EP3419120A1

EP3419120A1 - Signalvorrichtung und steckverbinder

Info

Publication number: EP3419120A1
Application number: EP17176648.8A
Authority: EP
Inventors: Thomas Fehringer
Original assignee: Auer Signal GmbH
Current assignee: Auer Signal GmbH
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2018-12-26
Also published as: WO2018234288A1; EP3642908A1

Abstract

Signalvorrichtung und Steckverbinder (1) zur Anordnung an einer Halteöffnung (12) in einem Gehäuse (30) eines elektronischen Bauteils, insbesondere einer Signalvorrichtung (38), aufweisend
- Kontakte (3), die mit einem Gegensteckverbinder (25), insbesondere einem M12-Steckverbinder, verbindbar sind,
- Kontaktstifte (2), die an ersten Enden (5) mit den Kontakten (3) elektrisch verbunden sind und an zweiten Enden (6) mit Kontaktstellen (19) einer Leiterplatte (18) elektrisch verbindbar sind,
- ein Trägerelement (7) für die Kontakte (3) und die Kontaktstifte (2), wobei das Trägerelement (7) zumindest einen Rasthaken (10) aufweist, welcher für eine Schnappverbindung mit der Halteöffnung (12) des Gehäuses (30) eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Anordnung an einer Halteöffnung in einem Gehäuse eines elektronischen Bauteils, insbesondere einer Signalvorrichtung, aufweisend

Kontakte, die mit einem Gegensteckverbinder, insbesondere einem M12-Steckverbinder, verbindbar sind,
Kontaktstifte, die an ersten Enden mit den Kontakten elektrisch verbunden sind und an zweiten Enden mit Kontaktstellen einer Leiterplatte elektrisch verbindbar sind.

Weiters betrifft die Erfindung eine Signalvorrichtung aufweisend

zumindest ein Signalmodul und
einen Steckverbinder.

In der Industrie, insbesondere in der Automatisierungstechnik, werden elektronische Bauteile verwendet, die in ihren Abmessungen und Spezifikationen bekannten Standards oder Normen entsprechen. Ein Beispiel dafür sind Signalvorrichtungen zur Abgabe von visuellen und akustischen Signalen. Die EP 3 043 111 A1 offenbart eine solche Signalvorrichtung in Form einer Signalsäule aus mehreren gestapelten Signalmodulen.
Die Standards und Normen werden von Normungsgremien bestimmt und legen beispielsweise Sicherheitsstandards und Abmessungen fest und ermöglichen dadurch die Kompatibilität von Bauteilen verschiedener Hersteller untereinander. Werden jedoch mehrere Komponenten aus unterschiedlichen Kategorien verwendet, die jeweils für sich unterschiedlichen Standards unterliegen, muss vielfach ein Adapter verwendet werden, um ein Zusammenwirken der Bauteile zu ermöglichen. Ein Beispiel dafür ist ein M12-Steckverbinder, der mit einer Leiterplatte verbunden werden soll. M12-Steckverbinder sind in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlichen Polzahlen erhältlich, deren Maße und Geometrien in der Norm IEC 61076-2-101:2012 (Connectors for electronic equipment - Product requirements - Part 2-101: Circular Connectors - Detail specification for M12 connectors with screw locking) festgehalten sind. Leiterplatten können anderen Normen unterliegen, die andere Maße und Geometrien vorschreiben. Werden Leiterplatten in Signalgeräten verwendet, so muss unter anderem ein Mindestabstand zwischen spannungsführenden Teilen, wie beispielsweise Kontakten, eingehalten werden. Aus diesem Grund sind die Abstände der Pole von M12-Steckern und die Abstände von Kontakten auf Leiterplatten in Signalgeräten unterschiedlich.
Bei der industriellen Fertigung von Automatisierungskomponenten werden Steckverbinder, die von außen kontaktierbar sein sollen, meist am Ende des Fertigungsprozesses eingebaut, was bei unterschiedlichen Normen von Steckverbindern und Leiterplatten sehr zeitaufwendig sein kann, da häufig Montagegewinde, Kabel und Klemmen verwendet werden müssen. Wenn daher hohe Stückzahlen und niedrige Kosten gefordert werden, sind robuste Ausführungen erstrebenswert, die es erlauben, einen Steckverbinder schnell und sicher mit einer Leiterplatte im Inneren eines Gehäuses des zugehörigen elektronischen Bauteils zu kontaktieren.
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Steckverbinder bekannt, die unterschiedliche Bauteile miteinander verbinden. Die bekannten Steckverbinder können die zuvor geschilderten Anforderungen jedoch nicht immer zufriedenstellend erfüllen.
