-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rundsteckverbinder, bei dem zum Erreichen einer hohen Schutzklasse für explosionsgefährdete Bereiche eine Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2 mm ausgebildet ist.
-
Rundsteckverbinder für explosionsgefährdete Bereiche sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (vgl. IEC 60079-11) werden für den Geräteschutz durch Eigensicherheit Mindestwerte für Luft- und Kriechstrecken zwischen eigensicheren Stromkreisen und geerdeten Metallteilen verlangt. So gilt beispielsweise für die Schutzniveaus „ia“ und „ib“ bei Spannungswerten unter 30 V eine Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2,0 mm (vgl. IEC 60079-11, Kapitel 6.3.1.1, Tabelle 5). In IEC 60079 wird die Bestimmung für die Konstruktion und Prüfung eigensicherer Betriebsmittel, die für die Verwendung in explosionsfähigen Atmosphären bestimmt sind, sowie für zugehörige Betriebsmittel festgelegt, die für den Anschluss an eigensichere Stromkreise, die in solche Atmosphären hineinführen, vorgesehen sind.
-
Bei Steckverbindern mit dem Maß M12 (vgl. IEC 61076-2-101) und kleiner liegen die Pole (Pins) weniger als 2 mm von dem Steckergehäuse entfernt, so dass die vorstehend genannte Norm nicht eingehalten werden kann und zusätzliche Maßnahmen zum Erreichen der geforderten Luft- und Kriechstrecke erforderlich sind, sobald als Material für das Gehäuse bzw. das Gewinde Metall zum Einsatz kommt. IEC 61076 beschreibt M12 Rundsteckverbinder, die industriell für die Prozesskontrolle verwendet werden. Diese Rundsteckverbinder bestehen aus fixierten, freien Verbindern mit einer Schraubbefestigung. Die männlichen Verbinder haben typischerweise runde Kontakte mit Durchmessern von 0,6 mm, 0,76 mm, 0,8 mm und 1,0 mm.
-
Nach dem Stand der Technik werden in der Regel bei Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen Steckverbinder mit dem Maß M12 nicht eingesetzt. Vielmehr werden entweder physikalisch größere Stecker (z.B. MILC-5015, bzw. MIL-DTL-5015) verwendet, die eine entsprechende Luft- und Kriechstrecke aufweisen, oder es wird auf eine Steckverbindung komplett verzichtet und die Anbindung des entsprechenden Kabels direkt in der Vorrichtung realisiert.
-
Ferner ist ein Sensor der Firma Meggitt Sensing Systems bekannt, der eine M12 Verbindung und Ex-Zulassung aufweist (MEGGIT 786-500-M12-IS). Die Trennabstände und Kriechstrecken werden bei diesem Sensor offensichtlich durch einen Verguss und/oder feste Isolierung auf 0,5 mm bzw. 0,7 mm reduziert. Der große Nachteil bei der Realisierung mit Hilfe von Verguss ist, dass jedes gefertigte Teil einer Stückprüfung unterzogen werden muss, das ist aufwendig und damit teuer.
-
US 2005/0101185 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung elektrischer Leitungen durch die Wandung eines Kraftstofftanks, wobei ein Stahlträger mit der Wandung des Kraftstofftanks stoffschlüssig verbunden ist. Durch den Träger sind Kontakte eingeführt. Die Kontakte haben eine Ummantelung aus Glas oder Keramik. Ein Austreten von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank ist somit nahezu ausgeschlossen.
