DE20302844U1 - Modulare elektrisches Gerät - Google Patents
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Abstract
Elektrisches Gerät mit Modulen (2, 3) zur Realisierung eines modularen I/O-Systems,
a) wobei die Module (2) jeweils ein Modulunterteil (2a, 3a) und ein Moduloberteil (2b, 3b) aufweisen und wobei vorzugsweise die Moduloberteile (2b, 3b) mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (4) zum Anschluss von Sensoren Aktoren, Initiatoren und/oder dgl. versehen sind,
b) wobei an den Modulober- und Modulunterteilen (2a, 3a; 2b, 3b) korrespondierende Steckervorsprünge (9, 10) und/oder Steckerbuchsen (12, 13) ausgebildet sind, welche jeweils mittels einer Dichtvorrichtung (15) gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
c) die Dichtvorrichtung (15) derart ausgebildet ist, dass sie zwischen den Steckervorsprüngen (9, 10) und den Steckerbuchsen (12, 13) eine axiale und eine radiale Dichtwirkung realisiert.
a) wobei die Module (2) jeweils ein Modulunterteil (2a, 3a) und ein Moduloberteil (2b, 3b) aufweisen und wobei vorzugsweise die Moduloberteile (2b, 3b) mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (4) zum Anschluss von Sensoren Aktoren, Initiatoren und/oder dgl. versehen sind,
b) wobei an den Modulober- und Modulunterteilen (2a, 3a; 2b, 3b) korrespondierende Steckervorsprünge (9, 10) und/oder Steckerbuchsen (12, 13) ausgebildet sind, welche jeweils mittels einer Dichtvorrichtung (15) gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
c) die Dichtvorrichtung (15) derart ausgebildet ist, dass sie zwischen den Steckervorsprüngen (9, 10) und den Steckerbuchsen (12, 13) eine axiale und eine radiale Dichtwirkung realisiert.
Description
- Derartige Geräte sind an sich in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Zur Abdichtung der elektrischen Kontakte dienen im allgemeinen axiale Dichtungen zwischen dem Modulunterteil und dem Moduloberteil. Mittels Befestigungsvorrichtungen wird die Dichtkraft zwischen dem Moduloberteil und dem Modulunterteil erzeugt.
- Es ist bei einem gattungsgemäßen Gerät auch bekannt, mittels O-Ringen zwischen Steckervorsprüngen und Steckerbuchsen der Geräte eine radiale Dichtkraft zu erzeugen. Diese Anordnung verzichtet auf zusätzliche Befestigungsvorrichtungen zwischen den Moduloberteilen und den Modulunterteilen. Sie ist aber hinsichtlich der erzielbaren Dicht- und Haltekräfte zwischen den beiden Elementen als problematisch anzusehen.
- Die Erfindung hat daher die Aufgabe, auf einfache Weise das modulare elektrische Gerät bzw. dessen Module im Bereich der elektrischen Kontakte zwischen den Modulober- und -unterteilen besonders zuverlässig gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit zu sichern, so dass eine hohe Schutzklasse wie IP65 oder IP67 realisierbar ist. Es kann auch die Eignung für eine höhere Schutzklasse bestehen.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
- Mit der Erfindung wird einerseits das Prinzip der axialen Dichtung zwischen dem Modulunterteil und dem Moduloberteil genutzt. Dieses wird vorteilhaft ergänzt durch eine radiale Dichtkraft. Ergänzend wird das Prinzip einer zuverlässigen und bewährten Arretierung der Moduloberteile an den Modulunterteilen mittels Befestigungsvorrichtungen eingesetzt.
- Bevorzugt sind die Dichtvorrichtungen als Dichtkappen ausgebildet. Diese weisen wiederum bevorzugt jeweils einen zylindrischen Abschnitt mit an dessen Innenumfang und/oder Außenumfang angeformten, die Dichtwirkungen verbessernden Umfangsdichtlippen auf. Sie können ferner mit einem Deckelabschnitt mit Öffnungen versehen sein, die beispielsweise als Schlitze oder Bohrungen ausgebildet sein können.
- Dichtkappen sind zwar teurer als die im Stand der Technik zum Beispiel vorgeschlagenen O-Ringe. Sie dichten dafür radial und axial, was auch die Sicherheit der Dichtwirkung erhöht.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine perspektivische Draufsicht auf ein erstes Gerät während der Montage; -
2 eine zweite perspektivische Ansicht eines Gerätes nach Art der1 in einer Ansicht von unten; -
3 ein Moduloberteil für das Gerät aus1 und2 in einer Ansicht von unten; -
4 eine perspektivische Draufsicht auf Module eines zweiten Gerätes; und -
5 eine perspektivische Ansicht einer Dichtkappe. - Begriffe wie „oben", „unten", „vorne" oder „hinten" und dgl. beziehen sich lediglich auf die Einbausituation der in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispiele und sind nicht einschränkend zu verstehen.