Die DE 10 2014 102 976 A1 offenbart eine Leiterplatte mit einer Betriebselektronik, die über eine Verbindungsleiterkarte mit einem Anschluss eines Feldgerätes verbunden ist. An die Verbindungsleiterkarte kann zudem ein Sensor angeschlossen werden, der in ein Schutzrohr eingeführt ist. Die Leiterplatte mit der Betriebselektronik und die Verbindungsleiterkarte sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das über andersartige Rastmittel verfügt, die in Ausnehmungen des Schutzrohres außerhalb eines Behälters einrasten können.
Die DE 10 2006 056 001 B4 zeigt einen Rundverbinder mit einer mehrschichtigen Platine, der auf der einen über Seite einen 8-poligen M12-Stecker und auf der anderen Seite über einen RJ45 Steckverbinder verfügt. Die mehrschichtige Platine weist zudem dielektrische Schichten auf, die gemeinsam mit den Leiterbahnen Plattenkondensatoren ausbilden.
Zudem sind Steckverbinder bekannt, die Schraubgewinde zur Befestigung an Gehäusen aufweisen.
Nachteilig beim Stand der Technik ist die umständliche Befestigung der Steckverbinder am zugehörigen Bauteil-Gehäuse bzw. die eingeschränkte Kontaktierungsmöglichkeit, die zum Teil nur mit anderen Steckverbindern, jedoch nicht mit Leiterplatten möglich ist.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, zumindest einzelne Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen bzw. zu lindern. Die Erfindung setzt sich daher insbesondere zum Ziel, einen schnell und einfach an einer Halteöffnung eines Gehäuses montierbaren Steckverbinder zu schaffen, der sowohl mit einem Gegensteckverbinder, als auch mit einer Leiterplatte verbunden werden kann.
Diese Aufgabe wird einerseits durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen von Anspruch 1 und andererseits durch eine Signalvorrichtung nach Anspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Demnach ist erfindungsgemäß ein Träger- bzw. Halteelement für die Kontakte und die Kontaktstifte vorgesehen, wobei das Trägerelement zumindest einen Rasthaken aufweist, welcher für eine Schnappverbindung mit der Halteöffnung des Gehäuses eingerichtet ist.
Der Steckverbinder ist daher in der Lage, eine elektrische Verbindung zwischen dem Gegensteckverbinder, insbesondere einem M12-Rundsteckverbinder, und den Kontaktstellen der Leiterplatte herzustellen und dadurch beispielsweise einen Signalaustausch zu ermöglichen. Dazu bestehen die Kontakte und die Kontaktstifte aus elektrisch leitfähigem Material und sind elektrisch, beispielsweise mit Hilfe von Lötzinn oder Drähten, miteinander verbunden. Die Kontakte und die Kontaktstifte befinden sich zudem zumindest teilweise innerhalb des Trägerelements bzw. werden zumindest teilweise von diesem umschlossen.
Das Trägerelement verfügt über eine Längsachse, welche im Wesentlichen in Richtung des Einführens des Steckverbinders in das Gehäuse verläuft. Die Ortsangaben "vorne", "hinten", "nach innen" und "nach außen" beziehen sich auf den bestimmungsgemäßen Gebrauchszustand des Steckverbinders, bei welchem der Steckverbinder an dem elektronischen Bauteil angeordnet ist. Die Kontakte sind dabei "vorne" (d.h. auf der vom Gehäuse abgewandten Seite) und die Kontaktstifte sind "hinten" (d.h. auf der dem Gehäuse zugewandten Seite) angeordnet. "Nach innen" und "nach außen" bedeutet in diesem Zusammenhang zur Längsachse hin bzw. von der Längsachse weg.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder besitzt demnach vorne eine Mehrzahl an elektrisch leitfähigen Kontakten, die zumindest teilweise vom Trägerelement umschlossen sind. Zu diesem Zweck können die Kontakte an einem Einsatzteil befestigt sein, welches in dem Trägerelement aufgenommen ist. Die Kontakte sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie mit einem Gegensteckverbinder, beispielsweise einem M12-Steckverbinder (siehe Norm IEC 61076-2-101:2012), elektrisch verbunden werden können. Zudem können die Kontakte, je nach Ausführungsform, als "männlicher" oder als "weiblicher" Teil eines Steckverbinders ausgebildet sein.
