DE9217460U1 - Connectors, especially SUB-D connectors - Google Patents

Connectors, especially SUB-D connectors

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Description

92 G 3 7 2 h DE92 G 3 7 2 h EN

Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Steckverbinder, insbesondere SUB-D-Steckverbinder 5Connectors, especially SUB-D connectors 5

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere einen SUB-D-Steckverbinder, &zgr;. B. für eine speicherprogrammierbare Steuerung,The present invention relates to a connector, in particular a SUB-D connector, e.g. for a programmable logic controller,

- mit einer Anzahl von Kontaktelementen, z. B. Kontaktbüchsen, deren Kontaktenden gegen einen mit dem Steckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinder mit mit den Kontaktelementen korrespondierenden Gegenkontaktelementen, z. B. Kontaktsteckern, gerichtet sind,- with a number of contact elements, e.g. contact sockets, the contact ends of which are directed towards a mating connector corresponding to the connector with mating contact elements corresponding to the contact elements, e.g. contact plugs,

- mit einem elektrisch isolierenden Grundkörper, in dem die Kontaktelemente gehalten sind.- with an electrically insulating base body in which the contact elements are held.

Derartige Steckverbinder sind weit verbreitet. Sie werden unter anderem bei speicherprogrammierbaren Steuerungen als Schnittstelle zum Anschließen eines Programmiergeräts verwendet. Zumindest bei dieser Verwendung als Programmiergerätschnittstelle ist der Steckverbinder frei zugänglich. Wenn nun z. B. eine Bedienungsperson den als Schnittstelle zum Programmiergerät dienenden Steckverbinder versehentlich oder absichtlich berührt, kann es, falls diese Person statisch aufgeladen ist, zu einem Funkenüberschlag, also einer elektrostatischen Entladung, kommen. Dabei kann es geschehen, daß der Funke nicht auf eine den Steckverbinder seitlich umgebende Abschirmung überspringt, sondern auf eines der Kontaktelemente des Steckverbinders.Such connectors are widely used. They are used, among other things, in programmable logic controllers as an interface for connecting a programming device. At least when used as a programming device interface, the connector is freely accessible. If, for example, an operator accidentally or intentionally touches the connector that serves as an interface to the programming device, a spark can occur if the person is statically charged. It can happen that the spark does not jump to a shield that surrounds the connector on the side, but to one of the connector's contact elements.

Bei einem Überspringen des Funken auf eines der Kontaktelemente kann die speicherprogrammierbare Steuerung in ihrem Programmablauf gestört werden. Insbesondere bei sicherheitsgerichteten speicherprogrammierbaren Steuerung ist jedoch auch bei elektrostatischer Entladung eine einwandfreie Funktion der speicherprogrammierbaren Steuerung zwingend erforderlich und auch vorgeschrieben.If the spark jumps to one of the contact elements, the programmable logic controller’s program sequence can be disrupted. However, particularly in the case of safety-related programmable logic controllers, it is essential and also mandatory that the programmable logic controller functions properly even in the event of electrostatic discharge.

Kst/Doe / 17.12.1992Kst/Doe / 17.12.1992

92 G 3 7 2 h DE92 G 3 7 2 h EN

Im Stand der Technik wurde bisher entweder der Steckverbinder abgedeckt oder die Kontaktelemente mit Schutzschaltungen versehen.In the current state of the art, either the connector was covered or the contact elements were provided with protective circuits.

Die Abdeckung des Steckverbinders ist jedoch unzureichend, weil in bestimmten Situationen, nämlich insbesondere zum Anschließen des Programmiergeräts, die Abdeckung zwangsweise entfernt werden muß und dadurch der Steckverbinder wieder ungeschützt ist, d. h. wiederum die Gefahr einer elektrostatischen Entladung auf eines der Kontaktelemente gegeben ist.However, the cover of the connector is inadequate because in certain situations, namely in particular when connecting the programming device, the cover must be removed and the connector is therefore again unprotected, i.e. there is again a risk of electrostatic discharge on one of the contact elements.