-
1 zeigt ein modulartiges elektrisches Gerät1 , welches aus einer Mehrzahl aneinanderreihbarer Module2 ,3 besteht, welche jeweils ein Modulunterteil2a ,3a und ein Moduloberteil2b ,3b aufweisen. Die Moduloberteile2b ,3b sind an ihrer Oberseite mit einer Mehrzahl von Anschlüssen4 zum Anschluss von Sensoren Aktoren, Initiatoren und/oder dgl. versehen. - Das elektrische Gerät erfüllt zumindest die IP65 oder IP67 oder ein höhere Norm, d.h., es ist entsprechend dieser Norm beispielsweise gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Staub geschützt.
- Zunächst werden auf einer Unterlage, beispielsweise einer Wandung einer Maschine, die Modulunterteile
2a ,3a , ... aneinandergereiht und z.B. an der Unterlage festgeschraubt, so dass sie eine mechanisch durchgängige Basis zur Befestigung der Moduloberteile2b ,3b ausbilden, an welche sich an einem Ende der Basis z.B. ein (hier nicht dargestelltes) Gateway oder dgl. anschließen kann. Sodann werden auf die Modulunterteile2a ,3a , jeweils die Moduloberteile2b ,3b usw. aufgesetzt. Die Modulunterteile2a ,3a gewährleisten insbesondere den sicheren mechanischen Halt der Moduloberteile2b ,3b . - Sowohl die Moduloberteile
2b ,3b , ... als auch die Modulunterteile2a ,3a , ... weisen hier jeweils in Draufsicht eine rechteckige Grundform auf. An den Modulunterteilen2a ,3a , ... sind dabei jeweils an einem der Eckbereiche ein seitlicher Vorsprung5 und an einem benachbarten Eckbereich eine Ausnehmung6 ausgebildet, so dass sich eine Art seitlicher Versatz eines Randbereiches der Modulunterteile2a ,3a zum restlichen Modulunterteil ergibt, wobei die Vorsprünge5 und die Ausnehmungen6 miteinander korrespondierende Formgebungen aufweisen, derart, dass jeweils die Vorsprünge5 der Modulunterteile – z.B.2a – in die Ausnehmungen6 eines jeweils benachbarten Modulunterteils – z.B.3a – eingreifen. - Die Vorsprünge
5 und Ausnehmungen6 sind hier jeweils abgerundet ausgebildet. Seitlich neben den Modulunterteilen2a ,3a ist an diese jeweils ein nach oben vorkragender Stift7 angeformt, der zum Eingriff in eine korrespondierende Bohrung8 wiederum jeweils benachbarter Modulunterteile2a ,3a dient und der derart benachbarte Modulunterteile vor dem Festschrauben an der Unterlage ausrichtet und gegen ein Auseinanderziehen sichert. - Auf den Modulunterteilen
2a ,3a , ... sind jeweils zwei nebeneinanderliegende Steckervorsprünge9 ,10 ausgebildet, welche senkrecht nach oben von den Modulunterteilen2a ,3a vorstehen und die jeweils eine Mehrzahl elektrischer Buchsenkontakte11 aufweisen. Korrespondierende Buchsenkontakte11 der jeweils benachbarten Steckervorsprünge9 ,10 sind hier jeweils elektrisch leitend miteinander verbunden. Typischerweise dient ein Teil der Buchsenkontakte11 zur Spannungsversorgung im Gerät bzw. für anzuschließende Sensoren oder dgl. und ein anderer Teil zur Datenübertragung im Gerät. - Die Moduloberteile – z.B.
