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EP2580819A1 - Elektrisches gerät mit einem steckverbinder und elektrische steckverbindung - Google Patents

Elektrisches gerät mit einem steckverbinder und elektrische steckverbindung

Info

Publication number
EP2580819A1
EP2580819A1 EP11729370.4A EP11729370A EP2580819A1 EP 2580819 A1 EP2580819 A1 EP 2580819A1 EP 11729370 A EP11729370 A EP 11729370A EP 2580819 A1 EP2580819 A1 EP 2580819A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw
connector
diameter
mating
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP11729370.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2580819B1 (de
Inventor
Helmut Eusterholz
Frank Best
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP2580819A1 publication Critical patent/EP2580819A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2580819B1 publication Critical patent/EP2580819B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/631—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only
    • H01R13/6315—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only allowing relative movement between coupling parts, e.g. floating connection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/16—Fastening of connecting parts to base or case; Insulating connecting parts from base or case
    • H01R9/18—Fastening by means of screw or nut
    • 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
    • H01R13/64—Means for preventing incorrect coupling

Definitions

  • the invention relates to an electrical device for mechanical and electrical connection to a stationary base part, with a connector which is connectable to a corresponding mating connector fixed to the base part, wherein the connector has a housing with at least one contact insert with a plurality of contact elements.
  • the invention also relates to an e- lekthari plug connection for producing the electrical connection between an electrical device and a stationary base part, with a fixable to a mounting plate of the device connector and a fastened to the base part corresponding mating connector
  • the connector comprises a housing having at least one Contact insert with a plurality of contact elements and at least one first guide member
  • the mating connector comprises a housing having at least one mating contact insert with a plurality of mating contact elements and at least one second guide element which cooperates with the first guide element when joining connectors and mating connectors.
  • the electrical device mentioned above it is preferably a relatively large and heavy electrical device, which is mechanically connected or fixed to the base part with a stationary base part.
  • the electrical device can be, for example, a parking ticket machine, an information terminal or a turnstile of a passenger access, which is fastened on a mounting base serving as the base part.
  • the electrical device can also be a charging station for vehicles, a gaming machine or a lighting pole. All these electrical devices have in common that these are relatively large and heavy devices that can not or only with difficulty and possibly with several people by hand on the base part can be placed.
  • the assembly or guide aids, which are formed between the electrical device and the base part - for plugging or pushing the electrical device onto the base part - have mounting tolerances that are substantially larger than the mon-
  • an electrical device which has a plurality housed in the housing assemblies in the form of circuit boards, a circuit board electrically interconnecting backplane and a rear panel and front panel, wherein the inner surface of the front panel also electrical components having.
  • the electrical connection between the modules of the front panel and arranged in the actual housing of the device circuit boards takes place via connectors with female and male headers, which are arranged on the inside of the front panel or the circuit boards. To compensate for tolerances between the position of the female connectors and the position of the corresponding pin headers arranged in the front panel connectors are floating.
  • the achievable tolerance compensation is only a few tenths of a millimeter, which is sufficient in the known electrical device, however, because of the relatively small size and low weight of the front panel a very accurate manual guidance of the front panel when plugging on the housing is possible.
  • DE 695 20 197 T2 discloses an arrangement for floating mounting of an electrical connector to a plate, wherein the electrical connector next to a contact insert with a plurality of contact elements each side of which has a latching device, which - as well as the contact insert - through a larger opening in a mounting plate can be pushed through.
  • the openings in the mounting plate are larger than the dimensions of the contact insert and the latching devices, a considerable clearance between the connector and the openings in the mounting plate is formed, so that also a "blind adding" of the connector through the openings in the plate is possible.
  • retaining caps are provided, which from the opposite side of the connector plates on the through the openings in the plate protruding ends of the latching device must be plugged.
  • floating connectors are known in practice, have the flexible fasteners, which, however, only a balance of component and assembly tolerances in the range of a few tenths of a millimeter is possible, but this is usually sufficient in the usual field of electronics. Assembly tolerances of more than one millimeter can not be compensated with such connectors, so that such connectors or connectors can not be used when relatively large and heavy electrical equipment to be connected to stationary base parts in which a manual alignment of the connector halves directly to each other is not possible and where the mounting tolerances of the device to the base part can be more than a millimeter.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide an electrical device described above with a connector and an electrical connector consisting of a connector and a corresponding mating connector, in which the problems described above avoided as possible and a compensation of relatively large assembly - Tolleranzen between the connector and the mating connector when assembling the electrical device with the stationary base part can be compensated.
  • the plug connector has at least one first guide element which, when the electrical device is connected to the base part, has a housing in the housing At least one screw hole is formed in the housing of the connector and the connector is thereby fastened floatingly to a mounting plate of the device via at least one fastening screw passing through the screw hole, that the fastening screw comprises a screw head, a screw neck and a screw end having a thread, wherein the diameter of the screw head is greater than the diameter of the screw hole and the diameter of the screw neck is substantially smaller than the diameter of the screw hole.
  • the guide elements are preferably designed as guide pins and guide holes, wherein preferably at the housing of the connector at least two guide pins and in the housing of the mating connector two guide holes are formed.
  • the guide pins In the mechanical connection of the electrical device to the stationary base part, the guide pins, whose free ends project beyond the front side of the connector, first engage in the corresponding guide holes formed in the housing of the mating connector. Upon further assembly of the electrical device and stationary base part of the connector is then aligned with great accuracy to the mating connector, that the connector is perpendicular or transverse to the joining direction floating, ie movable within certain limits, arranged on the mounting plate of the electrical device. When inserting the guide pin in the guide holes, the housing of the connector is automatically moved to the correct position, so that the contact insert of the connector can be plugged together with the mating connector insert of the mating connector. Instead of training one or more guide pins on the housing of the connector and corresponding guide holes in the housing of the mating connector can also the mating connector corresponding guide pin and the connector have corresponding guide holes.
  • the fastening screw on a screw stop by which the maximum screwing of the fastening screw is limited in the mounting plate of the electrical device.
  • the screw stop is arranged between the screw neck and the screw end such that the distance between the underside of the screw head facing the screw neck and the underside of the screw stop facing the screw end is slightly greater than the length of the screw hole in the housing of the connector.
  • the screw stop is preferably annular, so that it surrounds the screw neck completely in the manner of a collar, wherein the screw stop has an outer diameter which is significantly larger than the diameter of the screw neck and only slightly smaller than the diameter of the screw head or the diameter of the screw hole , As a result, a relatively large bearing surface of the screw stop on the top of the mounting plate is achieved, so that the fastening screw can be tightened with a relatively large torque. This ensures that the connector is permanently and securely attached to the mounting plate of the electrical device even in relatively harsh environmental conditions, especially in large temperature fluctuations.
  • an opening is formed in the housing of the connector on the mounting plate of the device facing the end of the screw hole, whose diameter is larger than the diameter of the screw hole.
  • the electrical device which can be, for example, a parking ticket machine, an information terminal or a charging station for vehicles, is mechanically connected to a fixed base part as a mounting base.
  • the electrical device according to an advantageous embodiment, at least two perpendicular to the mounting plate guide aids, which act together with corresponding guide aids when connecting the device to the stationary base part.
  • the guide aids provided on the electrical device can, for example, be guide webs and, in the case of the guide aids formed on the stationary base part, corresponding guide grooves.
  • an electrical connector described above according to the features of the characterizing part of claim 10, characterized in that in the housing of the connector at least one screw hole is formed, through which a screw hole passing through the fastening screw into a hole in a mounting plate of an electrical device is screwed, and that the fastening screw has a screw head, a screw neck and a threaded end with a screw, wherein the diameter of the screw head is greater than the diameter of the screw hole and the diameter of the screw neck is substantially smaller than the diameter of the screw hole.