Durch eine Schutzschaltung sind die Kontaktelemente zwar gegen statische Entladung geschützt, die Schutzschaltung ist jedoch sehr aufwendig, weil jeder einzelne Kontakt separat gegen statische Entladungen abgesichert werden muß. Außerdem benötigen Schutzschaltungen zusätzlichen Platz auf der speicherprogrammierbaren Steuerung.The contact elements are protected against static discharge by a protective circuit, but the protective circuit is very complex because each individual contact must be protected separately against static discharge. In addition, protective circuits require additional space on the programmable logic controller.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, mit einfachen, kostengünstigen und platzsparenden Mitteln eine elektrostatische Entladung auf eines der Kontaktelemente mit Sicherheit zu verhindern.The invention is therefore based on the object of reliably preventing an electrostatic discharge on one of the contact elements using simple, cost-effective and space-saving means.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein elektrisch leitendes, mit einem Schutzpotential, z. B. dem Massepotential, verbundenes Entladungsschutzelement in Richtung des Gegensteckverbinders vor den Kontaktenden angeordnet ist.The object is achieved in that at least one electrically conductive discharge protection element connected to a protective potential, e.g. the ground potential, is arranged in front of the contact ends in the direction of the mating connector.

Bei herkömmlichen SUB-D-Steckverbindern sind die Kontaktelemente in zwei Kontaktreihen angeordnet. Bei Anordnung der Kontaktelemente in zwei Kontaktreihen kann das Entladungsschutzelement beispielsweise als zwischen den zweiIn conventional SUB-D connectors, the contact elements are arranged in two contact rows. If the contact elements are arranged in two contact rows, the discharge protection element can be used, for example, as a

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Kontaktreihen verlaufender Metallstreifen ausgebildet sein. Wenn der Metallstreifen darüber hinaus in den Grundkörper eingebettet ist, sind an dem mit dem Steckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinder keine konstruktiven Maßnahmen nötig. Es kann also der Gegensteckverbinder in unveränderter Form weiter benutzt werden. Insbesondere kann bei speicherprogrammierbaren Steuerungen das zur Programmierung verwendete Programmiergerät bzw. das verwendete Verbindungskabel weiter verwendet werden.Metal strips running along rows of contacts can be designed. If the metal strip is also embedded in the base body, no structural measures are necessary on the mating connector corresponding to the connector. The mating connector can therefore continue to be used in its unchanged form. In particular, the programming device or connecting cable used for programming programmable logic controllers can continue to be used.

Alternativ ist es auch möglich, das Entladungsschutzelement als auf die Frontfläche aufgebrachte metallische Beschichtung auszubilden. Auch in diesem Fall ist der bisher verwendete Gegensteckverbinder weiterhin benutzbar. Alternatively, it is also possible to design the discharge protection element as a metallic coating applied to the front surface. In this case, the previously used mating connector can still be used.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den weiteren Ansprüchen. Dabei zeigen:Further advantages and details emerge from the following description of an embodiment, based on the drawings and in conjunction with the further claims. They show:

FIG 1 die Zentraleinheit einer speicherprogrammierbaren Steuerung;FIG 1 the central unit of a programmable logic controller;

FIG 2 einen Steckverbinder;FIG 2 a connector;

FIG 3 einen Schnitt durch den Steckverbinder von FIG 2 und FIG 4 einen weiteren Steckverbinder.FIG 3 shows a section through the connector of FIG 2 and FIG 4 shows another connector.

Gemäß FIG 1 besteht die Zentraleinheit einer modular aufgebauten speicherprogrammierbaren Steuerung im wesentliehen aus folgenden Elementen:According to FIG 1, the central unit of a modular programmable logic controller essentially consists of the following elements:

- Einer nicht dargestellten, im Inneren des Gehäuses 1 angeordneten elektronischen Schaltung;- An electronic circuit, not shown, arranged inside the housing 1;

- einer im Gehäuse 1 angeordneten Pufferbatterie 2;- a buffer battery 2 arranged in the housing 1;

- Stromversorgungsanschlüssen 3;- Power supply connections 3;

- einem steckbaren Speichermodul 4;- a pluggable memory module 4;

92 G 3 7 2 &igr;» DE92 G 3 7 2 &igr;» EN

- einem RUN/STOP-Schalter 5 nebst Zustandsanzeige sowie - einem Steckverbinder 6, der mit der im Gehäuse 1 angeordneten Schaltung verbunden ist und als Schnittstelle zum Anschließen eines Programmiergeräts dient. 5- a RUN/STOP switch 5 with status display and - a connector 6, which is connected to the circuit arranged in the housing 1 and serves as an interface for connecting a programming device. 5

