-
Die Erfindung betrifft einen modular aufgebauten Steckverbinder, aufweisend ein Set aus Modulen, bestehend aus einem ersten Steckverbindersteckergehäuse mit wenigstens einem Kontakteinsatz und Kontaktmodulen sowie einem zweiten Steckverbindersteckergehäuse.
-
Zur Kontaktierung oder Herstellung lösbarer elektrisch leitender Verbindungen werden Steckverbindungen, Kontaktierungselemente, Polverbinder, Steckhülsen usw. in unterschiedlichsten Ausbildungen und Varianten eingesetzt. Insbesondere, aber nicht ausschließlich bei elektrischen Kontaktierungsaufgaben im höheren Leistungsbereich sind Kontaktsysteme entwickelt worden, die auf prismatischen oder runden Geometrien zur Aufnahme eines oder mehrerer Kontaktpins basieren.
-
Hochspannungssteckverbinder sind häufig mit einem oder mehreren Steckkontaktpins realisiert und müssen neben der zuverlässigen, lösbaren und dauerfesten Kontaktierung insbesondere auch gegen ungewolltes oder durch Axialzugbelastungen verursachtes Trennen der Steckverbindung gesichert werden.
-
Sind flexibel an die Kontaktierungsaufgabe anpassbare Steckverbinder erforderlich werden häufig mehrteilige Verbindungselemente eingesetzt. Eine Kontaktierungsmöglichkeit besteht in der Verwendung von modular aufgebauten Vier- oder Rechtecksteckverbindern mit einer Mehrzahl von Kontaktierungselementen, die in einem oder mehreren Modulen innerhalb des Steckverbinders angeordnet sein können. Derartige Steckverbinder können durch den modularen Aufbau infolge der Verwendung unterschiedlicher Module sehr flexibel auf verschiedene Kontaktierungsaufgaben, Leistungsbereiche, IP-Schutzarten usw. angepasst werden.
-
Je nach Ausführungsform des modularen Steckverbinders ist ein oder eine Mehrzahl von Modulen innerhalb von Modulsteckplätzen im Steckverbinder aufnehmbar. Die Module sind derart aufgebaut, dass zumindest ein Steckkontaktpin integriert ist. Auch sind Module mit einer Vielzahl von Steckkontaktpins realisiert.
-
Um die modular und mehrteilig aufgebauten Steckverbinderlösungen zuverlässig, sowohl hinsichtlich der Montage- als auch Betriebsqualität, auszubilden, sind erhebliche Anstrengungen erforderlich. Vor allem an den Schnittstellen der Steckverbinderelemente, d. h. an den Verbindungsstellen und Arretier- sowie Festlegungseinrichtungen sind hohe Anforderungen gestellt. Es muss sichergestellt sein, dass die Komponenten der mehrteiligen Steckverbinder gut, beschädigungsfrei, eindeutig, temporär oder dauerhaft, definiert, exakt und funktionsgerecht gefügt werden können. Dazu wurden verschiedene Verbindungstechniken entwickelt, beispielsweise das Crimpen, Verpressen, Verrasten, Verkleben, Verschweißen oder/und es kommen Verbindungselemente wie beispielsweise Bajonettverschlüsse, Schrauben, Nieten, Überwurfmuttern usw. zum Einsatz.
-
Es können weitere Anforderungen an modular und mehrteilig aufgebaute Steckverbinderanordnungen gestellt werden, die deren Komplexität weiter erhöhen. Beispielsweise können je nach Anwendungsfall und Umweltbedingungen abgedichtete Steckverbindungen erforderlich sein oder es müssen Abschirmungsmaßnahmen ergriffen werden zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit. Werden mehrpolige Steckverbinder in Rundbauweise realisiert, können Kodierungen bzw. asymmetrische Steckgesichter zur lagerichtigen Orientierung erforderlich sein.