  • a compensation of assembly tolerances between the attachable to an electrical device connector and attachable to a stationary base mating connector by a floating mounting of the connector to the electrical device or to a mounting plate realized the electrical device.
  • the fastening screw preferably has a screw stop, by which the maximum screwing of the fastening screw is limited, so that the connector in the axial direction with sufficient play with the mounting plate is connectable, so that the intended swimming storage of the connector is not impaired.
  • the connector preferably has two guide pins and the mating connector two corresponding guide holes, wherein the guide pins and the guide holes are arranged in the plane perpendicular to the joining direction of the connector diagonal to each other.
  • the independent engagement of the guide pins in the guide holes is preferably further improved in that the guide pins have conical tips, so that the guide pins slide into the guide holes even with an initial offset of their longitudinal axes to the longitudinal axes of the guide holes on the conical tips.
  • the connector has a plurality of contact inserts with different contact dements and the mating connector a plurality of mating contact inserts with different, but corresponding to the associated contact elements mating contact elements.
  • the electrical connector according to the invention is thus preferably a hybrid connector, ie a Combination of plug connection for the power supply and plug connection for the data transmission.
  • the mating connector in addition to the mating contact inserts additionally a printed circuit board and at least one coding, wherein the coding element is connected via the circuit board with mating contact elements of a contact insert for data transmission.
  • the electrical device to which the connector is attached for example, a parking ticket machine, which is mounted on a mounting surface as a base part, it may be necessary that a specific coding is set to identify the exact position of the parking ticket machine then transmitted together with the data of the parking ticket machine via a bus connected to the base part bus, for example, an Ethernet connection to a central computer.
  • At least one coding element is provided on the mating connector, which is set by the installer before attaching the parking ticket machine to the serving as a mounting base base accordingly.
  • the coding element may preferably be a plurality of rotary switches which are mounted on the printed circuit board arranged in the mating connector.
  • FIG. 1 is a perspective view of a connector according to the invention in not yet mated condition
  • Fig. 5 shows the connector from below
  • Fig. 6 is a perspective plan view of the mating connector, partially cut.
  • FIG. 1 to 3 each show a section of an electrical device 1, which can be plugged onto a stationary base part 2, wherein also of the stationary base part 2, only a section is shown. Shown in the figures are in particular a mounted on the electrical device 1 connector 3 and attached to the base part 2 corresponding mating connector 4, wherein when the electrical device 1 is fully connected to the stationary base 2, and the connector 3 and the mating connector are plugged together.
  • the connector 3 has a housing 5 with two contact inserts 6, wherein the two contact inserts 6 each have a plurality of contact elements 7.
  • the connector 3 has two guide pins 8, which engage in connecting the electrical device 1 to the base part 2 in two formed in the housing 9 of the mating connector 4 guide holes 10. Since the guide pins 8 project beyond the mating connector 4 facing front side of the connector 3 and the contact inserts 6, engage the assembly of electrical device 1 and base 2 initially the guide pin 8 in the guide holes 10, whereby an orientation of the floating attached to the device 1 connector 3 to the mating connector 4, as this particular example the three representations of Fig. 3 can be seen and will be explained in more detail below.
  • the floating attachment of the connector 3 to the electrical device 1 is realized in that in the housing 5 of the connector 3, two screw holes 1 1 are formed, each of which is penetrated by a fastening screw 12, which are screwed into a mounting plate 13 of the device 1.
  • the fastening screw 12 shown enlarged in FIG. 4 has a screw head 14, a screw neck 15 and a threaded screw end 16, which is screwed into a corresponding bore in the fastening plate 13.
  • the diameter of the screw head 14 is slightly larger than the diameter of the screw hole 1 1
  • the diameter of the screw neck 15 is significantly smaller than the diameter of the screw hole 1 1, preferably only about half as large, which causes the connector 3 to the Difference of the diameter of the screw hole 11 to the diameter of the screw neck 14 relative to the mounting plate 13 and thus to the electrical device 1 is displaceable. This difference is in the illustrated embodiment about ⁇ 2 mm in all directions perpendicular to the longitudinal axis of the fastening screw 12.
  • the fastening screws 12 have in addition to the screw head 14, the screw neck 15 and the screw end 16 still an annular screw stop 17 which between the screw neck 15 and the screw end 16 is arranged and the maximum depth of engagement of the fastening screw 12 is limited in the mounting plate 13 such that the screw head 14 in the axial direction of the fastening screw 12 has some play to the housing 4 of the connector 3.
  • the length of the screw neck 15 and the thickness of the screw stop 17 are chosen so that the distance between the bottom 15 of the screw head 14 facing the screw neck 15 and the underside 19 of the screw stop 17 facing the screw end 16 is slightly greater than the length of the screw stopper 16 fferenlochs 1 1. As can be seen from Fig.
  • the annular, the screw end 16 surrounding the screw end 16 in the manner of a collar screw stop 17 has an outer diameter which is significantly larger than the diameter of the screw end 16 and the screw neck 15. Thereby, a relatively large bearing surface of the screw stopper 17 is reached on the top 21 of the mounting plate 13, so that the fastening screw 12 can be tightened with a relatively large torque.
  • FIG. 3 shows three consecutive assembly steps.
  • the conical tips 23 of the two guide pins 8 engage in the guide holes 10 formed on the mating connector 4.
  • this can result in an offset V between the center axis of the guide pins 8 and the center axis of the guide holes 10 come.
  • the floating attachment of the connector 3 to the mounting plate 13 of the device 1 thus enables the connector 3 to be displaced relative to the mounting plate 13 by the self-alignment of the guide pins 8 and guide holes 10, so that the connector 3 is pushed further of the device 1 can be put together on the base part 2 with the mating connector 4 (FIG. 3c).
  • the required offset compensation of the connector 3 is made possible by the fact that the screw neck 15 of the fastening screw 12 is much narrower than the mounting hole 11, so that the connector 3 - in the representation of FIG. 3b - relative to the screwed firmly in the mounting plate 13 mounting screw 12th is moved to the left.
  • the connector 3 is simultaneously aligned with the mating connector 4, that the contact inserts 6 are aligned with their contact elements 7 to the counter-connector 4 arranged in the counter-contact inserts 26 with their mating contact elements 27; a mating connector 3 and mating connector 4 is possible.
  • the connector 3 a contact insert 6 for the power supply of e-lektrischen device 1 with a total of five contact elements 7 and five Leiteran- conclusions and a contact insert 6 with a Plurality of contact elements 7 - in the present case 24 contact elements 7 - for the data transmission of the electrical see device 1.
  • the mating connector 4 also has a mating contact insert 26 for the power supply and a mating contact insert 26 for the data transmission.
  • the connector 3 and the mating connector 4 thus form a hybrid connector, with both the electrical supply of the electrical device 1 and the data transmission from and to the electrical device is realized.
  • the mating connector 4 additionally has a printed circuit board 28 and a total of three coding elements 29, the coding elements 29 being connected to the mating contact elements 27 of the circuit board 28 via the printed circuit board 28 Contact insert 26 are connected for data transmission.
  • the coding elements 29 designed as rotary switches an electrical coding can be set on site, so that the data transmitted by the electrical device 1 via the connector 3 to the mating connector 4, which then, for example, via an Ethernet connection to a central monitoring unit, a certain electrical device 1 can be assigned.