3b – sind so dimensioniert, dass sie jeweils den einen der Steckervorsprünge –9 – ihres eigenen Modulunterteils – also z.B.3a – und jeweils einen der Steckervorsprünge –10 – auf dem Vorsprung5 des jeweils einen benachbarten Modulunterteils – also z.B.2a – übergreifen. - Gemäß
2 weisen die Moduloberteile2b ,3b an ihrer Unterseite jeweils zwei benachbarte Steckerbuchsen12 ,13 auf, welche zur Aufnahme der zwei Steckervorsprünge9 ,10 dienen und Stiftkontakte14 aufweisen, welche zum Eingriff in die Buchsenkontakte11 der Steckervorsprünge9 ,10 dienen. Auf diese Weise wird eine Weiterleitung von Daten und Versorgungsspannungen von Modul zu Modul realisiert. - Zur Gewährleistung der benötigten Schutzklasse sind die elektrische Verbindungen zwischen den Modul- unter- und -oberteilen
2a ,2b ;3a ,3b mittels einer Dichtkappe15 gegeneinander abgedichtet. - Die Dichtkappen
15 weisen jeweils einen zylindrischen Abschnitt16 mit an dessen Innenumfang oder Außenumfang angeformten Umfangsdichtlippen oder -kanten17 auf. Dieser zylindrische Abschnitt16 dichtet den Umfangsbereich zwischen den Steckervorsprüngen9 ,10 und den Steckerbuchsen12 ,13 in radialer Richtung ab. Insbesondere dichtet ein Deckelabschnitt18 mit Öffnungen, insbesondere Schlitzen19 für die Kontaktbereiche bzw. die Buchsenkontakte oder Steckerkontakte in axialer Richtung die Kontakte11 ,14 gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit ab. Anstelle von Schlitzen können auch Bohrungen vorgesehen sein (nicht dargestellt). - Die Dichtkappe
15 kann aus Materialien verschiedenster Art, z.B. aus Silikon bestehen. Sie kann nach einer Variante auch an ihrer Oberfläche geschlossen und derart ausgelegt sein, dass sie von den Stiftkontakten durchdringbar ist (hier nicht dargestellt). - Die Dichtkappe
15 kann entweder kostengünstig an die Steckervorsprünge9 ,10 oder die Steckerbuchsen12 ,13 angeformt, insbesondere in einem oder mehreren Arbeitsgängen angespritzt werden (siehe2 ) oder es kann sich um eine wechselbare, separate Dichtkappe15 handeln (siehe5 ), welche – je nach Auslegung – entweder auf die Steckervorsprünge9 ,10 aufgesetzt oder in die Steckerbuchsen12 ,13 eingesetzt wird. Bevorzugt wird die Dichtkappe15 werksseitig vormontiert ausgeliefert. Sie kann durch Kleben zusätzlich gesichert werden. - Nach
2 sind jeweils zwei der Dichtkappen15 über einen Verbindungssteg22 zu einer Doppelkappe zusammengefasst. - Zur Erhöhung der axialen Dichtkraft ist es vorteilhaft, mittels einer Befestigungsvorrichtung
20 – zum Beispiel Schrauben20a ,b (1 ,2 ) oder Klipsen20c ,d (3 ,4 ) – die Moduloberteile2b ,3b jeweils mittels einer Kraft F an den zugehörigen Modulun terteilen2a ,3a zu befestigen, derart, dass eine Axialkraft zwischen den beiden Elementen wirkt, aus der eine genügend große Dichtwirkung am Deckelabschnitt18 bzw. zwischen den Steckervorsprüngen9 ,10 und den Steckerbuchsen12 ,13 resultiert. - Die Befestigungsvorrichtungen
20 halten die Moduloberteile2b ,3b zudem derart auf den Modulunterteilen2a ,3a , dass sich diese nicht unbeabsichtigt – beispielsweise infolge von Rüttelbeanspruchungen – lösen können. - Ergänzend wirkt zwischen den Stecker- und Buchsenteilen, d.h., zwischen den Steckervorsprüngen
9 ,10 und den Steckerbuchsen12 ,13 nicht nur eine axiale Dichtkraft sondern vorteilhaft auch eine Dichtkraft in radialer Richtung im Bereich der Umfangsdichtkanten17 in der Steckerausnehmung. - Gerade die Kombination aus axialer Dichtkraft, unterstützt durch die Befestigungsvorrichtungen und aus radialer Dichtkraft am Umfang der Dichtkappe
15 bewirkt eine optimale Dichtig- und Festigkeit der Anordnung. - Die Klipse
19c ,d der3 und4 sind auf einfache Weise schwenkbar am Modulunterteil2a ,3a ausgebildet und umfassen den seitlichen oberen Ränder der Moduloberteile2b ,3b . Sie gewährleisten neben der Dichtkraft auch eine leichte Montage. Dabei weisen sie Felder21 für Kennzeichnungsschilder oder dgl. auf. -
- 1
- elektrisches Gerät
- 2,3
- Module
- Anschlüsse
- 2a,3a, ...