Im Gebrauchszustand ist der Steckverbinder an der Halteöffnung in dem Gehäuse eines elektronischen Bauteils angeordnet. Als elektronisches Bauteil ist insbesondere eine Signalvorrichtung vorgesehen, welche vorzugsweise als Signalsäule zum Anzeigen von Betriebszuständen ausgeführt ist. Die Signalvorrichtung weist zumindest ein Signalmodul auf, welches die Leiterplatte für zumindest ein Signalelement zur Abgabe eines Signals, insbesondere für ein Leuchtelement zur Abgabe eines Signallichtes, aufweist. Das Signalmodul ist lösbar mit einem weiteren Signalmodul verbindbar. Die Signalmodule sind im verbundenen Zustand vorzugsweise übereinander angeordnet, wobei vorzugsweise eine durch das Signalmodul verlaufende Verbindungsleitung zur Ansteuerung einer weiteren Leiterplatte des weiteren Signalmoduls vorgesehen ist.
Die Halteöffnung ist vorzugsweise entsprechend dem Querschnitt des Trägerelements geformt. Weist das Trägerelement beispielsweise einen runden Querschnitt auf, so ist die Halteöffnung entsprechend kreisförmig ausgebildet. Selbstverständlich können das Trägerelement und die Halteöffnung zumindest in deren Verbindungsbereich auch eine andere Querschnittsform, beispielsweise einen rechteckförmigen Querschnitt, aufweisen. Die Erfindung ist jedenfalls nicht auf eine bestimmte Querschnittsform des Trägerelements eingeschränkt.
Die Halteöffnung ist beispielsweise in einem vorzugsweise im Wesentlichen ebenen Boden des Gehäuses der Signalvorrichtung angeordnet. Bei dieser Ausführung weist die Halteöffnung eine Länge zwischen einem inneren Rand und einem äußeren Rand des Gehäuses auf. Mit Hilfe des zumindest einen erfindungsgemäßen Rasthakens kann der Steckverbinder in der Halteöffnung fixiert werden. Dazu ist der zumindest eine Rasthaken hinten an einem Rand des Trägerelement angeordnet. Vorzugsweise erstreckt sich der zumindest eine Rasthaken im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Steckverbinders (d.h. parallel zur Einführrichtung). Auf der dem Gehäuse zugewandten Seite weist der Rasthaken zumindest eine Rastnase auf, welche nach außen hin absteht und den inneren Rand der Halteöffnung hintergreifen kann. Der zumindest eine Rasthaken ist zudem elastisch ausgebildet, so dass der Rasthaken beim Einführen in die Halteöffnung eine zeitweilige Biegung zur Längsachse hin erfährt.
An einer äußeren Oberfläche des Trägerelements kann ein nach außen vorstehendes Anschlagelement angeordnet sein, das ein Einführen des Trägerelements in die Halteöffnung über die Raststellung hinaus verhindert. Der Abstand zwischen der Rastnase und dem Anschlagelement entspricht im Wesentlichen der Länge der Halteöffnung. Wird das Trägerelement bis zum Anschlagelement in die Halteöffnung eingeführt, schnappt der zumindest eine Rasthaken samt Rastnase auf Grund der Biegung nach außen, wodurch der zumindest eine Rasthaken den inneren Rand der Halteöffnung hintergreift.
Um den Halt des Steckverbinders in der Halteöffnung zu verbessern, ist es günstig, wenn zumindest zwei Rasthaken, vorzugsweise drei in unregelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung des Trägerelements angeordnete Rasthaken, vorgesehen sind. Werden beispielsweise zwei Rasthaken am äußeren Rand des Trägerelements an gegenüberliegenden Stellen des Trägerelements angeordnet, wird der Halt des Trägerelements in der Halteöffnung verbessert. Durch die unregelmäßige Anordnung von drei Rasthaken kann durch entsprechende Maßnahmen eine bevorzugte Einschuborientierung des Steckverbinders festgelegt werden. Dadurch wird das Kontaktieren der Kontaktstellen der Leiterplatte erleichtert. Dazu kann unter anderem die Länge der Halteöffnung zwischen einem inneren Rand und einem äußeren Rand entlang des Umfangs entsprechend variiert werden, so dass die Rasthaken nur in der bevorzugten Einschuborientierung den inneren Rand der Halteöffnung hintergreifen können. Dem Fachmann sind natürlich weitere Maßnahmen bekannt.
Wenn die Kontaktstellen der Leiterplatte anders als die Kontakte für den Gegensteckverbinder angeordnet sind, können die Kontaktstifte bei einer bevorzugten Ausführungsform derart gebogen sein, dass die Anordnung der ersten Enden der Kontaktstifte von der Anordnung der zweiten Enden der Kontaktstifte verschieden ist. Durch die Biegung wird ein Adapter geschaffen, der eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstellen der Leiterplatte und den Kontakten für den Gegensteckverbinder erlaubt.