-
Die
DE 10 2007 026 582 B3 zeigt ein Steckverbindergehäuse für einen elektrischen Steckverbinder mit einem Fixierelement in Form eines Rasthakens zum Arretieren eines elektrischen Kontaktelements und einer elektrischen Leitung im Steckverbindergehäuse, wobei mittels des Fixierelements das elektrische Kontaktelement im Steckverbindergehäuse festsetzbar ist, und mittels des Fixierelements die elektrische Leitung am Steckverbindergehäuse klemmbar ist. Das Fixierelement ist integrativer Bestandteil des Steckverbindergehäuses. Ziel der offenbarten Erfindung ist es, eine Fixierung eines elektrischen Kontaktelements und einer elektrischen Leitung im Steckverbindergehäuse zu realisieren. Dazu wird ein Fixierelement vorgeschlagen mit einer Doppelfunktion: Eine Klemmfunktion legt die Leitung innerhalb des Steckverbindergehäuses kraftschlüssig fest, die Verrastfunktion positioniert das Kontaktelement formschlüssig im Steckverbindergehäuse.
-
Je nach Einbausituation, Führung oder Richtung der abgehenden Kabel von dem Bereich, in dem der Steckverbinder angeordnet ist kann es erforderlich sein, die Richtung des Kabelabgangs der Steckverbindung anpassen zu müssen. Dazu sind Steckverbinder und Steckverbindergehäuse verfügbar, welche beispielsweise einen 90 Grad Kabelabgang, einen 45 Grad Abgang oder einen anderen definierten Kabelabgangswinkel, d. h. den Winkel, den das Zulaufkabel und das Abgangskabel der Steckverbindung zueinander einnehmen, realisieren. Nachteilig hierbei ist, dass für jeden definierten Kabelabgangswinkel ein vollständiges Steckverbindergehäuse eines der Steckverbindungspartner bereitgestellt werden muss.
-
Verwirklicht wurden auch elastische Kabelabgänge von Steckverbindersteckern, deren Kabelabgangswinkel durch Verformen angepasst werden können, beispielsweise durch faltenbalgähnliche Tüllen. Nachteilig bei derartigen Konstruktionen ist, dass die Führung des abgehenden Kabels undefiniert ist, kein oder nur geringer Schutz gegen Kabelzug möglich ist und eine Abdichtung problematisch und unzuverlässig ist.
-
Andere Möglichkeiten, variable Kabelabgangssituationen zu schaffen, betreffen nicht den Kabelabgangswinkel, sondern die rotatorische Lage des winkeligen Kabelabgangs relativ zur Steckrichtung der Steckverbindung. Die
DE 10 2018 127 720 B3 beispielsweise schlägt einen Hochstromsteckverbinder vor, bei dem nicht nur der Isolierkörper an einer elektrischen Vorrichtung um die Steckachse drehbar gehalten ist, sondern damit auch der damit gesteckte und an dem Isolierkörper ausgerichtete und kodierte Gegensteckverbinder. Besitzt der Gegensteckverbinder einen gewinkelten Kabelabgang, dann kann dieser Kabelabgang auch im eingebauten und gesteckten Zustand aufgrund der Drehbarkeit des Isolierkörpers in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung variabel in jede gewünschte Richtung gedreht werden.
-
Die
WO 2017/206989 A1 offenbart eine Steckverbindung mit einer variablen Kabelabgangssituation durch eine kugelkalottenförmige Verbindungsgeometrie der Steckteile. Dabei weist der Steckverbinder ein erstes Steckteil und ein zweites Steckteil auf. Beide Steckteile sind jeweils zur Aufnahme und Kontaktierung eines elektrischen Kabels ausgebildet. Dabei bildet das erste Steckteil eine Kugelschale als Kontaktbereich und das zweite Steckteil eine Kugel als Kontaktbereich. Durch diese geometrische Ausbildung sind das erste Steckteil und das zweite Steckteil variabel zueinander ausrichtbar und fixierbar. Problematisch ist hier, dass die Abdichtung derartiger Steckverbindungen nicht zuverlässig möglich und erheblich aufwändig ist, beispielsweise zu elastische Membranen.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung mehrteilige, modulare und abgedichtete Steckverbinderanordnungen mit wählbarem Kabelabgangswinkel weiterzuentwickeln, sodass die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise reduziert und die Zuverlässigkeit und Robustheit der Steckkontaktierung verbessert werden.
-
Die Erfindung schlägt ein zweigeteiltes Steckverbindersteckergehäuse vor. Der erste Teil des Steckverbindersteckergehäuses umfasst einen Kontakteinsatz für die Kontaktmodule. Der zweite Teil des Steckverbindersteckergehäuses wird gebildet durch ein an das erste Steckverbindersteckergehäuseteil koppelbares Kabelsteckergehäuse.