- Modulunterteile
- 2b,3b, ...
- Moduloberteile
- 5
- Vorsprung
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Stifte
- 8
- Bohrung
- 9,10
- Steckervorsprünge
- 11
- Buchsenkontakte
- 12,13
- Steckerbuchsen
- 14
- Stiftkontakte
- 15
- Dichtkappe
- 16
- zylindrischer Abschnitt
- 17
- Umfangsdichtlippen
- 18
- Deckelabschnitt
- 19
- Schlitze
- 20
- Befestigungsvorrichtung
- 21
- Felder
- 22
- Verbindungssteg
Claims (16)
- Elektrisches Gerät mit Modulen (
2 ,3 ) zur Realisierung eines modularen I/O-Systems, a) wobei die Module (2 ) jeweils ein Modulunterteil (2a ,3a ) und ein Moduloberteil (2b ,3b ) aufweisen und wobei vorzugsweise die Moduloberteile (2b ,3b ) mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (4 ) zum Anschluss von Sensoren Aktoren, Initiatoren und/oder dgl. versehen sind, b) wobei an den Modulober- und Modulunterteilen (2a ,3a ;2b ,3b ) korrespondierende Steckervorsprünge (9 ,10 ) und/oder Steckerbuchsen (12 ,13 ) ausgebildet sind, welche jeweils mittels einer Dichtvorrichtung (15 ) gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass c) die Dichtvorrichtung (15 ) derart ausgebildet ist, dass sie zwischen den Steckervorsprüngen (9 ,10 ) und den Steckerbuchsen (12 ,13 ) eine axiale und eine radiale Dichtwirkung realisiert. - Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtvorrichtung als Dichtkappe (
15 ) ausgebildet ist. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappen (
15 ) jeweils einen zylindrischen Abschnitt (16 ) mit an dessen Innenumfang und/oder Außenumfang angeformten Umfangsdichtlippen (17 ) aufweisen. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappen (
15 ) einen Deckelabschnitt (18 ) mit Öffnungen aufweisen. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen als Schlitze (
19 ) oder Bohrungen ausgebildet sind. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappe (
15 ) auch an ihrem Deckelabschnitt (18 ) geschlossen ist und derart ausgelegt ist, dass sie von den Stiftkontakten (14 ) durchdringbar ist. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappe (
15 ) an den Steckervorsprung (9 ,10 ) oder die Steckerbuchsen (12 ,13 ) angeformt, insbesondere angespritzt ist. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappe (
15 ) als separates Element ausgebildet ist, welches auf die Steckervorsprünge (9 ,10 ) aufsetzbar und/oder in die Steckerbuchsen (12 ,13 ) einsetzbar ist. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappe (
15 ) durch Kleben auf den Steckervorsprüngen (9 ,10 ) oder in den Steckerbuchsen (12 ,13 ) befestigt ist. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der Dichtkappen (
15 ) über einen Verbindungssteg (22 ) zu einer Doppelkappe zusammengefasst sind. - Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulunterteile (
2a ,3a ) aneinanderreihbar sind und im aneinandergereihten Zustand eine durchgängige Basis ausbilden. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduloberteile mittels Befestigungsvorrichtungen (
20 ) an den Modulunterteilen befestigbar sind. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung mindestens eine Schraube (
20a ,20d ) aufweist, mit denen das Moduloberteil am Modulunterteil festgeschraubt ist. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduloberteile an den Modulunterteilen mittels Klipsen (
20c ,20d ) befestigbar sind. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Modulunterteilen jeweils an einem der Eckbereiche ein seitlicher Vorsprung (
5 ) in einem benachbarten Eckbereich eine Ausnehmung (6 ) ausgebildet ist, so daß sich ein seitlicher Versatz eines Randbereiches der Modulunterteile (2a ,3a ) zum restlichen Modulunterteil ergibt. - Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckervorsprünge (
9 ,10 ) auf den seitlichen Randbereichen ausgebildet sind.
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---|---|---|---|
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US10/716,080 US6881101B2 (en) | 2003-02-20 | 2003-11-17 | Modular electrical device |
US10/716,081 US6916194B2 (en) | 2003-02-20 | 2003-11-17 | Modular electrical device with improved seal |
DE602004009155T DE602004009155T2 (de) | 2003-02-20 | 2004-02-19 | Modulare elektrische vorrichtung mit verbesserter abdichtung |
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Effective date: 20090309 |
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R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20110225 |
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R071 | Expiry of right |