-
US 3,146,054 A beschreibt eine Wendeschlüsselvorrichtung zur Verwendung mit Leitungsverbindern, umfassend ein Verbindergehäuse, einen Polarisationsadapter und eine Sicherungsmutter, wobei das Verbindergehäuse eine darin ausgebildete Bohrung aufweist und eine Vielzahl von Kerben enthält, die an einem Ende des Gehäuses in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei der Adapter eine Hülse umfasst, die in das Gehäuse einführbar ist und eine äußere Schlüsseleinrichtung enthält, die mit den Kerben in dem Gehäuse bei unterschiedlichen Winkelausrichtungen des Adapters relativ zu dem Gehäuse in Eingriff steht, wobei der Adapter eine innere Nuteinrichtung für den Eingriff mit der Schlüsseleinrichtung in einer passenden Aufnahme aufweist, wobei das Gehäuse eine darin ausgebildete Öffnung aufweist und der Adapter eine Kennzeichnung auf seiner Umfangsfläche in Übereinstimmung mit der Öffnung aufweist, um die relative Winkelausrichtung dazwischen zu identifizieren, und wobei die Verriegelungsmutter mit einem Ende des Gehäuses in Eingriff gebracht werden kann und mit dem Adapter in Eingriff steht, um den Adapter in einer festen Position zu verriegeln.
-
US 3,597,716 A bezieht sich auf einen hermetisch abgedichteten elektrischen Verbinder, der aus einer Vielzahl von Kontakten besteht, die mittels einer leitenden Platte miteinander verbunden sind. Die Kontakte sind mit der leitenden Platte und einem Paar von Dichtungselementen verbunden, die aus einem glasartigen Material bestehen und auf beiden Seiten der leitenden Platte angeordnet sind. Die Anordnung ist in einem Steckergehäuse montiert und so gebrannt, dass die Dichtungselemente um die leitende Platte und mit dem Gehäuse verschmolzen sind und eine hermetische Abdichtung bilden. Kontakte, die nicht mit der leitenden Platte verbunden sind, können ebenfalls mit den Dichtungselementen versiegelt werden. Das Ergebnis ist ein hermetisch abgedichteter Steckverbinder mit ausreichender Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit, um einen unerwünschten physischen Kontakt zwischen den im Steckverbindergehäuse montierten Elementen zu verhindern.
-
DE 20 2014 010 351 U1 offenbart einen Rundsteckverbinder umfassend ein metallisches Gehäuse mit einem zylindrisch geformten hohlen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines passenden Kunststoffkontakteinsatzes mit einem zylindrisch geformten Halte- und Dichtabschnitt, wobei die Innenwand im Bereich des Aufnahmeabschnittes mit wenigstens einem ringförmig umlaufenden Rastelement ausgebildet ist, zum dichtenden Eingriff in die Wandung des Halteabschnittes und wobei das metallische Gehäuse eine Einstecköffnung zum Einführen des Kontakteinsatzes gegen einen Anschlag aufweist, wobei der Kontakteinsatz beim Einfügen in seine bestimmungsgemäße Lage mit einem stirnseitigen Ringabschnitt gegen den Anschlag anliegt und die Rastelemente und dichtend eingreifen und wobei der stirnseitig angeordneter Ringabschnitt der Innenwand im Bereich des Anschlages mit einem radialen und einen quer dazu angeordneten axialen Wandabschnitt der Innenwand im Bereich des Anschlags jeweils am Kontakteinsatz anliegt.
-
DE 10 2014 112 658 A1 betrifft einen Stecker für eine Steckverbindung für Datenleitungen mit einer elektrisch leitenden Steckerhülse und einer von deren Hülsenwandung umgebende, ein Gegensteckerteil aufnehmende Einstecköffnung, deren Boden von einer Stirnfläche eines in die Hülse eingepassten, elektrisch isolierenden, mit einem oder mehreren Kontaktstiften aufweisenden Kontaktträgern gebildet ist, wobei sich eine dessen Stirnfläche überragende Isoliermanschette in der elektrisch leitenden Hülsenwandung in die Einstecköffnung so erstreckt, dass deren innere Oberflächen bündig ineinander übergehen. Erfindungsgemäß weist die Steckerhülse einen den Gegenstecker aufnehmenden ersten Hülsenbereich mit einem dem Außendurchmesser des Gegensteckers entsprechendem Innendurchmesser und einen im Wesentlichen den Kontaktträger aufnehmenden zweiten Hülsenbereich mit einen erweiterten Durchmesser auf, wobei der Kontaktträger von der Stirnfläche ausgehend eine ringförmige Ausnehmung aufweist, die in eine die Isoliermanschette bildende, die Kriechstromfestigkeit erhöhende Isolierhülse mit einem Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Steckerhülse und einer bis über die Stirnfläche des Kontaktträgers reichenden Länge eingesetzt ist.