-
Durch diese Zweiteilung realisiert die Erfindung einen modularen Ansatz zwischen Steckverbindersteckergehäuse und Steckverbinderstecker-Kontakteinsatz, welcher den Einbau des zweiten Steckverbindersteckergehäuseteils in zwei Positionen erlaubt. Dabei unterstützt das zweite Steckverbindersteckergehäuseteil Deckel-Konstruktionen, die den kompletten Wellrohradapter als Abgangselement des Kabels enthalten. Auf diese Weise ist es möglich, dass unterschiedliche, definierte Kabelabgangswinkel mit ein und demselben ersten Steckverbindersteckergehäuseteil in Form des Kontakteinsatzes ermöglicht werden. Besonders vorteilhaft unterstützt die Erfindung die Kabelabgangswinkel -90 Grad, 90 Grad und 180 Grad.
-
Durch die Zweiteilung des Steckverbindersteckergehäuses realisiert die Erfindung auch funktionale Teilung. Der erste Teil des Steckverbindersteckergehäuses mit seinem Kontakteinsatz für die Kontaktmodule nimmt sowohl die Kontakteinsätze als auch eine Dichtung auf und realisiert zusammen mit dem ersten Steckverbindersteckergehäuse die Funktionen der Verriegelung. Das zweite Steckverbindersteckergehäuse verwirklicht funktional die Kopplung beider Steckverbindersteckergehäuseteile, den jeweiligen Kabelabgangswinkel und die Zugentlastung des Kabels.
-
im Ergebnis umfasst die Erfindung einen modular aufgebauten Steckverbinder mit einem Steckverbindungspartner, der ein zweigeteiltes Steckverbindersteckergehäuse aufweist, bestehend aus einem ersten Steckverbindersteckergehäuse und einem aus wenigstens zwei Modulen bestehenden zweiten Steckverbindersteckergehäuse, welche einen 90 Grad-Kabelabgang und einen 180 Grad- Gabelabgang bereitstellt. Die Kabelabgangssituation von -90 Grad wird durch die gedrehte Anbaulage des zweiten Steckverbindersteckergehäuses an das erste Steckverbindersteckergehäuse bewerkstelligt. Dabei ist die Verriegelung derart ausgestaltet, dass beide Anbaulagen verriegelbar sind.
-
Das zweite Steckverbindersteckergehäuse ist als zweiteilige Deckel-Konstruktion ausgeführt, in die der ebenfalls zweiteilige Wellrohradapter vollständig integriert ist. Auf der Schnittstellenseite hin zu dem ersten Steckverbindersteckergehäuse ist das zweite Steckverbindersteckergehäuse derart ausgebildet, dass eine Kopplung mit dem ersten Steckverbindersteckergehäuse über eine Rastgeometrie ermöglicht ist. Das bedeutet, dass das erste Steckverbindersteckergehäuse lediglich über die koppelbare Rastgeometrie verfügen muss.
-
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion des zweiten Steckverbindersteckergehäuses in Form von zwei modular ausgebildeten deckelartigen Gebilden mit entweder einem 90 Grad Kabelabgangswinkel oder einem 180 Grad Kabelabgangswinkel sind dies zwei definierten Kabelabgangswinkel jeweils unterstützt, der minus 90 Grad Kabelabgangswinkel kann durch verdrehten Einbau der 90 Grad Variante hergestellt werden. Damit sind durch zwei modulare zweite Steckverbindersteckergehäuse insgesamt drei Kabelabgangswinkel realisierbar, dadurch, dass sowohl die Verrastung als auch den in zwei Lagen einsetzbaren Steckverbinderkontakteinsatz die jeweils verdrehte Kopplung des zweiten an den ersten Steckverbindersteckergehäuse unterstützt. Das bedeutet, dass der Steckverbinderkontakteinsatz um 180 Gradverdreht in das Gehäuse montiert werden kann und dadurch die Möglichkeit geschaffen ist, mit dem zweiten Steckverbindersteckergehäuse in Form des 90 Grad Kabelabgangsmoduls sowohl die Variante des 90 Grad Kabelabgangswinkels als auch die des minus 90 Grad Kabelabgangswinkels zu realisieren.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Unteransicht, Vorderansicht und Draufsicht auf den modularen Steckverbinder in der Ausbildung mit einem 180 Grad Kabelabgang;
- 2 eine Unteransicht, Vorderansicht und Draufsicht auf den modularen Steckverbinder in der Ausbildung mit einem 90 Grad Kabelabgang (linksseitige Abbildungen) und einem minus 90 Grad Kabelabgang (rechtsseitige Abbildungen);
- 3 die Vorderansicht auf den Kontakteinsatz (obere Abbildung) und die Kontaktmodule (untere Darstellung);
- 4 die Vorderansicht und die Draufsicht auf das erste Steckverbindersteckergehäuse mit Verriegelung;
- 5 die perspektivische Ansicht auf das zweite Steckverbindersteckergehäuse in der Ausbildung mit 180 Grad Kabelabgang;
- 6 die perspektivische Ansicht auf das zweite Steckverbindersteckergehäuse in der Ausbildung mit 90 Grad Kabelabgang.