Um eine elektrische Verbindung der ersten Enden der Kontaktstifte mit den Kontakten zu erleichtern, ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die elektrische Verbindung der Kontakte mit den ersten Enden der Kontaktstifte über eine Verbindungsplatine erfolgt. Demnach können die ersten Enden der Kontaktstifte und die Kontakte über eine gemeinsame Verbindungsplatine elektrisch kontaktiert werden, was die Herstellung erheblich vereinfachen kann.
Da eine Biegung der Kontaktstifte technisch aufwändig ist und sich erst bei der Herstellung großer Stückzahlen rentiert, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Verbindungsplatine auf einer ersten Seite eine Anordnung erster Kontaktstellen und auf einer zweiten Seite eine Anordnung zweiter Kontaktstellen aufweist, wobei die Anordnung zweiter Kontaktstellen von der Anordnung erster Kontaktstellen verschieden ist. Die Verbindungsplatine fungiert hier als Adapter, der den Übergang von der einen zur anderen Anordnung von Kontaktstellen ermöglicht. Um eine elektrische Verbindung von der ersten Seite der Verbindungsplatine zur zweiten Seite der Verbindungsplatine herzustellen, sind bevorzugt Durchkontaktierungen bzw. Löcher vorhanden. Zudem sind die ersten und zweiten Kontaktstellen elektrisch, beispielsweise mit Hilfe von Drähten oder Lötzinn, miteinander verbunden. Für die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und den Kontakten sind bei dieser Ausführungsform die ersten Enden der Kontaktstifte mit den zweiten Kontaktstellen und die Kontakte mit den ersten Kontaktstellen elektrisch verbunden. Vorteilhafterweise entspricht die Anordnung der ersten Kontaktstellen der Anordnung der Kontakte und die Anordnung der zweiten Kontaktstellen der Anordnung der Kontaktstellen der Leiterplatte. Dadurch ist es möglich, im Wesentlichen gerade Kontaktstifte zu verwenden, wodurch die Fertigung erleichtert wird. Im Kontext der Erfindung bezeichnet die Anordnung der Kontaktstellen die Anzahl und Verteilung der Kontaktstellen.
Darüber hinaus ist es günstig, wenn die Verbindungsplatine zumindest eine Leiterbahn aufweist, die von einer der ersten Kontaktstellen zu einer der zweiten Kontaktstellen führt. Vorteilhafterweise können so aufwendigen Verdrahtungen oder Verlötungen vermieden werden.
Um die Kontaktstifte und die Kontakte in einer kompakten Anordnung sicher im Trägerelement unterzubringen, ist es günstig, wenn das Trägerelement eine im Querschnitt vorzugsweise runde Hülse mit einem vorderen offenen Ende und einem hinteren offenen Ende aufweist.
Damit eine einfache Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder ermöglicht wird, können die Kontakte für einen Kontakt mit dem Gegensteckverbinder am vorderen offenen Ende der Hülse freiliegen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktstifte durch das hintere offene Ende der Hülse für einen Kontakt mit den Kontaktstellen der Leiterplatte nach hinten (d.h. in Richtung des Gehäuses) durchtreten. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die Kontaktstifte mit den Kontaktstellen der Leiterplatte zu verbinden.
Damit die gesamte Konstruktion eine erhöhte Stabilität erlangt, kann das Trägerelement, insbesondere am hinteren offenen Ende der Hülse, mit einem Kunststoff, insbesondere Kunstharz, verschlossen sein. Dadurch werden vor allem die Kontaktstifte fixiert und in der von den zweiten Kontaktstellen der Verbindungsplatine vorgegebenen Anordnung gehalten. Außerdem wird ein Staubeintritt weitgehend unterbunden. Dadurch kann in weiterer Folge der notwendige Abstand zwischen spannungsführenden Teilen reduziert werden, da die Gefahr eines Spannungsüberschlags auf Grund von Schmutzablagerungen reduziert wird.
Da viele Gegensteckverbinder beispielsweise eine Schraubmutter oder zusätzliche Befestigungsmittel aufweisen, ist es günstig, wenn das Trägerelement, insbesondere am vorderen offenen Ende der Hülse, ein Gewinde für eine Schraubverbindung mit dem Gegensteckverbinder aufweist. Dadurch kann der Gegensteckverbinder zusätzlich gegen ein unbeabsichtigtes Abziehen gesichert werden.