-
DE 101 22 816 A1 bezieht sich auf einen Stecker einer Steckverbindung mit einer elektrisch leitenden Hülse und einem in die Hülse eingepassten, elektrisch isolierenden Kontaktträger, dessen Stirnfläche ein oder mehrere Kontakte zugeordnet sind und den Boden einer von der Hülsenwandung umgebenen Einstecköffnung für ein Gegensteckerteil bildet. Es wird eine dem Rand der Stirnfläche angeformte Manschette vorgeschlagen, die sich flächenanliegend an die elektrisch leitende Hülsenwandung erstreckt.
-
Der Einsatz von Steckverbindern mit dem Maß M12 oder kleiner, die einen Standard für die Daten- und Signalübertragung sowie der Leistungsversorgung darstellen, wird daher häufig auf Bereiche beschränkt, die nicht explosionsgefährdet sind. Damit wird jedoch die kostengünstige Verwendung von genormten Kabeln zum Anschluss technischer Geräte verhindert.
-
Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus Stecker im Maß M12 mit sogenannter S-Kodierung bekannt (z.B. der Firmen Phönix Contact oder Escha), welche die nötigen Luft- und Kriechstrecken aufweisen, allerdings können diese bei einer maximalen Anwendungstemperatur von 90 °C höchstens die Schutzklasse IP69K erreichen. Diese Schutzklasse ist jedoch für viele Anwendungen aus dem Bereich der Sensorik und Automatisierung nicht ausreichend.
-
Angesichts der Nachteile des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, Steckverbinder der eingangs genannten Art in einfacher Weise und kostengünstig so zu modifizieren, dass eine Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2 mm eingehalten wird und dadurch die Schutzniveaus „ia“ und „ib“ im explosionsgefährdeten Bereich (IEC 60079-11) erreichbar sind.
-
Diese Aufgabe wird in der vorliegenden Erfindung durch einen Rundsteckverbinder (1) gelöst, umfassend
- - ein Gehäuse (101) mit einem Hülsenabschnitt (1011) und einem Sockelabschnitt (1013),
- - zumindest einen durch den Sockelabschnitt (1013) geführten Kontaktstift (103), der frei in den Hülsenabschnitt (1011) hineinragt,
- - ein Isolierelement (105) in dem Sockelabschnitt (1013), das den zumindest einen Kontaktstift (103) gegen den Sockelabschnitt (1013) isoliert und in dem Sockelabschnitt (1013) positioniert, und
- - eine Isolierhülse (107), die formschlüssig in dem Hülsenabschnitt (1011) positioniert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) in einem Übergangsbereich zwischen Hülsenabschnitt (1011) und Sockelabschnitt (1013) eine Ausnehmung (1015) aufweist, die durch die Positionierung der Isolierhülse (107) einen Ringraum bildet, so dass zwischen dem zumindest einen stromführenden Kontaktstift (103) und dem Hülsenabschnitt (1011) durch die Positionierung der Isolierhülse (107) eine Luft- und Kriechstrecke (3) von mindestens 2 mm ausgebildet ist.
-
Durch die Modifikation eines gattungsgemäßen Rundsteckverbinders mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, eine Luft- und Kriechstrecke (3) von mindestens 2 mm auszubilden und gleichzeitig eine hermetisch dichte Durchführung für den Einsatz des Rundsteckverbinders (1) in explosionsgefährdeten Bereichen zu realisieren.
-
Nachfolgend wird die Erfindung im Detail beschrieben.
-
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Rundsteckverbinder (1), der zunächst ein Gehäuse (101) mit einem Hülsenabschnitt (1011) und einen Sockelabschnitt (1013) umfasst. Bevorzugte Materialien für das Gehäuse (101) sind beispielsweise Edelstahl 1.4404.