-
1 zeigt eine Unteransicht, Vorderansicht und Draufsicht auf den modularen Steckverbinder 1 in der Ausbildung mit einem 180 Grad Kabelabgang.
-
Die obere Abbildung in 1 zeigt das erste Steckverbindersteckergehäuse 10 des modularen Steckverbinders 1, welches den Kontakteinsatz 30 mit den Kontaktmodulen 40 aufnimmt bzw. umschließt und in seinem Innern haltert.
-
Die mittlere Abbildung in 1 skizziert die Vorderansicht des modularen Steckverbinders 1 im Wesentlichen bestehend aus den Modulen erstes Steckverbindersteckergehäuse 10, zweites Steckverbindersteckergehäuse 20 sowie der Verriegelung 50 in der Verriegelungsposition.
-
Die untere Abbildung in 1 illustriert die Draufsicht auf den modularen Steckverbinder 1 mit dem zweiten Steckverbindersteckergehäuse 20 mit einem 180 Grad Kabelabgang.
-
2 zeigt - analog zu den Darstellungen der 1 - eine Unteransicht, Vorderansicht und Draufsicht auf den modularen Steckverbinder 1 in der Ausbildung mit einem 90 Grad Kabelabgang (linksseitige Abbildungen) und einem minus 90 Grad Kabelabgang (rechtsseitige Abbildungen).
-
3 umfasst die Vorderansicht auf den Kontakteinsatz 30 (obere Abbildung) und die Kontaktmodule 40 (untere Darstellung). Die Kontaktmodule 40, welche hier exemplarisch durch eine Mehrzahl jeweils einer ersten geometrischen und einer zweiten geometrischen Gestaltung gewählt und asymmetrisch angeordnet sind, werden in den Kontakteinsatz 30 eingesetzt und von diesem gehaltert. Der Kontakteinsatz 30 wird in das erste Steckverbindersteckergehäuse 10 eingesetzt und von diesem umschlossen sowie gehaltert.
-
Der Kontakteinsatz 30 kann optional zur Aufnahme wenigstens einer Dichtung ausgebildet sein, sodass eine Abdichtung entweder zwischen den Kontaktpartnern und/oder der beiden Steckverbindersteckergehäuse 10, 20 und/oder des Kontakteinsatzes 30 zum ersten Steckverbindersteckergehäuse 10 erfolgt.
-
4 zeigt die Vorderansicht und die Draufsicht auf das erste Steckverbindersteckergehäuse 10 mit Verriegelung 50. Die Verriegelung 50 ist schwenkbar an wenigstens einer Kopplungsstelle 11 des ersten Steckverbindersteckergehäuses 10 festgelegt und verriegelt die das erste und das zweite Steckverbindersteckergehäuse 10, 20 in ihrer zusammengelegten Positionierung (das zweite Steckverbindersteckergehäuse 20 ist in 4 nicht abgebildet).
-
Um das erste und das zweite Steckverbindersteckergehäuse 10, 20 in einer definierten Lage zusammenzulegen, verfügen beide über Verbindungselemente an der jeweiligen Verbindungsgehäusekante. Das hier dargestellte erste Steckverbindersteckergehäuse 10 ist zu diesem Zweck mit einer Schnappverbindung 12 ausgestattet. Die Schnappverbindung 12 dieses Ausführungsbeispiels ist symmetrisch und gegenüberliegend an den zwei Gehäuselängskanten vorgesehen und verfügt über zwei Schnappöffnungen 13.