Vorzugsweise ist das Trägerelement, welches den zumindest einen Rasthaken, einen Halteabschnitt für die Kontakte, vorzugsweise zudem das Gewinde für den Gegensteckverbinder, aufweist, einteilig, beispielsweise in Form eines Kunststoffteils, ausgebildet.
Im bestimmungsgemäßen Gebrauch ist der Steckverbinder an dem Gehäuse des elektronischen Bauteils angeordnet, wobei der zumindest eine Rasthaken über die Schnappverbindung mit der Halteöffnung des Gehäuses verbunden ist. Demnach bezieht sich die Erfindung bevorzugt auf die Kombination des Steckverbinders mit dem Gehäuse des elektronischen Bauteils.
Wenn der Steckverbinder im bestimmungsgemäßen Gebrauch in die Halteöffnung des Gehäuses eingeführt ist, ist zudem bevorzugt vorgesehen, dass die Kontaktstifte mit der Leiterplatte elektrisch verbunden sind.
Damit eine erhöhte Flexibilität bei unterschiedlichen Einbausituationen gegeben ist, ist es vorteilhaft, wenn die Leiterplatte eine Oberseite und eine Unterseite besitzt und die Oberseite im Wesentlichen parallel oder im Wesentlichen im rechten Winkel zu den Kontaktstiften angeordnet ist. Verschiedene konstruktionstechnische Maßnahmen verlangen, dass die Lage der Leiterplatte variiert. Daher weist die Leiterplatte Kontaktstellen auf, die an der Oberseite und/oder an der Unterseite der Leiterplatte angeordnet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Signalvorrichtung ist vorgesehen, dass der Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist, wobei als elektronisches Bauteil das Signalmodul vorgesehen ist. Das Signalmodul, das zur Abgabe von Signalen, insbesondere Lichtsignalen, eingerichtet ist, weist ein Gehäuse mit einer Halteöffnung auf. Der Steckverbinder ist über die Schnappverbindung an dem Gehäuse des Signalmoduls fixiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, erläutert.

Fig. 1A zeigt eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders zur Anordnung am Gehäuse einer Signalvorrichtung mit zumindest einem Signalmodul.
Fig. 1B zeigt schematisch die Anordnung von Kontaktstellen einer Leiterplatte , welche mit dem Steckverbinder kontaktiert werden.
Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Steckverbinder von Fig. 1 im zusammengesetzten Zustand.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders im Längsschnitt.
Fig. 4 zeigt den Steckverbinder von Fig. 3 im montierten Zustand an einer Halteöffnung des Signalmoduls, wobei eine Verbindung mit einer Leiterplatte im Inneren des Signalmoduls besteht.
Fig. 5 zeigt den Steckverbinder gemäß Fig. 1, 2 im montierten Zustand an dem Signalmodul, dessen Leiterplatte im Wesentlichen senkrecht zum Steckverbinder angeordnet ist.
Fig. 6 zeigt eine Signalvorrichtung mit mehreren Signalmodulen, an welcher der Steckverbinder gemäß einer der Fig. 1 bis 5 angeordnet werden kann.

Fig. 1A zeigt eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders 1 zur Verbindung mit einer Halteöffnung 12 an einem Gehäuse 30 eines elektronischen Bauteils, insbesondere einer Signalvorrichtung (siehe Fig. 4). Der Steckverbinder 1 weist eine Anzahl von Kontaktstiften 2 zur Verbindung mit Kontaktstellen 19 und eine entsprechende Anzahl von Kontakten 3 zur Verbindung mit einem Gegensteckverbinder 25 (vgl. Fig. 2) auf. Die Kontakte 3 sind aus elektrisch leitfähigem Material gebildet und besitzen in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines fünfpoligen M12-Steckers. Die Kontakte 3 sind an einem Einsatzteil 4 befestigt, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. Die Kontaktstifte 2 sind ebenfalls aus leitfähigem Material und besitzen jeweils erste Enden 5 und zweite Enden 6, wobei die ersten Enden 5 nach Zusammenbau des Steckverbinders 1 mit den Kontakten 3 elektrisch verbunden sind. Im zusammengesetzten Zustand (siehe Fig. 2) befinden sich die Kontakte 3 und die Kontaktstifte 2 zumindest teilweise innerhalb eines Trägerelements 7, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist.