-
Durch den Sockelabschnitt (1013) wird zumindest ein stromführender Kontaktstift (103) geführt, der frei in den Hülsenabschnitt (1011) hinein ragt. Dieser zumindest eine Kontaktstift (103) stellt den männlichen Teil des Rundsteckverbinders (1) dar, der zur Aufnahme in den weiblichen Teil eines anzuschließenden (externen) Kabels ausgelegt ist. Vorzugsweise sind 2 oder mehr Kontaktstifte (103) vorgesehen.
-
Der Rundsteckverbinder (1) umfasst ferner ein Isolierelement (105) in dem Sockelabschnitt (1013), das den zumindest einen Kontaktstift (103) (vorzugsweise formschlüssig) gegen den Sockelabschnitt (1013) isoliert und diesen in dem Sockelabschnitt (1013) positioniert. Das Isolierelement (105) ist vorzugsweise aus einem glasartigen Material gebildet. Erfindungsgemäß finden insbesondere Glas, Glaskeramik oder Keramik Anwendung. Hierdurch wird die hermetische Dichtigkeit möglich gemacht. Wenn der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) in eine entsprechende Aufnahme eingebracht wird, stellt der zumindest eine Kontaktstift (103) einen stromführenden Kontaktstift (103) dar.
-
Schließlich umfasst der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) eine Isolierhülse (107), die formschlüssig in dem Hülsenabschnitt (1011) positioniert ist und mit ihrem einen Ende an den Sockelabschnitt (1013) anschließt. Die Isolierhülse (107) stellt eine zusätzliche Isolierung zwischen dem Hülsenabschnitt (1011) und dem zumindest einen Kontaktstift (103) dar. Bevorzugte Materialien für die Isolierhülse (107) sind Polyetheretherketon (PEEK), Polytetrafluorethylen (PTFE; „Teflon“), Silikone oder andere temperaturstabile Kunststoffe. Alternativ können auch keramische Werkstoffe eingesetzt werden.
-
Der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) zeichnet sich (insbesondere gegenüber
US 2005/0101185 A1 ) dadurch aus, dass das Gehäuse (101) in einem Übergangsbereich zwischen Hülsenabschnitt (1011) und Sockelabschnitt (1013) eine Ausnehmung (1015) aufweist, die durch die Positionierung der Isolierhülse (107) einen Ringraum bildet, so dass zwischen dem zumindest einen Kontaktstift (103) und dem Hülsenabschnitt (1011) durch die Positionierung der Isolierhülse (107) eine Luft- und Kriechstrecke (3) von mindestens 2 mm ausgebildet ist.
-
Die erfindungsgemäß vorgesehene Ausnehmung (1015) ist luftgefüllt und bildet zusammen mit der zusätzlich vorgesehenen Isolierhülse (107) die notwendigen baulichen Voraussetzungen für die Luft- und Kriechstrecke von mindestens 2 mm. Diese Luft- und Kriechstrecke wird benötigt, um die Isolationsstrecken nach der IEC 60079-11 (Ex-Schutz) zu erfüllen.
-
Das Gehäuse (101) weist im Bereich des Sockelabschnitts (1013) einen gegenüber dem Hülsenabschnitt (1011) erweiterten Innendurchmesser auf, in dem im Wesentlichen bündig mit der hinteren Fläche des Rundsteckverbinders (1) das Isolierelement (105) angeordnet wird. Dabei ist dieses nicht bis an den Hülsenabschnitt (1011) heran ausgebildet, sondern lässt einen Freiraum offen, der an zwei Seiten von dem Gehäuse (101) und an einer Seite von dem Isolierelement (105) begrenzt wird. Dieser Freiraum wird dann durch das Einbringen der Isolierhülse (107) in das Gehäuse (101) an seiner vierten Seite zumindest teilweise geschlossen und bildet die erfindungsgemäße Ausnehmung (1015).