  • electrical device 1 to which the connector 3 is attached it is a relatively large and heavy device, which can not be readily mounted by hand on the stationary base 2 as a mounting surface.
  • the electrical device 1 may be, for example, a turnstile of a passenger access, an information terminal or a parking ticket machine. If the electrical device 1 is, for example, an automatic parking ticket machine, then the coding of the parking ticket machine corresponding to the position of the parking ticket machine can be set by the fitter via the coding elements 29 formed in the mating connector 4, so that the data transmitted to a central control center can be assigned to the user "correct" parking ticket machines can be assigned.

Landscapes

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

Abstract

Verbindung zwischen einem elektrischen Gerät und einem ortsfesten Basisteil, mit einem an einer Befestigungsplatte des Geräts schwimmend befestigbaren Steckverbinder und einem am Basisteil befestigbaren korrespondierenden Gegensteckverbinder, wobei der Steckverbinder ein Gehäuse mit mindestens einem Kontakteinsatz mit mehreren Kontaktelementen und mindestens einen Führungszapfen aufweist, wobei der Gegensteckverbinder ein Gehäuse mit mindestens einem Gegenkontakteinsatz mit mehreren Gegenkontaktelementen und mindestens einem Führungsloch aufweist. Bei der Steckverbindung ist ein Ausgleich zwischen dem Steckverbinder (3) und dem Gegensteckverbinder (4) beim Zusammenfugen des elektrischen Geräts (1) mit dem ortsfesten Basisteil (2) dadurch möglich, dass im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) mindestens ein Schraubenloch (11) ausgebildet ist durch das eine das Schraubenloch (11) durchsetzende Befestigungsschraube (12) in eine Bohrung in einer Befestigungsplatte (13) eines elektrischen Geräts (1) einschraubbar ist, und dass die Befestigungsschraube (12) einen Schraubenkopf (14), einen Schraubenhals (15) und ein Schraubenende (16) mit einem Gewinde aufweist, wobei der Durchmesser des Schraubenkopfs (14) größer als der Durchmesser des Schraubenlochs (11) und der Durchmesser des Schraubenhals (15) wesentlich kleiner als der Durchmesser des Schraubenlochs (11) ist.

Description

Elektrisches Gerät mit einem Steckverbinder
und elektrische Steckverbindung
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit einem ortsfesten Basisteil, mit einem Steckverbinder, der mit einem am Basisteil befestigten korrespondierenden Gegensteckverbinder verbindbar ist, wobei der Steckverbinder ein Gehäuse mit mindestens einem Kontakteinsatz mit mehreren Kontaktelementen aufweist. Daneben betrifft die Erfindung auch eine e- lektrische Steckverbindung zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen einem elektrischen Gerät und einem ortsfesten Basisteil, mit einem an einer Befestigungsplatte des Geräts schwimmend befestigbaren Steckverbinder und einem am Basisteil befestigbaren korrespondierenden Gegensteckverbinder, wobei der Steckverbinder ein Gehäuse mit mindestens einem Kontakteinsatz mit mehreren Kontaktelementen und mindestens ein erstes Führungselement aufweist und wobei der Gegensteckverbinder ein Gehäuse mit mindestens einem Gegenkontakteinsatz mit mehreren Gegenkontaktelementen und mindestens ein zweites Führungselement aufweist, das beim Fügen von Steckverbinder und Gegensteckverbinder mit dem ersten Führungselement zusammenwirkt. Bei dem eingangs genannten elektrischen Gerät handelt es sich vorzugsweise um ein relativ großes und schweres elektrisches Gerät, das mit einem ortsfesten Basisteil mechanisch verbunden bzw. auf dem Basisteil befestigt wird. Bei der Fertigstellung der mechanischen Verbindung erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen dem e- lektrischen Gerät und dem Basisteil über den am elektrischen Gerät befestigten Steckverbinder und den am Basisteil angeordneten Gegensteckverbinder. Bei dem elektrischen Gerät kann es sich beispielsweise um einen Parkscheinautomaten, einen Informationsterminal oder ein Drehkreuz eines Personenzugangs handeln, welches auf einem als Basisteil dienenden Montageuntergrund befestigt wird. Ebenso gut kann es sich bei dem elektrischen Gerät auch um eine Ladestation für Fahrzeuge, um einen Spielautomaten oder um einen Beleuchtungsmasten handeln. All diesen elektrischen Geräten ist gemeinsam, dass es sich hierbei um relativ große und schwere Geräte handelt, die nicht oder nur mit Mühe und ggf. mit mehreren Personen von Hand auf das Basisteil aufgesetzt werden können. Darüber hinaus können die Montage- bzw. Führungshilfen, die zwischen dem elektrischen Gerät und dem Basisteil - zum Aufstecken oder Aufschieben des elektrischen Geräts auf das Basisteil - ausgebildet sind, Montagetolleranzen aufweisen, die wesentlich größer sind als die Mon-
BESTÄTIGUNGSKÖPIE tage- bzw. Lagetolleranzen mit denen der Steckverbinder mit dem korrespondierenden Gegensteckverbinder verbunden werden kann. Dies fuhrt dazu, dass die elektrische Verbindung bei derartigen großen und schweren elektrischen Geräten mit einem ortsfesten Basisteil nicht oder nur mit größeren Schwierigkeiten mittels Steck- Verbindungen, insbesondere hochpoliger Steckverbindungen erfolgen kann.
Aus der DE 38 09 605 C2 ist ein elektrisches Gerät bekannt, welches mehrere im Gehäuse untergebrachte Baugruppen in Form von Schaltungsplatinen, eine die Schaltungsplatinen elektrisch miteinander verbindende Rückverdrahtungsplatte sowie eine rückwärtige Frontplatte und eine vordere Frontplatte aufweist, wobei die Innenfläche der vorderen Frontplatte ebenfalls elektrische Baugruppen aufweist. Die elektrische Verbindung zwischen den Baugruppen der vorderen Frontplatte und den im eigentlichen Gehäuse des Geräts angeordneten Schaltungsplatinen erfolgt dabei über Steckverbinder mit Buchsen- und Stiftleisten, die an der Innenseite der Front- platte bzw. den Schaltungsplatinen angeordnet sind. Zum Ausgleich von Toleranzen zwischen der Position der Buchsenleisten und der Position der korrespondierenden Stiftleisten sind die in der Frontplatte angeordneten Steckverbinder schwimmend gelagert. Der dadurch erreichbare Toleranzausgleich beträgt jedoch nur einige zehntel Millimeter, was bei dem bekannten elektrischen Gerät jedoch ausreichend ist, da aufgrund der relativ geringen Größe und des geringen Gewichts der Frontplatte ein sehr genaues manuelles Führen der Frontplatte beim Aufstecken auf das Gehäuse möglich ist.
Die DE 695 20 197 T2 offenbart eine Anordnung zur schwimmenden Montage eines elektrischen Verbinders an einer Platte, wobei der elektrische Steckverbinder neben einem Kontakteinsatz mit mehreren Kontaktelementen jeweils seitlich davon eine Einrasteinrichtung aufweist, die - ebenso wie der Kontakteinsatz - durch eine größere Öffnung in einer Montageplatte durchgesteckt werden können. Dadurch, dass die Öffnungen in der Montageplatte größer als die Abmessungen des Kontakteinsatzes und der Einrasteinrichtungen sind, ist ein beträchtliches Spiel zwischen dem Steckverbinder und den Öffnungen in der Montageplatte ausgebildet, so dass auch ein "blindes Zufügen" des Steckverbinders durch die Öffnungen in der Platte möglich ist. Um zu verhindern, dass der Steckverbinder wieder ungewollt aus der Befestigungsplatte gezogen werden kann, sind Festhaltekappen vorgesehen, die von der dem Steckverbinder gegenüberliegenden Seite der Befestigungsplatten auf die durch die Öffnungen in der Platte hindurchragenden Enden der Einrasteinrichtung aufgesteckt werden müssen.