Der Steckverbinder 1 weist eine Längs- bzw. Mittelachse 8 auf. Im zusammengebauten Zustand des Steckverbinders 1 befinden sich die Kontakte 3 am vorderen Endbereich und die Kontaktstifte 2 am hinteren Endbereich des Steckverbinders 1. Das Trägerelement 7 weist an einer Hinterseite 9 (d.h. auf der dem Gehäuse 30 zugewandten Seite) vorzugsweise drei, in der gezeigten Ausführung in unregelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung des Trägerelements 7 angeordnete Rasthaken 10 auf, an deren Enden Rastnasen 11 nach außen zeigen. Durch die in unregelmäßigen Abständen angeordneten Rasthaken 10 kann bei entsprechender Ausgestaltung des Gehäuses 30, insbesondere der Halteöffnung 12, eine bevorzugte Einschuborientierung des Steckverbinders 1 berücksichtigt werden. In der gezeigten Ausführung sind längliche Rasthaken 10 vorgesehen, welche im Wesentlichen parallel zur Längsachse 8 des Steckverbinders 1 erstreckt sind. Vorzugsweise verjüngen sich die Rasthaken 10 in Richtung deren freien Enden, wodurch eine Biegung der Rasthaken 10 bezüglich der Längsachse 8 beim Einführen des Steckverbinders in die Halteöffnung 12 erleichtert wird. Die Rasthaken 10 ragen in Richtung des Gehäuses 30 des elektronischen Bauteils vor. An der Hinterseite 9 besitzt das Trägerelement 7 ein Anschlagelement 28 in Form eines umlaufenden Ringes. Zudem weist das Trägerelement 7 noch zwei weitere umlaufende Ringe 40, zwischen denen im zusammengebauten Zustand ein Dichtungsring 41 angeordnet ist. Der Dichtungsring 41 wird von den umlaufenden Ringen 40 gegen Verschiebungen gesichert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform in Fig. 1A ist zudem eine Verbindungsplatine 13 vorgesehen, welche die elektrische Verbindung der Kontakte 3 mit den ersten Enden 5 der Kontaktstifte 2 ermöglicht. Die Verbindungsplatine 13 besitzt dazu eine erste Seite 14 und eine zweite Seite 15 mit jeweils ersten Kontaktstellen 16 und zweiten Kontaktstellen 17. Um eine Verbindung von der ersten Seite 14 zu der zweiten Seite 15 herzustellen, sind die ersten 16 und zweiten Kontaktstellen 17 als Löcher bzw. als Durchkontaktierungen ausgebildet.
Um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 3 und einer Leiterplatte 18 (siehe Fig. 1B, 4, 5), die eine andere Anordnung von Kontaktstellen 19 aufweist, zu ermöglichen, ist die Anordnung der ersten Kontaktstellen 16 von der Anordnung der zweiten Kontaktstellen 17 verschieden. Die Anordnung der zweiten Kontaktstellen 17 entspricht vorzugsweise der Anordnung der Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18, die zumeist in einem vorgegebenen Rastermaß angeordnet sind (Fig. 1B). Dadurch ist es möglich, ungebogene Kontaktstifte 2 zu verwenden, die parallel zur Längsachse 8 verlaufen.
Damit eine elektrische Verbindung zwischen ersten Kontaktstellen 16 und zweiten Kontaktstellen 17 vereinfacht wird, weist die Verbindungsplatine 13 zumindest eine Leiterbahn (nicht gezeigt) auf, die von einer der ersten Kontaktstellen 16 zu einer der zweiten Kontaktstellen 17 führt. Dadurch wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein zentrisch angeordneter Kontakt 20 mit einem randseitig angeordneten Kontaktstift 21 verbunden. Die restlichen Kontakte 3 und Kontaktstifte 2 können über Lötzinn oder ebenfalls mit Hilfe von Leiterbahnen miteinander verbunden sein.
Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Steckverbinder im zusammengebauten Zustand.
Um das Einführen in die Halteöffnung 12 des Gehäuses 30 zu erleichtern, weist das Trägerelement 7 eine im Querschnitt vorzugsweise runde Hülse 22 mit einem vorderen offenen Ende 23 und einem hinteren offenen Ende 24 auf.
Damit der Gegensteckverbinder 25 (d.h. ein passender weiterer Steckverbinder) leicht mit den Kontakten 3 in Verbindung gebracht werden kann, sind die Kontakte 3 am vorderen offenen Ende 22 der Hülse frei zugänglich. Um andererseits einen Kontakt mit den Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18 zu erleichtern, stehen die Kontaktstifte 2 vom hinteren offenen Ende 24 der Hülse 22 (bezogen auf den montierten Zustand des Steckverbinders 1) in Richtung des Gehäuses 30 vor. Damit die Kontaktstifte 2 zusätzlich fixiert werden können, ist es günstig, wenn das Trägerelement 7, insbesondere am hinteren offenen Ende 24 der Hülse, mit einem Kunststoff (nicht gezeigt), insbesondere Kunstharz, verschlossen ist.