-
Die Formulierung „zumindest teilweise“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Isolierhülse (107) nicht zwingend bis zum Anliegen an dem Isolierelement (105) in den Hülsenabschnitt (1011) eingeführt wird. Die Isolierhülse (107) wird das Isolierelement (105) in der Regel nicht berühren. Es wird vielmehr in der Regel ein Luftspalt zwischen Isolierhülse (107) und Isolierelement (105) gebildet, der jedoch sehr klein sein kann.
-
Der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) stellt ein hermetisch dichtes Steckergehäuse (männliche Seite) dar, das durch die erfindungsgemäßen konstruktiven Maßnahmen, insbesondere durch das Vorsehen der Isolierhülse (107) und der ringraumförmigen Ausnehmung (1015), die Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (Schutzniveaus „ia“ und „ib“) erreicht. Dadurch wird im Vergleich zum Stand der Technik eine wenig aufwändige und damit kostengünstige Verkleinerung der Steckverbindung bei gleichzeitiger Beibehaltung ihrer Robustheit ermöglicht. Die im Bereich der Sensorik und Automatisierung als Standard verbreiteten Steckverbindungen mit dem Maß M12 können durch den erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder (1) daher in explosionsgeschützten Bereichen zum Einsatz kommen.
-
Die Realisierung dieses Einsatzes wird insbesondere ohne eine Einschränkung des Verschmutzungsgrades erreicht, wie der beispielsweise in der Norm IEC 60079-11, Anhang F, beschrieben ist. Es gibt grundsätzlich die Möglichkeit, die Isolierstrecken zu verkleinern, wenn bestimmte Anforderungen an Materialien (Kriechstromzahl (CTI) und Verschmutzungsgrad) erfüllt werden. Bei einer Luft- und Kriechstecke von mind. 2 mm gibt es bezüglich Material und Verschmutzung jedoch keine solchen Einschränkungen mehr.
-
Gegenüber gattungsgemäßen Rundsteckverbindern, bei welchen die Isolierstrecke durch Verguss (oder Verklebung) realisiert wird, weist der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) den weiteren Vorteil auf, dass durch die erfindungsgemäße Ausnehmung (1015) auf einen solchen Verguss (oder Verklebung) verzichtet werden kann. Damit entfällt für den erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder (1) die Nachweispflicht, dass der Verguss lunkerfrei ist und die Klebefläche eine innige Verbindung zwischen Isolierhülse und Isolierelement bildet, so dass die gewünschte Luft- und Kriechstecke von mind. 2 mm sichergestellt ist.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Luft- und Kriechstrecke (3) einen geradlinigen Anteil (3d) und/oder einen winkligen Anteil (3a, 3b, 3c) auf, der bzw. die jeweils mindestens 2 mm beträgt bzw. betragen. Durch diese erfindungsgemäße konstruktive Maßnahme wird auch bei kleineren Stecker-Maßen die erforderliche Luft- und Kriechstrecke (3) von mindestens 2 mm sichergestellt.
-
Diese Weiterbildung kann vorteilhafterweise so ausgeführt sein, dass der bzw. ein winkliger Anteil (3a, 3b, 3c) der Luft- und Kriechstrecke (3) aufweist:
- - einen ersten winkligen Anteil (3a), der in der Ausnehmung (1015) verläuft,
- - einen zweiten winkligen Anteil (3b), der zwischen Isolierelement (105) und dem Innenraum der Isolierhülse (107) verläuft und
- - einen dritten winkligen Anteil (3c), der zwischen Isolierelement (105) und Isolierhülse (107) verläuft.
-
Besonders ist bei dieser Weiterbildung das Aufteilen der Luft- und Kriechstrecke (3) in einen winkligen Anteil (3a, 3b, 3c), wobei der erste winklige Anteil (3a) in der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausnehmung (1015) verläuft, die einen luftgefüllten ringförmigen Hohlraum darstellt. Die Formulierung „in der (...) Ausnehmung (1015) verläuft“ bedeutet dabei, dass abhängig davon, ob die Isolierhülse (107) das Gehäuse (101) berührt oder nicht, der erste winklige Anteil (3a) als Kriechstrecke entlang der Isolierhülse (107) am Rande der Ausnehmung (1015) zum Gehäuse (101) (berührt) oder als Luftstrecke durch die Ausnehmung (1015) von der Isolierhülse (107) zum Gehäuse (101) (berührt nicht) verläuft.
