche 10 auf, die an einen Hinterschnitt im Grundkörper 2 angreift. Der zweite Befestigungsarm 12' weist zwei nach innen gerichtete Stege 11 auf, die jeweils an einen Hinterschnitt im Grundkörper 2 angreifen.
In den 4 und 5 sind Schnittdarstellungen des erfindungsgemäßen Kontaktträgers 1,1' gezeigt. In 4 ist ein Kontaktträger 1 mit einem Kontaktelement 4 dargestellt, welches als Kontaktstift ausgeführt ist. In 5 ist ein Kontaktträger 1' mit einem Kontaktelement 4' dargestellt, welches als Kontaktbuchse ausgeführt ist. Die hier dargestellten Kontaktträger 1, 1' sind für einen Steckverbinder und einem dazu passenden Gegensteckverbinder ausgestaltet.
Der Grundkörper 2 kann mit gleichartigen und/oder verschiedenen Kontaktelementen jedweder Art (elektrisch, pneumatisch, optisch, etc.) bestückt werden. Über die Fixierelemente 3 können diese im Grundkörper 2 fixiert werden. Dadurch können Kontaktträger 1, 1' effektiv und mit wenigen unterschiedlichen Bauteilen hergestellt werden.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Kontaktträger
2: Grundkörper
3: Fixierelement
4: Kontaktelement
5: Aufnahme für ein Kontaktelement
6: Aufnahmebereich
7: Öffnung
8: Klemmarm
9: Unteres Ende des Klemmarms
10: Lasche
11: Steg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014109351 B3 [0005]

Claims

Kontaktträger (1, 1') für einen Industriesteckverbinder, wobei der Kontaktträger (1, 1') einen Grundkörper (2), eine Mehrzahl von Kontaktelementen (4, 4') und zumindest ein Fixierelement (3) aufweist, wobei in dem Grundkörper (2) des Kontaktträgers (1, 1') eine Mehrzahl von Aufnahmen (5) vorgesehen sind, in denen die Kontaktelemente (4, 4') angeordnet sind, wobei die Kontaktelemente (4, 4') im Grundkörper (2), über die am Grundkörper (2) befestigten Fixierelemente (3), fixiert sind.
Kontaktträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) mehrere nebeneinander angeordnete Aufnahmebereiche (6) aufweist, in welchen jeweils zumindest eine Aufnahme (5) für ein Kontaktelement (4, 4') vorgesehen ist.
Kontaktträger nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass jedem Aufnahmebereich (6) ein Fixierelement (3) zugeordnet ist.
Kontaktträger nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (3) zumindest eine Öffnung (7) aufweist, die zu einer Aufnahme (5) für ein Kontaktelement (4, 4') im Grundkörper (2) fluchtet.
Kontaktträger nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (3) zumindest zwei Öffnungen (7) aufweist, die jeweils zu einer Aufnahme (5) für ein Kontaktelement (4, 4') im Grundkörper (2) fluchten.
Kontaktträger nach einem der vorstehenden Ansprüche 2-5 dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Fixierelement (3) einen Aufnahmebereich (6) überdeckt.
Kontaktträger nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (3) zumindest einen Klemmarm (8) zur Fixierung eines Kontaktelements (4, 4') im Grundkörper (2) aufweist.
Kontaktträger nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (8) in die jeweilige Aufnahme (5) des Grundkörpers (2) eingreift und das darin befindliche Kontaktelement (4, 4') fixiert.
Kontaktträger nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (3) zwei Befestigungsarme (12, 12') zur Fixierung des Fixierelements (3) am Grundkörper (2) aufweist.
Kontaktträger nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsarme (12, 12') jeweils seitlich am Grundkörper (2) angreifen und dadurch das Fixierelement (3) am Grundkörper (2) fixieren.
Kontaktträger nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Befestigungsarm (12) eine Lasche (10) aufweist, die an einen Hinterschnitt im Grundkörper (2) angreift und dass ein zweiter Befestigungsarm (12') zwei nach innen gerichtete Stege (11) aufweist, die jeweils an einen Hinterschnitt im Grundkörper (2) angreifen.