Da viele Gegensteckverbinder 25 zur Sicherung zusätzlich noch Schraubmuttern aufweisen, hat der Steckverbinder 1 vorderen offenen Ende 24 der Hülse 22 ein Gewinde 27 für eine Schraubverbindung mit dem Gegensteckverbinder 25.
In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform des Steckverbinders 37 gezeigt, der im Wesentlichen dem Aufbau des zuvor gezeigten Steckverbinders entspricht. Auch dieser Steckverbinder 37 weist Kontakte 3, Kontaktstifte 2, ein Trägerelement 7 sowie Rasthaken 10 mit Rastnasen 11 auf. Bei dieser Ausführungsform wird gänzlich auf eine Verbindungsplatine 13 verzichtet, indem die Kontaktstifte 2 derart gebogen sind, sodass die Anordnung der ersten Enden 5 der Kontaktstifte 2 von der Anordnung der zweiten Enden 6 der Kontaktstifte 2 verschieden ist (siehe Fig. 4). Bei der gezeigten Ausführungsform gehen die Kontakte 3 in die Kontaktstifte 2 über, wobei die Kontakte 3 und die Kontaktstifte 2 einteilig gefertigt sind. Die gebogenen Kontaktstifte 2 fungieren hierbei als Adapter, sodass die Kontakte 3 über die Kontaktstifte 2 mit den Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18 in Verbindung gebracht werden können. Selbstverständlich könnte zur Kontaktierung der Kontaktstifte 2 mit den Kontakten 3 auch eine Verbindungsplatine verwendet werden (nicht gezeigt), wenn die Kontaktstifte 2 und die Kontakte 3 aus verschiedenen Teilen bestehen. Die Verbindungsplatine 13 weist in dieser Ausführungsvariante erste Kontaktstellen 16 und zweite Kontaktstellen 17 auf, deren Anordnung ident ist. Auch dieser Steckverbinder 37 besitzt ein Anschlagelement 28 und einen umlaufenden Ring 40. Zwischen dem Anschlagelement 28, das ebenfalls als Ring ausgebildet ist, und dem umlaufenden Ring 40 ist ein Dichtungsring 41 vorgesehen.
Fig. 4 zeigt den Steckverbinder 1 in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 im montierten Zustand an der Halteöffnung 12. Selbstverständlich könnte anstelle des Steckverbinders 1 gemäß Fig. 3 auch der Steckverbinder 1 gemäß Fig. 1A, 2 in die Halteöffnung 12 eingeführt werden. Der Steckverbinder 1 wird dabei durch eindas an der Oberfläche des Trägerelements 7 angebrachte Anschlagelement 28 gegen ein weiteres Einführen in die Halteöffnung 12 gesichert. Der Dichtungsring 41 verhindert einen Staub- und Flüssigkeitseintritt in das Gehäuse 30. Die Halteöffnung 12 befindet sich in der gezeigten Ausführung in einem Gehäuseboden 29 (alternativ in einem Gehäusedeckel) des Gehäuses 30 eines elektronischen Bauteils (hier einer Signalvorrichtung). Der Steckverbinder 1 ist entsprechend dem Querschnitt der Halteöffnung 12 gestaltet. Demnach kann der Steckverbinder 37 passgenau in die Halteöffnung 12 eingeführt werden. Die Halteöffnung 12 besitzt einen inneren Rand 32 und einen äußeren Rand 33, welche eine Länge 34 der Halteöffnung 12 entsprechend dem Abstand zwischen dem inneren 32 und dem äußeren 33 Rand festlegen. Der Abstand zwischen den Anlageflächen der Rastnasen 11 und den inneren Kontaktflächen des Anschlagelements 28 entspricht ebenfalls der Länge 34 der Halteöffnung 12. Um eine bevorzugte Einschuborientierung des Steckverbinders 37 festzulegen, kann die Länge 34 entsprechend variiert werden (nicht gezeigt), so dass die Rasthaken 10 nur bei Orientierung des Steckverbinders 37 in der bevorzugten Einschubrichtung in den inneren Rand 32 eingreifen. Diese und weitere Maßnahmen sind dem Fachmann bekannt.
Wenn der Steckverbinder 1 von außen in die Halteöffnung 12 eingeführt wird, werden die Rasthaken 10 zur Längsachse 8 hin gebogen bzw. zusammengedrückt. Ist der Steckverbinder 37 zur Gänze bis zum Anschlagelement 28 eingeführt, schnappen die Rasthaken 10 durch die Eigenelastizität wieder nach außen und greifen mit den Rastnasen 11 hinter den inneren Rand 33 der Halteöffnung 12.