-
Zudem verläuft der zweite winklige Anteil (3b) zwischen Isolierelement (105) und dem Innenraum der Isolierhülse (107). In der Regel berührt gemäß der vorliegenden Erfindung die Isolierhülse (107) das Isolierelement (105) nicht, so dass ein Luftspalt zwischen diesen entsteht. In diesem Fall verläuft der zweite winklige Anteil (3b) als Luftstrecke durch den Innenraum der Isolierhülse (107). Für den Fall, dass sich Isolierhülse (107) und Isolierelement (105) berühren, verläuft der zweite winklige Anteil (3b) als Kriechstrecke zwischen diesen entlang des Isolierelements (105).
-
Ferner verläuft der dritte winklige Anteil (3c) zwischen dem Isolierelement (105) und der Isolierhülse (107) als Kriechstrecke. Diese Kriechstrecke verläuft nur in dem relativ kleinen Bereich, welcher der Dicke der Isolierhülse (107) entspricht.
-
Die Summe des winkligen Anteils (3a, 3b, 3c) ist dabei erfindungsgemäß größer/gleich 2 mm.
-
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Isolierelement (105) eine Glas-Metall-Durchführung ist, so dass der Rundsteckverbinder (1) hermetisch dicht ausgebildet ist. Zusammen mit dem Sockelabschnitt (1013) und dem zumindest einen Kontaktstift (103) stellt das Isolierelement (105) einen Glas-Metall-Verbund dar. Neben der Eigenschaft hermetisch dicht ist das Isolierelement (105) auch chemisch resistent und temperaturstabil.
-
Für das Erreichen einer im Vergleich zum Stand der Technik erweiterten Anforderung an die Umweltbedingungen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einsatztemperatur des Rundsteckverbinders (1) - 55 °C bis 260 °C beträgt. Diese vergleichsweise hohe Einsatztemperatur wird durch die Auswahl des Materials für die Isolierhülse (107), beispielsweise PTFE, Polyimid oder Silikone, erreicht. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Einsatztemperatur des Rundsteckverbinders (1) - 55 °C bis 180 °C, insbesondere bis 150 °C beträgt.
-
Es ist insbesondere bevorzugt, wenn der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) den Maßen für M12 Steckverbinder entspricht. Bei größeren Steckverbindern wie z.B. M16 ist eine Luft- und Kriechstecke von 2 mm grundsätzlich bekannt und trivial zu erreichen. Bei kleineren Maßen wie M8 ist ein deutlich höherer Aufwand zum Erreichen einer Luft- und Kriechstecke von 2 mm notwendig, grundsätzlich aber mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen möglich.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung bildet der Rundsteckverbinder (1) den männlichen Teil einer Rundsteckverbindung und ist mit einem weiblichen Teil eines M12 Rundsteckverbinders formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbindbar. Solche weiblichen Teile sind als weibliche Rundsteckverbinder (5) aus dem Stand der Technik bekannt und bilden genormte Standard-Anschlüsse in vielen Gebieten der Elektronik. Der erfindungsgemäße (männliche) Rundsteckverbinder (1) ist somit mit handelsüblichen (weiblichen) Anschlüssen universell einsetzbar. Dabei ist die Erfindung unabhängig von der verwendeten Steckerkodierung oder der Polzahl.
-
In einer Weiterbildung ist der Sockelabschnitt (1013) des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders (1) flanschartig ausgebildet, so dass dieser in einfacher Art und Weise mit Gehäusen von Geräten mechanisch verbunden werden kann.