Die aus der DE 695 20 197 T2 bekannt Anordnung zur schwimmenden Montage ei- nes elektrischen Verbinders an einer Platte hat den Nachteil, dass sie nur dort eingesetzt werden kann, wo die Platte nach der Montage des Steckverbinders von der dem Steckverbinder abgewandten Rückseite der Platte zugänglich ist, damit die Festhaltekappen auf die Enden der Einrasteinrichtungen aufgesteckt werden können. Darüber hinaus ist die Verwendung der zusätzlichen Festhaltekappen sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage nachteilig, da die Gefahr besteht, dass die separaten Festhaltekappen herunterfallen oder verloren gehen.
Darüber hinaus sind schwimmend gelagerte Steckverbinder aus der Praxis bekannt, die flexible Befestigungselemente aufweisen, wodurch jedoch nur ein Ausgleich von Bauteil- und Montagetoleranzen im Bereich von einigen zehntel Millimetern möglich ist, was jedoch im üblichen Bereich der Elektronik, zumeist ausreichend ist. Montagetolleranzen von mehr als einem Millimeter können mit derartigen Steckverbindern nicht ausgeglichen werden, so dass derartige Steckverbinder bzw. Steckverbindungen dann nicht eingesetzt werden können, wenn relativ große und schwere elektrische Geräte mit ortsfesten Basisteilen verbunden werden sollen, bei denen ein manuelles Ausrichten der Steckverbinderhälften unmittelbar zueinander nicht möglich ist und bei denen die Montagetolleranzen des Geräts zum Basisteil mehr als ein Millimeter betragen können. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs beschriebenes elektrisches Gerät mit einem Steckverbinder sowie eine elektrische Steckverbindung bestehend aus einem Steckverbinder und einem korrespondierenden Gegensteckverbinder zur Verfügung zu stellen, bei dem die zuvor beschriebenen Probleme möglichst vermieden und ein Ausgleich auch von relativ großen Montage- tolleranzen zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder beim Zusammenfügen des elektrischen Geräts mit dem ortsfesten Basisteil ausgeglichen werden können.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Gerät dadurch ge- löst, dass der Steckverbinder wenigstens ein erstes Führungselement aufweist, das beim Verbinden des elektrischen Geräts mit dem Basisteil mit einem im Gehäuse des Gegensteckverbinders ausgebildeten zweiten Führungselement zusammenwirkt und dass im Gehäuse des Steckverbinders mindestens ein Schraubenloch ausgebildet ist, wobei der Steckverbinder dadurch über mindestens eine das Schraubloch durchsetzende Befestigungsschraube schwimmend an einer Befestigungsplatte des Geräts be- festigt ist, dass die Befestigungsschraube einen Schraubenkopf, einen Schraubenhals und ein Schraubenende mit einem Gewinde aufweist, wobei der Durchmesser des Schraubenkopfes größer als der Durchmesser des Schraubenlochs und der Durchmesser des Schraubenhalses wesentlich kleiner als der Durchmesser des Schraubenlochs ist.
Durch die schwimmende Befestigung des Steckverbinders an der Befestigungsplatte des elektrischen Geräts ist eine Toleranz ausgleichende Bewegung des Steckverbinders senkrecht zur Fügerichtung des elektrischen Geräts möglich, wobei der Steckverbinder um die Differenz des Durchmessers des Schraubenlochs zum Durchmes- sers des Schraubenhalses verschiebbar ist. Ist der Durchmesser des Schraubenhalses deutlich kleiner als der Durchmesser des Schraubenloches, so ist ein Toleranzausgleich von mehr als ein Millimeter, beispielsweise ± 2 mm in allen Richtungen senkrecht oder quer zur Fügerichtung möglich. Die Führungselemente sind vorzugsweise als Führungszapfen und Führungslöcher ausgebildet, wobei bevorzugt am Gehäuse des Steckverbinders mindestens zwei Führungszapfen und im Gehäuse des Gegensteckverbinders zwei Führungslöcher ausgebildet sind. Bei der mechanischen Verbindung des elektrischen Geräts mit dem ortsfesten Basisteil greifen zunächst die Führungszapfen, deren freien Enden die Vorderseite des Steckverbinders überragen, in die im Gehäuse des Gegensteckverbinders ausgebildeten korrespondierenden Führungslöcher ein. Beim weiteren Zusammenfügen von elektrischem Gerät und ortsfestem Basisteil wird dann der Steckverbinder dadurch mit großer Genauigkeit zum Gegensteckverbinder ausgerichtet, dass der Steckverbinder senkrecht bzw. quer zur Fügerichtung schwimmend, d. h. innerhalb bestimmter Grenzen beweglich, an der Befestigungsplatte des elektrischen Geräts angeordnet ist. Beim Einstecken der Führungszapfen in die Führungslöcher wird das Gehäuse des Steckverbinders automatisch in die richtige Position verschoben, so dass der Kontakteinsatz des Steckverbinders mit dem Gegenkontakteinsatz des Gegensteckverbinders zusammen gesteckt werden kann. Anstelle der Ausbil- dung einer oder mehrerer Führungszapfen am Gehäuse des Steckverbinders und korrespondierender Führungslöcher im Gehäuse des Gegensteckverbinders kann auch der Gegensteckverbinder entsprechende Führungszapfen und der Steckverbinder korrespondierende Führungslöcher aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Befestigungs- schraube einen Schraubenanschlag auf, durch die der maximale Einschraubweg der Befestigungsschraube in die Befestigungsplatte des elektrischen Geräts begrenzt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der Schraubenkopf in axialer Richtung der Befestigungsschraube etwas Spiel zum Gehäuse des Steckverbinders hat, so dass die gewollte schwimmende Befestigung des Steckverbinders an der Befestigungsplatte nicht durch ein zu festes Anziehen der Befestigungsschraube zunichte gemacht wird. Hierzu ist der Schraubenanschlag derart zwischen dem Schraubenhals und dem Schraubenende angeordnet, dass der Abstand zwischen der dem Schraubenhals zugewandten Unterseite des Schraubenkopfes und der dem Schraubenende zugewandten Unterseite des Schraubenanschlags etwas größer ist als die Länge des Schrauben- loches im Gehäuse des Steckverbinders. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Länge des Schraubenhalses und die Dicke des Schraubenanschlages zusammen größer sind als die Dicke des Gehäuses des Steckverbinders im Bereich des Schraubenloches. Der Schraubenanschlag ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, so dass er den Schraubenhals vollständig nach Art eines Kragens umgibt, wobei der Schraubenanschlag einen Außendurchmesser aufweist, der deutlich größer als der Durchmesser des Schraubenhalses und nur etwas kleiner als der Durchmesser des Schraubenkopfes bzw. der Durchmesser des Schraubenloches ist. Dadurch wird eine relativ große Auflagefläche des Schraubenanschlags auf der Oberseite der Befestigungsplatte erreicht, so dass die Befestigungsschraube mit relativ großem Drehmoment angezogen werden kann. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Steckverbinder auch bei relativ rauen Umgebungsbedingungen, insbesondere bei großen Temperaturschwankungen, dauerhaft und sicher an der Befestigungsplatte des elektrischen Gerätes befestigt ist.