Gemäß FIG 2 und 3 ist der Steckverbinder 6 als 15poliger SUB-D-Steckverbinderbuchse nach DIN 41652 ausgebildet. Er weist, wie allgemein üblich, eine seitliche Abschirmung 7 auf, die mit dem Massepotential verbunden ist. Die Frontfläche 8 des elektrisch isolierenden Grundkörpers 9 weist eine zwischen den Kontaktreihen 10, 11 verlaufende Längsnut 12 auf, in die als Entladungsschutzelement ein Metallstreifen 13 eingebettet ist. Der Metallstreifen 13 ist unlösbar mit der Abschirmung 7 verbunden. Der Metallstreifen 13 kann beispielsweise mit der Abschirmung 7 verlötet oder einstückig verbunden sein.According to FIGS. 2 and 3, the connector 6 is designed as a 15-pin SUB-D connector socket according to DIN 41652. As is generally the case, it has a lateral shield 7 that is connected to the ground potential. The front surface 8 of the electrically insulating base body 9 has a longitudinal groove 12 running between the contact rows 10, 11, in which a metal strip 13 is embedded as a discharge protection element. The metal strip 13 is permanently connected to the shield 7. The metal strip 13 can, for example, be soldered to the shield 7 or connected in one piece.

Wie sich insbesondere aus FIG 3 ergibt, sind die Kontaktbuchsen 14 des Steckverbinders 6 mit ihren Kontaktenden 14' gegen einen in FIG 3 nicht dargestellten Gegensteckverbinder gerichtet. Der Gegensteckverbinder korrespondiert selbstverständlich mit dem Steckverbinder 6 und weist die mit den Kontaktbuchsen 14 korrespondierenden Kontaktstecker auf.As can be seen in particular from FIG 3, the contact sockets 14 of the plug connector 6 are directed with their contact ends 14' towards a mating connector not shown in FIG 3. The mating connector naturally corresponds to the plug connector 6 and has the contact plugs corresponding to the contact sockets 14.

Die Kontaktbuchsen 14 sind derart in dem elektrisch isolierenden Grundkörper 9 gehalten, daß die Frontfläche 8 vor dem Verbinden des Gegensteckverbinders mit dem Steckverbinder 6 zwischen den Kontaktbuchsen 14 und den Kontakt-Steckern des Gegensteckverbinders angeordnet ist. Selbstverständlich weist der Grundkörper 9 inclusive Frontfläche 8 daher vor den Kontaktbuchsen 14 Durchbrüche 15 auf, da ansonsten der Gegensteckverbinder nicht mit dem Steckverbinder 6 verbunden werden könnte.The contact sockets 14 are held in the electrically insulating base body 9 in such a way that the front surface 8 is arranged between the contact sockets 14 and the contact plugs of the mating connector before the mating connector is connected to the plug connector 6. Of course, the base body 9 including the front surface 8 therefore has openings 15 in front of the contact sockets 14, since otherwise the mating connector could not be connected to the plug connector 6.

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Gemäß FIG 4 kann anstelle des Metallstreifens 13 auch die Frontfläche 8 mit einer metallischen Beschichtung 16 versehen sein. Auch die metallische Beschichtung 16 ist mit der Abschirmung 7 verbunden und so auf Massepotential gelegt. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen der metallischen Beschichtung 16 und den Kontaktsteckern des auch in FIG 4 nicht dargestellten Gegensteckverbinders weist die metallische Beschichtung 16 an den Durchbrüchen 15 Ausnehmungen 17 auf, deren Durchmesser D größer als der Durchmesser d der Durchbrüche 15 ist.According to FIG 4, instead of the metal strip 13, the front surface 8 can also be provided with a metallic coating 16. The metallic coating 16 is also connected to the shield 7 and thus connected to ground potential. To avoid short circuits between the metallic coating 16 and the contact plugs of the mating connector (also not shown in FIG 4), the metallic coating 16 has recesses 17 at the openings 15, the diameter D of which is larger than the diameter d of the openings 15.

Der in die speicherprogrammierbare Steuerung eingebaute Steckverbinder 6 gemäß FIG 2 und 3 bzw. gemäß FIG 4 genügt der strengen Schutzvorschrift IEC 801-2. Darüber hinaus ist er mechanisch und elektrisch voll kompatibel zum bisher verwendeten Standardsteckverbinder. Er ist leicht und kostengünstig herzustellen. Die erfindungsgemäße Lösung ist robust und störunanfällig. Schutzbeschaltungen für die Kontaktbuchsen 14 sind nicht nötig und benötigen folglich auch keinen Platz. Dieser Platz steht dadurch anderweitig zur Verfugung.The connector 6 installed in the programmable logic controller according to FIGS. 2 and 3 or according to FIG. 4 complies with the strict safety regulations IEC 801-2. In addition, it is mechanically and electrically fully compatible with the standard connector used previously. It is easy and inexpensive to manufacture. The solution according to the invention is robust and not susceptible to interference. Protective circuits for the contact sockets 14 are not necessary and therefore do not require any space. This space is therefore available for other purposes.