-
In einer speziellen Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder (1) Teil eines Schwingungsaufnehmers. Der Vorteil dabei ist, dass die Verwendung des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders (1) eine kostengünstige Möglichkeit schafft, M12 Steckverbinder auch in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzen zu können.
-
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1 in einer Ausführungsform der Erfindung,
- 2: eine erste Detailansicht des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1,
- 3 eine zweite Detailansicht des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1,
- 4: eine schematische Darstellung einer Isolierhülse 107 in einer Ausführungsform der Erfindung,
- 5: einen weiblichen Steckverbinder 5 (Standard) zur Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder 1, und
- 6: den in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder 1 in gestecktem Zustand mit dem in 5 dargestellten weiblichen Steckverbinder 5.
-
In 1 ist der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder 1 in einer Ausführungsform der Erfindung mit vier stromführenden Kontaktstiften 103 dargestellt, wobei durch die Darstellung nur drei stromführende Kontaktstifte 103 zu erkennen sind. Das Gehäuse 101 teilt sich in einen Hülsenabschnitt 1011 und einen Sockelabschnitt 1013 auf, wobei der Hülsenabschnitt in Richtung eines zu verbindenden weiblichen Steckverbinders 5 gerichtet ist und die frei in ihn hineinragenden Kontaktstifte 103 schützend umgibt. Der Sockelabschnitt 1013 bildet die Basis des Rundsteckverbinders 1 und kann beispielsweise geräteseitig verklebt oder verschweißt sein oder alternativ einen Kabelanschluss besitzen. Die stromführenden Kontaktstifte 103 werden durch das Isolierelement 105 gegenüber dem Sockelabschnitt 1013 isoliert. Gleichzeitig übernimmt das Isolierelement 105 die exakte Positionierung der Kontaktstifte 103 innerhalb des Rundsteckverbinders 1. Das Isolierelement 105 ist vorzugsweise aus einem Glas oder einer Glas-Keramik gefertigt.
-
In den Hülsenabschnitt 1011 ist erfindungsgemäß eine Isolierhülse 107 eingebracht, die im Innern des Gehäuses 101 bis an den Sockelabschnitt 1013 ragt, aber nicht zwingend mit diesem abschließen muss. Innerhalb des Sockelabschnitts 1013 ist ein Rücksprung (Bereich mit größerem Innendurchmesser) vorgesehen, der zusammen mit dem Isolierelement 105 die Grundlage für die erfindungsgemäße Ausnehmung 1015 bildet. Die erfindungsgemäße Ausnehmung 1015 wird gebildet, wenn die Isolierhülse 107 in den Hülsenabschnitt 1011 eingeführt ist und damit zumindest teilweise die vierte Seite der Ausnehmung 1015 bildet.
-
In 2 ist dieser Bereich im Detail dargestellt. Zwischen dem Kontaktstift 103 und dem Sockelabschnitt 1013 ist in direkter Linie eine geradlinige Luft- und Kriechstrecke 3d ausgebildet, welche durch den vorhandenen Bauraum an der Basis des Rundsteckverbinders 1 eine ausreichend große Kriechstrecke von mindestens 2 mm einnehmen kann.
-
Gewöhnlicherweise liegen bei Steckverbindern nach dem Stand der Technik, welche das Maß M12 aufweisen, die Kontaktstifte 103 aufgrund der räumlichen Enge weniger als 2 mm von dem Steckgehäuse entfernt, welches häufig aus Metall hergestellt ist. Die erforderliche Luft- und Kriechstrecke von 2 mm wird daher bei Steckverbindungen nach dem Stand der Technik unterschritten. In 2 ist dargestellt, dass erfindungsgemäß die Luft- und Kriechstrecke alternativ zu der geradlinigen Luft- und Kriechstrecke 3d als ein winkliger Anteil 3a, 3b, 3c ausgestaltet ist.