-
Innenseitig des ersten Steckverbindersteckergehäuses 10 sind eine oder mehrere Führungsnuten und/oder Aufnahmeelemente für die Halterung des Kontakteinsatzes 30 mit den Kontaktmodulen 40 vorgesehen und derart ausgebildet, dass der Kontakteinsatz 30 mit den symmetrisch oder asymmetrisch enthaltenen Kontaktmodulen 40 sowohl in einer ersten Orientierung als auch in einer dazu um 180 Grad um die Steckachse S (Achse der Steckrichtung) gedrehten Orientierung aufgenommen werden kann.
-
5 umfasst die perspektivische Ansicht auf das zweite Steckverbindersteckergehäuse 20 in der Ausbildung mit 180 Grad Kabelabgang. Das zweite Steckverbindersteckergehäuse 20 dieses Ausführungsbeispiels ist wenigstens zweiteilig aufgebaut und verfügt über ein deckelartiges Design, d. h. das zweite Steckverbindersteckergehäuse 20 ist durch wenigstens zwei Deckelelemente 21', 21" aufgebaut, welche zueinander durch wenigstens eine Verrastung 22 festgelegt sind.
-
Die wenigstens zwei Deckelelemente 21', 21" verfügen über mit der Schnappverbindung 12 des ersten Steckverbindersteckergehäuses 10 korrespondierende Schnappnasen 23, sodass das erste und das zweite Steckverbindersteckergehäuse 10, 20 vorzugsweise lösbar zusammengelegt werden können.
-
In die das zweite Steckverbindersteckergehäuse 20 bildenden wenigstens zwei Deckelelemente 21', 21" ist der Wellrohradapter 24, 24', 24" integriert, welches übereinstimmend mit der wenigstens Zweiteilung der Deckelelemente 21', 21" ebenfalls geteilt ist. Das zweite Steckverbindersteckergehäuse 20 wird erfindungsgemäß in zwei modularen Ausführungsformen bereitgestellt: Mit einem 180 Grad Kabelabgang und mit einem 90 Grad Kabelabgang.
-
Durch die mit der einen oder mehreren Führungsnuten und/oder Aufnahmeelemente für die Halterung des Kontakteinsatzes 30 in dem ersten Steckverbindersteckergehäuse 10 geschaffenen Möglichkeit, den Kontakteinsatz 30 mit den symmetrisch oder asymmetrisch enthaltenen Kontaktmodulen 40 sowohl in einer ersten Orientierung als auch in einer dazu um 180 Grad zur Steckachse S gedrehten Orientierung innerhalb des ersten Steckverbindersteckergehäuses 10 aufzunehmen, ist auf diese Weise mit den zwei Ausführungsformen des zweiten Steckverbindersteckergehäuses 20 und ein und demselben ersten Steckverbindersteckergehäuses 10 die Möglichkeit bereitgestellt, drei Kabelabgangswinkel, d. h. 180 Grad, 90 Grad und minus 90 Grad zu realisieren.
-
6 zeigt die perspektivische Ansicht auf das zweite Steckverbindersteckergehäuse 20 in der Ausbildung mit 90 Grad Kabelabgang. Durch die gleiche Positionierung des ersten und des zweiten Steckverbindersteckergehäuses 10, 20 zueinander und der in zwei Orientierungen, nämlich um 180 Grad um die Steckachse S gedrehten Einbaulage des Kontakteinsatzes 30 innerhalb des ersten Steckverbindersteckergehäuses 10 ist es möglich, mit dem zweiten Steckverbindersteckergehäuse 20 in 90 Grad Ausführung sowohl den Kabelabgangswinkel 90 Grad als auch den Kabelabgangswinkel minus 90 Grad zu realisieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- modularer Steckverbinder
- 10
- erstes Steckverbindersteckergehäuse
- 11
- Kopplungsstelle
- 12
- Schnappverbindung
- 13
- Schnappöffnung
- 20
- zweites Steckverbindersteckergehäuse
- 21', 21"
- Deckelelemente
- 22
- Verrastung
- 23
- Schnappnase
- 24, 24', 24"
- Wellrohradapter
- 30
- Kontakteinsatz
- 40
- Kontaktmodul
- 50
- Verriegelung
- S
- Steckachse (Achse der Steckrichtung)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007026582 B3 [0008]
- DE 102018127720 B3 [0011]
- WO 2017/206989 A1 [0012]