Außer bei speicherprogrammierbaren Steuerungen, insbesondere sicherheitsgerichteten speicherprogrammierbaren Steuerungen, ist der erfindungsgemäße Steckverbinder auch in der Telekommunikationstechnik verwendbar.In addition to programmable logic controllers, in particular safety-related programmable logic controllers, the connector according to the invention can also be used in telecommunications technology.

Claims (7)

G 3 7 2 4 DE SchutzansprücheG 3 7 2 4 DE Protection claims 1. Steckverbinder, insbesondere SUB-D-Steckverbinder, z. B. für eine speicherprogrammierbare Steuerung, - mit einer Anzahl von Kontaktelementen, z. B. Kontaktbuchsen, deren Kontaktenden gegen einen mit dem Steckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinder mit mit den Kontaktelementen korrespondierenden Gegenkontaktelementen, z. B. Kontaktsteckern, gerichtet sind, - mit einem elektrisch isolierenden Grundkörper, in dem die Kontaktelemente gehalten sind,1. Connectors, in particular SUB-D connectors, e.g. for a programmable logic controller, - with a number of contact elements, e.g. contact sockets, the contact ends of which are directed towards a mating connector corresponding to the connector with counter-contact elements corresponding to the contact elements, e.g. contact plugs, - with an electrically insulating base body in which the contact elements are held, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektrisch leitendes, mit einem Schutzpotential, z. B. dem Massepotential, verbundenes Entladungsschutzelement (13,16) in Richtung des Gegensteckverbinders vor den Kontaktenden (141) angeordnet ist.characterized in that at least one electrically conductive discharge protection element (13, 16) connected to a protective potential, e.g. the ground potential, is arranged in front of the contact ends (14 1 ) in the direction of the mating connector. 2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Entladungsschutzelement (13,16) in der dem Gegensteckverbinder zugewandten Frontfläche (8) des Grundkörpers (9) angeordnet ist.2. Connector according to claim 1, characterized in that the discharge protection element (13,16) is arranged in the front surface (8) of the base body (9) facing the mating connector. 3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktelemente3. Connector according to claim 1 or 2, characterized in that the contact elements (14) in mindestens zwei Kontaktreihen (10,11) angeordnet sind und daß das Entladungsschutzelement (13) als zwischen den zwei Kontaktreihen (10,11) verlaufender Metallstreifen (13) ausgebildet ist.(14) are arranged in at least two contact rows (10, 11) and that the discharge protection element (13) is designed as a metal strip (13) running between the two contact rows (10, 11). 4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Metallstreifen (13) in den Grundkörper (9) eingebettet ist.4. Connector according to claim 3, characterized in that the metal strip (13) is embedded in the base body (9). 5. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsschutzelement (16) als auf die Frontfläche (8) aufgebrachte metallische Beschichtung (16) ausgebildet ist.5. Connector according to claim 2, characterized in that the discharge protection element (16) is designed as a metallic coating (16) applied to the front surface (8). G 3 7 2 4 DEG 3 7 2 4 EN 6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die metallische Beschichtung (16) an den Durchbrüchen (15) Ausnehmungen (17) aufweist, wobei die Ausnehmungen (17) größer als die Durch-6. Connector according to claim 5, characterized in that the metallic coating (16) has recesses (17) at the openings (15), the recesses (17) being larger than the openings brüche (15) sind.fractures (15). 7. Speicherprogrammierbare Steuerung, insbesondere sicherheitsgerichtete speicherprogrammierbare Steuerung, d a · durch gekennzeichnet, daß sie,7. Programmable logic controller, in particular safety-related programmable logic controller, d a · characterized in that it, z. B. zum Anschließen eines Programmiergeräts, mindestens einen Steckverbinder (6) mit Kontakten (14) mit Kontaktenden (IA1) aufweist, wobei mindestens ein elektrisch leitendes, mit einem Schutzpotential, z. B. dem Massepotential, verbundenes Entladungsschutzelement (13,16) in Richtung eines Gegensteckverbinders vor den Kontaktenden (14') angeordnet ist.e.g. for connecting a programming device, has at least one plug connector (6) with contacts (14) with contact ends (IA 1 ), wherein at least one electrically conductive discharge protection element (13, 16) connected to a protective potential, e.g. the ground potential, is arranged in front of the contact ends (14') in the direction of a mating plug connector.
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