-
In 3 ist der Bereich um die erfindungsgemäße Ausnehmung 1015 herum im größeren Detail (aus 1) zur Darstellung des winkligen Anteils 3a, 3b, 3c der Luft- und Kriechstrecken abgebildet. Der zweite winklige Anteil 3b (hier gestrichelt dargestellt) verläuft zwischen Isolierelement 105 und Isolierhülse 107 entweder als Kriechstrecke, wenn sich Isolierhülse (107) und Isolierelement (105) berühren, oder als Luftstrecke, wenn sich Isolierhülse (107) und Isolierelement (105) nicht berühren. Erfindungsgemäß schließt sich daran in der dargestellten Ausführungsform der dritte winklige Anteil 3c an (hier gepunktet dargestellt), der als Kriechstrecke zwischen Isolierelement 105 und Isolierhülse 107 verläuft. Mehr oder weniger im rechten Winkel schließt sich der erste winklige Anteil 3a an (hier strichgepunktet dargestellt). Dieser erste winklige Anteil 3a ist in der Darstellung der 3 eine Luftstrecke von der Isolierhülse 107 durch die Ausnehmung 1015 zum Gehäuse 101, wobei sich Isolierhülse 107 und Gehäuse 101 nicht berühren. Die Summe der drei winkligen Anteile 3a, 3b, 3c beträgt mindestens 2 mm, so dass die erforderliche Luft- und Kriechstrecke eingehalten wird.
-
4 stellt eine Isolierhülse 107 in der Draufsicht und im Schnitt entlang der Linie A - A dar. Die Isolierhülse 107 weist an ihrem einen Ende eine Auskragung 1071 auf, die am freien Ende des Hülsenabschnitts 1011 aufliegt und diesen gegen einen Abschnitt 501 eines weiblichen Steckverbinders 5 abstützt und gleichzeitig isoliert.
-
5 stellt einen herkömmlichen weiblichen Steckverbinder 5 dar. Er weist einen Grundkörper auf, der in seinem vorderen Teil einen im Durchmesser verringerten Abschnitt 501 aufweist, welcher dem Innendurchmesser des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1, das heißt dem Innendurchmesser der Isolierhülse 107 entspricht. Beim Einführen wird zwischen dem weiblichen Steckverbinder 5 und dem erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder 1 zunächst ein Klemmsitz erreicht, der anschließend im gesteckten Zustand durch eine M12 Überwurfmutter gesichert wird. Die stromführenden Kontaktstifte 103 des erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1 ruhen in entsprechenden Aufnahmehülsen 503 in dem weiblichen Steckverbinder 5, an die sich Kabelanschlüsse anschließen. Der weibliche Steckverbinder 5 ist üblicherweise an ein entsprechendes Kabel angeschlossen.
-
In 6 ist im Schnitt der gesteckte Zustand zwischen dem erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder 1 und dem herkömmlichen weiblichen Steckverbinder 5 nach dem Stand der Technik dargestellt
-
Der erfindungsgemäße Rundsteckverbinder 1 wurde insbesondere in Bezug auf das Maß M12 in einer vierpoligen Ausführung beschrieben. Das erfindungsgemäße Prinzip der Erweiterung der Luft- und Kriechstrecke 3 ist jedoch unabhängig von der Polzahl und unabhängig von der Steckerkodierung und kann auf andere Steckermaße und andere geometrische Anordnungen ausgeweitet werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rundsteckverbinder
- 101
- Gehäuse
- 1011
- Hülsenabschnitt des Gehäuses 101
- 1013
- Sockelabschnitt des Gehäuses 101
- 1015
- Ausnehmung
- 103
- Kontaktstift
- 105
- Isolierelement
- 107
- Isolierhülse
- 1071
- Auskragung der Isolierhülse 107
- 3
- Luft- und Kriechstrecke
- 3a
- erster winkliger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3
- 3b
- zweiter winkliger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3
- 3c
- dritter winkliger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3
- 3d
- geradliniger Anteil der Luft- und Kriechstrecke 3
- 5
- weiblicher Steckverbinder
- 501
- im Durchmesser verringerter Abschnitt des weiblichen Steckverbinders 5
- 503
- Aufnahmehülse