Um zu verhindern, dass die maximal mögliche Beweglichkeit des Steckverbinders senkrecht zur Fügerichtung des elektrischen Geräts durch den größeren Außendurchmesser des zuvor beschriebenen Schraubenanschlags reduziert ist, ist im Gehäuse des Steckverbinders an dem der Befestigungsplatte des Geräts zugewandten Ende des Schraubenloches eine Öffnung ausgebildet, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Schraubenloches ist. Durch die Ausbildung einer derartigen, an das Schraubenloch anschließenden Öffnung mit einem größeren Durchmesser wird sichergestellt, dass die gewollte Beweglichkeit des Steckverbinders quer zur Fügerichtung durch die Differenz des Durchmessers des Schraubenloches zum Durchmesser des Schraubenhalses bestimmt wird und nicht vom Außendurchmesser des Schraubenanschlags abhängt.
Zuvor ist ausgeführt worden, dass das elektrische Gerät, bei dem es sich beispielsweise um einen Parkscheinautomaten, einen Informationsterminal oder eine Ladestation für Fahrzeuge handeln kann, mechanisch mit einem als Montageuntergrund die- nen ortsfesten Basisteil verbunden wird. Um die Montage eines derartigen elektrischen Geräts mit dem Basisteil zu vereinfachen, weist das elektrische Gerät gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung mindestens zwei senkrecht zur Befestigungsplatte verlaufende Führungshilfen auf, die beim Verbinden des Geräts mit dem ortsfesten Basisteil mit korrespondierenden Führungshilfen zusammen wirken. Bei den am e- lektrischen Gerät vorgesehenen Führungshilfen kann es sich beispielsweise um Führungsstege und bei den am ortsfesten Basisteil ausgebildeten Führungshilfen um korrespondierende Führungsnuten handeln.
Die zuvor genannte Aufgabe ist bei einer eingangs beschriebenen elektrischen Steckverbindung gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 10 dadurch gelöst, dass im Gehäuse des Steckverbinders mindestens ein Schraubenloch ausgebildet ist, durch das eine das Schraubenloch durchsetzende Befestigungsschraube in eine Bohrung in einer Befestigungsplatte eines elektrischen Geräts einschraubbar ist, und dass die Befestigungsschraube einen Schraubenkopf, einen Schraubenhals und ein Schraubenende mit einem Gewinde aufweist, wobei der Durchmesser des Schraubenkopfs größer als der Durchmesser des Schraubenlochs und der Durchmesser des Schraubenhals wesentlich kleiner als der Durchmesser des Schraubenlochs ist. Wie zuvor bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Gerät ausgeführt worden ist, ist ein Ausgleich von Montagetolleranzen zwischen dem an einem elektrischen Gerät befestigbaren Steckverbinder und dem an einem ortsfesten Basisteil befestigbaren Gegensteckverbinder durch eine schwimmende Lagerung des Steckverbinders an dem elektrischen Gerät bzw. an einer Befestigungsplatte des elektrischen Geräts realisiert. Durch die Ausbildung mindestens eines Schraubenloches und die besondere Ausgestaltung der Befestigungsschraube mit einem schmalen Schraubenhals ist eine Bewegung des Steckverbinders senkrecht oder quer zur Fügerichtung möglich, die durch die Differenz des Durchmessers des Schraubenloches zum Durchmesser des Schraubenhalses begrenzt ist. Je schmaler der Schraubenhals und je größer der Durchmesser des Schraubenloches ist, desto größer ist der maximal mögliche Versatz zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder, der beim Fügen von Steckerverbinder und Gegensteckverbinder bzw. beim Aufstecken oder Aufschieben des elektrischen Geräts auf das Basisteil durch eine gewollt ermöglichte Querbewegung des Steckverbinders ausgeglichen werden kann. Wie zuvor ebenfalls im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Gerät ausgeführt worden ist, weist die Befestigungsschraube vorzugsweise einen Schraubenanschlag auf, durch den der maximale Einschraubweg der Befestigungsschraube begrenzt wird, so dass der Steckverbinder in axialer Richtung mit ausreichend Spiel mit der Befestigungsplatte verbindbar ist, so dass die gewollte schwim- mende Lagerung des Steckverbinders nicht beeinträchtigt wird.
Um automatisch eine möglichst genaue Ausrichtung des Steckverbinders zum Gegensteckverbinder beim Fügevorgang zu erreichen, weist der Steckverbinder vorzugsweise zwei Führungszapfen und der Gegensteckverbinder zwei korrespondie- rende Führungslöcher auf, wobei die Führungszapfen und die Führungslöcher in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung des Steckverbinders diagonal zueinander angeordnet sind. Das selbständige Eingreifen der Führungszapfen in die Führungslöcher wird vorzugsweise dadurch weiter verbessert, dass die Führungszapfen kegelförmige Spitzen aufweisen, so dass die Führungszapfen auch bei einem anfänglichen Versatz ihrer Längsachsen zu den Längsachsen der Führungslöcher über die kegelförmigen Spitzen in die Führungslöcher gleiten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen Steckverbindung weist der Steckverbinder mehrere Kontakteinsätze mit unterschiedlichen Kontakt- dementen und der Gegensteckverbinder mehrere Gegenkontakteinsätze mit unterschiedlichen, jedoch zu den zugeordneten Kontaktelementen korrespondierenden Gegenkontaktelementen auf. Dabei dient vorzugsweise mindestens ein Kontakteinsatz und ein Gegenkontakteinsatz der Stromversorgung und mindestens ein Kontakteinsatz und ein Gegenkontakteinsatz der Datenübertragung vom elektrischen Gerät zum Basisteil und umgekehrt. Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung handelt es sich somit vorzugsweise um eine Hybrid- Steckverbindung, d. h. eine Kombination von Steckverbindung für die Energieversorgung und Steckverbindung für die Datenübertragung. Gerade bei einer solchen elektrischen Steckverbindung, welche eine Vielzahl von Kontaktelementen und korrespondierenden Gegenkontakt- elementen aufweist, sind zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbin- der nur sehr geringe Bauteil- und Montagetolleranzen zulässig. Ist ein Steckverbinder einer derartigen elektrischen Steckverbindung an einem relativen großen und schweren elektrischen Gerät befestigt, so müssen die zwischen dem ortsfesten Basisteil und dem elektrischen Gerät zulässigen, relativ großen Bauteil- und Montagetolleranzen durch die schwimmende Lagerung des Steckverbinders ausgeglichen wer- den, damit die einzelnen Kontakteinsätze des Steckverbinders mit den korrespondierenden Gegenkontakteinsätzen des Gegensteckverbinders einwandfrei zusammengesteckt werden können.
Bei einer derartigen elektrischen Steckverbindung weist gemäß einer letzten vorteil- haften Ausgestaltung der Erfindung der Gegensteckverbinder neben den Gegenkontakteinsätzen zusätzlich noch eine Leiterplatte und mindestens ein Kodierelement auf, wobei das Kodierelement über die Leiterplatte mit Gegenkontaktelementen eines Kontakteinsatzes für die Datenübertragung verbunden ist. Handelt es sich bei dem elektrischen Gerät, an dem der Steckverbinder befestigt ist, beispielsweise um einen Parkscheinautomat, der auf einem Montageuntergrund als Basisteil montiert wird, so kann es erforderlich sein, dass zur Kennzeichnung der genauen Position des Parkscheinautomats eine bestimmte Kodierung eingestellt wird, die dann zusammen mit den Daten des Parkscheinautomats über einen mit dem Basisteil verbundenen Busanschluss, beispielsweise einen Ethernet-Anschluss, an einen Zentralrechner übermittelt wird. Zur Einstellung der entsprechenden Kodierung vor Ort ist am Gegensteckverbinder mindestens ein Kodierelement vorgesehen, das vom Monteur vor dem Aufstecken des Parkscheinautomats auf das als Montageuntergrund dienende Basisteil entsprechend eingestellt wird. Bei dem Kodierelement kann es sich dabei vorzugsweise um mehrere Drehschalter handeln, die auf der im Gegensteckverbinder angeordneten Leiterplatte angebracht sind.
Im Einzelnen gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße e- lektrische Gerät und die erfindungsgemäße elektrische Steckverbindung auszugestal- ten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbindung im noch nicht zusammengesteckten Zustand,
Fig. 2 die Steckverbindung gemäß Fig. 1 , teilweise geschnitten,
Fig. 3 die Steckverbindung gemäß Fig. 2, in drei aufeinander folgenden Zeitpunkten beim Zusammenstecken, in Seitenansicht,
Fig. 4 einen Detailausschnitt des Steckverbinders,
Fig. 5 den Steckverbinder von unten, und
Fig. 6 eine perspektivische Draufsicht auf den Gegensteckverbinder, teilweise geschnitten.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils einen Ausschnitt eines elektrischen Geräts 1, das auf ein ortsfestes Basisteil 2 aufgesteckt werden kann, wobei auch von dem ortsfesten Basisteil 2 lediglich ein Ausschnitt dargestellt ist. Dargestellt sind in den Figuren insbesondere ein an dem elektrischen Gerät 1 befestigter Steckverbinder 3 und ein am Basisteil 2 befestigter korrespondierender Gegensteckverbinder 4, wobei dann, wenn das elektrische Gerät 1 vollständig mit dem ortsfesten Basisteil 2 verbunden ist, auch der Steckverbinder 3 und der Gegensteckverbinder 4 zusammengesteckt sind.
Der Steckverbinder 3 weist ein Gehäuse 5 mit zwei Kontakteinsätzen 6 auf, wobei die beiden Kontakteinsätze 6 jeweils eine Mehrzahl von Kontaktelementen 7 aufweisen. Darüber hinaus weist der Steckverbinder 3 noch zwei Führungszapfen 8 auf, die beim Verbinden des elektrischen Geräts 1 mit dem Basisteil 2 in zwei im Gehäuse 9 des Gegensteckverbinders 4 ausgebildete Führungslöcher 10 eingreifen. Da die Führungszapfen 8 die dem Gegensteckverbinder 4 zugewandte Stirnseite des Steckverbinders 3 bzw. der Kontakteinsätze 6 überragen, greifen beim Zusammenfügen von elektrischem Gerät 1 und Basisteil 2 zunächst die Führungszapfen 8 in die Führungslöcher 10 ein, wodurch eine Ausrichtung des schwimmend am Gerät 1 befestigten Steckverbinders 3 zum Gegensteckverbinder 4 erfolgt, wie dies insbesondere anhand der drei Darstellungen der Fig. 3 erkennbar ist und nachfolgend genauer erläutert wird.
Die schwimmende Befestigung des Steckverbinders 3 am elektrischen Gerät 1 wird dadurch realisiert, dass im Gehäuse 5 des Steckverbinders 3 zwei Schraubenlöcher 1 1 ausgebildet sind, die jeweils von einer Befestigungsschraube 12 durchsetzt sind, die in einer Befestigungsplatte 13 des Geräts 1 eingeschraubt sind. Die in Fig. 4 vergrößert dargestellte Befestigungsschraube 12 weist einen Schraubenkopf 14, einen Schraubenhals 15 und ein mit einem Gewinde versehenes Schraubenende 16 auf, das in eine korrespondierende Bohrung in der Befestigungsplatte 13 eingeschraubt ist. Während der Durchmesser des Schraubenkopfs 14 etwas größer als der Durchmesser des Schraubenlochs 1 1 ist, ist der Durchmesser des Schraubenhalses 15 deutlich kleiner als der Durchmesser des Schraubenlochs 1 1 , vorzugsweise nur etwa halb so groß, was dazu führt, dass der Steckverbinder 3 um die Differenz des Durchmessers des Schraubenlochs 11 zum Durchmesser des Schraubenhalses 14 relativ zur Befestigungsplatte 13 und damit zum elektrischen Gerät 1 verschiebbar ist. Diese Differenz beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa ± 2 mm in alle Richtungen senkrecht zur Längsachse der Befestigungsschraube 12. Die Befestigungsschrauben 12 weisen neben dem Schraubenkopf 14, dem Schraubenhals 15 und dem Schraubenende 16 noch einen ringförmigen Schraubenanschlag 17 auf, der zwischen dem Schraubenhals 15 und dem Schraubenende 16 angeordnet ist und die maximale Einschraubtiefe der Befestigungsschraube 12 in die Befestigungsplatte 13 derart begrenzt, dass der Schraubenkopf 14 in axialer Richtung der Befestigungsschraube 12 etwas Spiel zum Gehäuse 4 des Steckverbinders 3 aufweist. Hierzu sind die Länge des Schraubenhalses 15 und die Dicke des Schraubenanschlags 17 so gewählt, dass der Abstand zwischen der dem Schraubenhals 15 zugewandten Unterseite 18 des Schraubenkopfes 14 und der dem Schraubenende 16 zugewandten Unterseite 19 des Schraubenanschlags 17 etwas größer ist als die Län- ge des Schraubenlochs 1 1. Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, besteht dadurch auch im vollständig und fest eingeschraubten Zustand der Befestigungsschraube 12 in die Befestigungsplatte 13 zwischen der der Befestigungsplatte 13 zugewandten Unterseite 20 des Gehäuses 5 und der gegenüberliegenden Oberseite 21 der Befestigungsplatte 13 ein Spalt, so dass auch bei vollständig und fest eingeschraubter Befestigungs- schraube 12 die gewollte schwimmende Lagerung des Steckverbinders 3 an der Befestigungsplatte 13 nicht zunichte gemacht wird. Der ringförmige, das Schraubenende 16 nach Art eines Kragens umgebende Schraubenanschlag 17 weist einen Außendurchmesser auf, der deutlich größer als der Durchmesser des Schraubenendes 16 bzw. des Schraubenhalses 15 ist. Dadurch wird eine relativ große Auflagefläche des Schraubenanschlags 17 auf der Oberseite 21 der Befestigungsplatte 13 erreicht, so dass die Befestigungsschraube 12 mit einem relativ großen Drehmoment angezogen werden kann. Dies gewährleistet eine sichere und dauerhafte Befestigung des Steckverbinders 3 an dem elektrischen Gerät 1 , auch wenn das elektrische Gerät 1 aufgrund relativ rauer Umgebungsbedingungen relativ großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Damit die gewollte maximal mögli- che Verschiebbarkeit des Steckverbinders 3 senkrecht zur - in Fig. 3 eingezeichneten - Fügerichtung F des Steckverbinders 3 durch den größeren Außendurchmesser des Schraubenanschlags 17 nicht verringert wird, ist im Gehäuse 5 des Steckverbinders 3 an dem der Befestigungsplatte 13 zugewandten Ende des Schraubenlochs 1 1 eine Öffnung 22 ausgebildet, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Schraubenlochs 11 ist. Die maximale mögliche Verschiebbarkeit des Steckverbinders 3 wird dadurch durch die Differenz des Durchmessers des Schraubenlochs 1 1 zum Durchmesser des Schraubenhalses 15 und nicht durch den größeren Außendurchmesser des Schraubenanschlags 17 begrenzt. Die automatische Ausrichtung des Steckverbinders 3 zum Gegensteckverbinder 4 beim Aufschieben bzw. Aufstecken des elektrischen Geräts 1 auf das Basisteil 2 wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Fig. 3 erläutert, wobei die Fig. 3 drei aufeinander folgende Montageschritte zeigt. Zu Beginn des Montagevorgangs (Fig. 3a) greifen die kegelförmigen Spitzen 23 der beiden Führungszapfen 8 in die am Gegensteckverbinder 4 ausgebildeten Führungslöcher 10 ein. Wie aus Fig. 3 a ersichtlich ist, kann es dabei aufgrund von Montage- und Bauteiltoleranzen zwischen den am elektrischen Gerät 1 ausgebildeten Führungsstegen 24 und den am Basisteil 2 vorgesehenen Führungsnuten 25 zu einem Versatz V zwischen der Mittelachse der Führungszapfen 8 und der Mittelachse der Führungslöcher 10 kommen. Dies würde bei einer festen, nicht schwimmenden Befestigung des Steckverbinders 3 am elektrischen Gerät 1 dazu fuhren, dass der Steckverbinder 3 nicht mit dem Gegensteckverbinder 4 zusammen gesteckt werden kann, da die zulässigen Montagetoleranzen zwischen dem Steckverbinder 3 und dem Gegensteckverbinder 4 wesentlich geringer als die Montagetoleranzen zwischen dem elektrischen Gerät 1 und dem Basisteil 2 sind. Aufgrund der kegelförmigen Spitze 23 der Führungszapfen 8 gelangen diese beim weiteren Einschieben der Führungsstege 24 des Geräts 1 in die Führungsnuten 25 des Basisteils 2 trotz des Versatzes in die Führungslöcher 10, was zu einer Querverschiebung des Steckverbinders 3 senkrecht zur Fügerichtung F führt. Die schwim- mende Befestigung des Steckverbinders 3 an der Befestigungsplatte 13 des Geräts 1 ermöglicht es somit, dass der Steckverbinder 3 durch die selbst erfolgende Ausrichtung von Führungszapfen 8 und Führungslöchern 10 zueinander relativ zur Befestigungsplatte 13 verschoben wird, so dass der Steckverbinder 3 beim weiteren Aufschieben des Geräts 1 auf das Basisteil 2 mit dem Gegensteckverbinder 4 zusam- mengesteckt werden kann (Fig. 3c).
Der hierzu erforderliche Versatzausgleich des Steckverbinders 3 wird dadurch ermöglicht, dass der Schraubenhals 15 der Befestigungsschraube 12 wesentlich schmaler als das Befestigungsloch 11 ist, so dass der Steckverbinder 3 - in der Darstellung gemäß Fig. 3b - relativ zur fest in der Befestigungsplatte 13 eingeschraubten Befestigungsschraube 12 nach links verschoben wird. Damit wird der Steckverbinder 3 gleichzeitig so zum Gegensteckverbinder 4 ausgerichtet, dass die Kontakteinsätze 6 mit ihren Kontaktelementen 7 zu den im Gegensteckverbinder 4 angeordneten Ge- genkontakteinsätzen 26 mit ihren Gegenkontaktelementen 27 ausgerichtet werden; ein Zusammenstecken von Steckverbinder 3 und Gegensteckverbinder 4 wird dadurch möglich.
Aus der Darstellung des Steckverbinders 3 gemäß Fig. 5 ist zunächst ersichtlich, dass die beiden im Gehäuse 5 des Steckverbinders 3 ausgebildeten Schraubenlöcher 1 1 diagonal versetzt zueinander im Gehäuse 5 angeordnet sind, sich insbesondere in zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken des Gehäuses 5 befinden. Außerdem ist der Fig. 5 zu entnehmen, dass auch die beiden Führungszapfen 8 diagonal zueinander am Gehäuse 5 angeordnet sind, d. h. sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Steckverbinders 3 versetzt zueinander angeordnet sind.
Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 1 bzw. der erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung weist der Steckverbinder 3 einen Kontakteinsatz 6 für die Stromversorgung des e- lektrischen Geräts 1 mit insgesamt fünf Kontaktelementen 7 und fünf Leiteran- Schlüssen und einen Kontakteinsatz 6 mit einer Mehrzahl von Kontaktelementen 7 - im vorliegenden Fall 24 Kontaktelementen 7 - für die Datenübertragung des elektri- sehen Geräts 1 auf. Korrespondierend dazu weist auch der Gegensteckverbinder 4 einen Gegenkontakteinsatz 26 für die Stromversorgung und einen Gegenkontaktein- satz 26 für die Datenübertragung auf. Der Steckverbinder 3 und der Gegensteckverbinder 4 bilden somit eine Hybrid-Steckverbindung, mit der sowohl die elektrische Versorgung des elektrischen Geräts 1 als auch die Datenübertragung von und zum elektrischen Gerät realisiert wird.
Wie sich aus Fig. 6 ergibt, weist der Gegensteckverbinder 4 neben den beiden Ge- genkontakteinsätzen 26 für die Energieversorgung und die Datenübertragung zusätzlich noch eine Leiterplatte 28 und insgesamt drei Kodierelemente 29 auf, wobei die Kodierelemente 29 über die Leiterplatte 28 mit den Gegenkontaktelementen 27 des Kontakteinsatzes 26 für die Datenübertragung verbunden sind. Über die als Drehschalter ausgebildeten Kodierelemente 29 ist eine elektrische Kodierung vor Ort einstellbar, so dass die vom elektrischen Gerät 1 über den Steckverbinder 3 zum Gegensteckverbinder 4 übertragenen Daten, welche dann beispielsweise über einen Ether- net-Anschluss an eine zentrale Überwachungseinheit weitergeleitet werden, einem bestimmten elektrischen Gerät 1 zugeordnet werden können.
Bei dem in den Figuren dargestellten elektrischen Gerät 1 , an dem der Steckverbinder 3 befestigt ist, handelt es sich um ein relativ großes und schweres Gerät, welches nicht ohne weiteres von Hand auf das ortsfeste Basisteil 2 als Montageuntergrund montiert werden kann. Bei dem elektrischen Gerät 1 kann es sich dabei beispielsweise um ein Drehkreuz eines Personenzugangs, einen Informationsterminal oder einen Parkscheinautomaten handeln. Handelt es sich bei dem elektrischen Gerät 1 beispielsweise um einen Parkscheinautomaten, so kann über die im Gegensteckverbinder 4 ausgebildeten Kodierelemente 29 vor der Montage des Parkscheinautomats eine der Position des Parkscheinautomats entsprechende Kodierung vom Monteur eingestellt werden, so dass die an eine zentrale Leitstelle übermittelten Daten dem "richtigen" Parkscheinautomaten zugeordnet werden können.

Claims

Patentansprüche:
1. Elektrisches Gerät zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit einem ortsfesten Basisteil (2), mit einem Steckverbinder (3), der mit einem am Basisteil (2) befestigten korrespondierenden Gegensteckverbinder (4) verbindbar ist, wobei der Steckverbinder (3) ein Gehäuse (5) mit mindestens einem Kontakteinsatz (6) mit mehreren Kontaktelementen (7) aufweist,
wobei der Steckverbinder (3) mindestens ein erstes Führungselement, insbesondere einen Führungszapfen (8) aufweist, das beim Verbinden des elektrische Geräts (1) mit dem Basisteil (2) mit einem im Gehäuse (9) des Gegensteckverbinders (4) ausgebildeten zweiten Führungselement, insbesondere einem Führungsloch (10) zusammenwirkt,
wobei im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) mindestens ein Schraubenloch (1 1) ausgebildet ist und der Steckverbinder (3) dadurch über mindestens eine das Schraubenloch (11) durchsetzende Befestigungsschraube (12) schwimmend an einer Befestigungsplatte (13) des Geräts (1) befestigt ist,
dass die Befestigungsschraube (12) einen Schraubenkopf (14), einen Schraubenhals (15) und ein Schraubenende (16) mit einem Gewinde aufweist, wobei der Durchmesser des Schraubenkopfs (14) größer als der Durchmesser des Schraubenlochs (11) und der Durchmesser des Schraubenhals (15) wesentlich kleiner als der Durchmesser des Schraubenlochs (1 1) ist.
2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschraube (12) einen Schraubenanschlag (17) aufweist, der zwischen dem Schraubenhals (15) und dem Schraubenende (16) angeordnet ist, und dass die Länge des Schraubenhalses (15) und/oder die Dicke des Schraubenanschlags (17) so ge- wählt ist, dass der Abstand zwischen der dem Schraubenhals (15) zugewandten Unterseite (18) des Schraubenkopfes (14) und der dem Schraubenende (16) zugewandten Unterseite (19) des Schraubenanschlags (17) etwas größer als die Länge des Schraubenlochs (11) im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) ist.
3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenanschlag (17) ringförmig ausgebildet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der deutlich größer als der Durchmesser des Schraubenhalses (15) und nur etwas kleiner als der Durchmesser des Schraubenlochs (1 1) ist.
4. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) an dem der Befestigungsplatte (13) des Geräts (1) zugewandten Ende des Schraubenloches (11) eine Öffnung (22) ausgebildet ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Schraubenloches (1 1) ist.
5. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) zwei Schraubenlöcher (1 1) ausgebildet sind, die in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung (F) des Geräts (1) vorzugsweise diagonale versetzt zueinander, insbesondere im Bereich zweier Ecken des Gehäuses (5), angeordnet sind.
6. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungszapfen (8) eine kegelförmige Spitze (23) aufweisen und dass der Steckverbinder (3) vorzugsweise zwei Führungszapfen (8) aufweist, die in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung (F) des Geräts (1) diagonale zueinander versetzt angeordnet sind.
7. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei senkrecht zur Befestigungsplatte (13) verlaufende Führungs- hilfen, insbesondere Führungsstege (24) vorgesehen sind, die beim Verbindung des Geräts (1) mit einem ortsfesten Basisteil (2) mit korrespondierenden Führungshilfen, insbesondere Führungsnuten (25) am Basisteil (2) zusammenwirken.
8. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (3) mehrere Kontakteinsätze (6) mit unterschiedlichen Kontaktelementen (7) aufweist, wobei mindestens ein Kontakteinsatz (6) der Stromversorgung des Geräts (1) und mindestens ein Kontakteinsatz (6) der Datenübertragung dient.
9. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (3) derart am Gerät (1) bzw. an der Befestigungsplatte (13) des Geräts (1) befestigt ist, dass der Steckverbinder (3) beim Verbinden des Geräts (1) mit einem ortsfesten Basisteil (2) in Fügerichtung (F) von dem Gerät (1) verdeckt wird, so dass ein manuelles Ausrichten des Steckverbinders (3) zum Gegensteckver- binder (4) nicht möglich ist.
10. Elektrische Steckverbindung zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen einem elektrischen Gerät (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, und einem ortsfesten Basisteil (2), mit einem an einer Befestigungsplatte (13) des Geräts (1) schwimmend befestigbaren Steckverbinder (3) und einem am Basisteil (2) befestigbaren korrespondierenden Gegensteckverbinder (4),
wobei der Steckverbinder (3) ein Gehäuse (5) mit mindestens einem Kontakteinsatz (6) mit mehreren Kontaktelementen (7) und mindestens ein erstes Führungselement, insbesondere einen Führungszapfen (8) aufweist,
wobei der Gegensteckverbinder (4) ein Gehäuse (9) mit mindestens einem Gegen- kontakteinsatz (26) mit mehreren Gegenkontaktelementen (27) und mindestens ein zweites Führungselement, insbesondere ein Führungsloch (10) aufweist, das beim Fügen von Steckverbinder (3) und Gegensteckverbinder (5) mit dem ersten Füh- rungselement zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) mindestens ein Schraubenloch (11) ausgebildet ist durch das eine das Schraubenloch (11) durchsetzende Befestigungsschraube (12) in eine Bohrung in einer Befestigungsplatte (13) eines elektrischen Geräts (1) einschraubbar ist, und
dass die Befestigungsschraube (12) einen Schraubenkopf (14), einen Schraubenhals (15) und ein Schraubenende (16) mit einem Gewinde aufweist, wobei der Durchmesser des Schraubenkopfs (14) größer als der Durchmesser des Schraubenlochs (1 1) und der Durchmesser des Schraubenhals (15) wesentlich kleiner als der Durchmesser des Schraubenlochs (11) ist.
11. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschraube (12) einen Schraubenanschlag (17) aufweist, der zwischen dem Schraubenhals (15) und dem Schraubenende (16) angeordnet ist, und dass die Länge des Schraubenhalses (15) und/oder die Dicke des Schraubenanschlags (17) so gewählt ist, dass der Abstand zwischen der dem Schraubenhals (15) zugewandten Unterseite (18) des Schraubenkopfes (14) und der dem Schraubenende (16) zugewandten Unterseite (19) des Schraubenanschlags (17) etwas größer als die Länge des Schraubenlochs (11) im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) ist, wobei der Schraubenanschlag (17) vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist und einen Außendurch- messer aufweist, der deutlich größer als der Durchmesser des Schraubenhalses (15) und nur etwas kleiner als der Durchmesser des Schraubenloches (1 1) ist.
12. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) des Steckverbinders (3) an dem dem Schraubenkopf (14) abgewandten Ende des Schraubenloches (1 1) eine Öffnung (22) ausgebildet ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Schraubenloches (11) ist.
13. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Steckverbinder (3) zwei Führungszapfen (8) und der Gegensteckverbinder (4) zwei Führungslöcher (10) aufweist, wobei die Führungszapfen (8) und die Führungslöcher (10) in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung (F) des Steckverbinders (3) diagonale zueinander versetzt angeordnet sind, und wobei die Führungszapfen (8) vorzusgweise jeweils eine kegelförmige Spitze (23) aufweisen.
14. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (3) mehrere Kontakteinsätze (6) mit unterschiedlichen Kontaktelementen (7) und der Gegensteckverbinder (4) mehrere Ge- genkontakteinsätze (26) mit unterschiedlichen, jedoch zu den zugeordneten Kontakt- elementen (7) korrespondierenden Gegenkontaktelementen (27) aufweist, wobei mindestens ein Kontakteinsatz (6) und ein Gegenkontakteinsatz (26) der Stromversorgung und mindestens ein Kontakteinsatz (6) und ein Gegenkontakteinsatz (26) der Datenübertragung dient.
15. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegensteckverbinder (4) eine Leiterplatte (28) und mindestens ein Kodierelement (29) aufweist, und dass das Kodierelement (29) über die Leiterplatte (26) mit Gegenkontaktelementen (27) eines Gegenkontakteinsatzes (26) für die Datenübertragung verbunden ist.
EP11729370.4A 2010-06-08 2011-06-08 Elektrisches gerät mit einem steckverbinder und elektrische steckverbindung Not-in-force EP2580819B1 (de)

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