Die Anschlagelemente 28 liegen dann am äußeren Rand 34 der Halteöffnung 12 an. Der Steckverbinder 37 ist somit gegen eine Verschiebung in Richtung der Längsachse 8 gesichert.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Kontaktstifte 2 in die Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18, welche sich innerhalb des Gehäuses 30 befindet, eingeführt und dadurch in elektrischer Verbindung. Beim Einführen des Steckverbinders 37 in die Halteöffnung gleiten auch gleichzeitig die Kontaktstifte 2 in die Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18. Die Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18 sind in der gezeigten Ausführung als Buchsenleiste ausgebildet.
Die Leiterplatte 18 hat eine Oberseite 35 sowie eine Unterseite 36. In der Ausführungsform der Fig. 4 ist die Oberseite 35 bzw. die Unterseite 36 parallel zu den Kontaktstiften 2 angeordnet, so dass die Leiterplatte 18 aufrechtstehend in dem Gehäuse 30 angeordnet ist. Dazu sind Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18 sowohl an der Oberseite 35, als auch an der Unterseite 36 angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Leiterplatte 18 so anzuordnen, dass die Hauptebene der Leiterplatte 18 im rechten Winkel zu den Kontaktstiften 2 angeordnet ist (vgl. Fig. 5).
In der gezeigten Ausführung gehört das Gehäuse 30 zu einer modularen Signalvorrichtung 38, welche zumindest ein (nicht in allen Einzelheiten gezeigtes) Signalmodul 39 aufweist. Die Signalvorrichtung 38 kann mehrere solche Signalmodule 39 aufweisen, die jeweils zur Abgabe von Signalen, insbesondere Lichtsignalen, eingerichtet sind (siehe Fig. 6).
Fig. 5 zeigt den Steckverbinder 1 der Fig. 1A, 2 in der montierten Gebrauchsstellung an der Halteöffnung 12 des Gehäuses 30, wobei die Oberseite 35 der Leiterplatte 18 mit den Kontaktstellen 19 im rechten Winkel zu den Kontaktstiften 2 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Leiterplatte 18 daher bezogen auf die Betriebsstellung der Signalvorrichtung 38 liegend bzw. waagrecht in dem Gehäuse 30 angeordnet. Die Kontaktstellen 19 der Leiterplatte 18 befinden sich dabei auf der Oberseite 35 der Leiterplatte 18.
Fig. 6 zeigt beispielhaft und nur ganz schematisch eine aus mehreren Signalmodulen 39 zusammengesetzte Signalvorrichtung 38, deren Grundaufbau etwa aus der EP 3 043 111 A1 bekannt ist. Am unteren Ende weist die Signalvorrichtung das Gehäuse 30 gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 5 auf, welches mit dem Steckverbinder 1 bzw. 37 verbunden werden kann.

Claims

Steckverbinder (1) zur Anordnung an einer Halteöffnung (12) in einem Gehäuse (30) eines elektronischen Bauteils, insbesondere einer Signalvorrichtung (38), aufweisend
- Kontakte (3), die mit einem Gegensteckverbinder (25), insbesondere einem M12-Steckverbinder, verbindbar sind,

- Kontaktstifte (2), die an ersten Enden (5) mit den Kontakten (3) elektrisch verbunden sind und an zweiten Enden (6) mit Kontaktstellen (19) einer Leiterplatte (18) elektrisch verbindbar sind,
gekennzeichnet durch
- ein Trägerelement (7) für die Kontakte (3) und die Kontaktstifte (2), wobei das Trägerelement (7) zumindest einen Rasthaken (10) aufweist, welcher für eine Schnappverbindung mit der Halteöffnung (12) des Gehäuses (30) eingerichtet ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Rasthaken (10), vorzugsweise drei in unregelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung des Trägerelements (7) angeordnete Rasthaken (11), vorgesehen sind.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstifte (2) derart gebogen sind, dass die Anordnung der ersten Enden (5) der Kontaktstifte (2) von der Anordnung der zweiten Enden (6) der Kontaktstifte (2) verschieden ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung der Kontakte (3) mit den ersten Enden (5) der Kontaktstifte (2) über eine Verbindungsplatine (13) erfolgt.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsplatine (13) auf einer ersten Seite (14) eine Anordnung erster Kontaktstellen (16) und auf einer zweiten Seite (15) eine Anordnung zweiter Kontaktstellen (17) aufweist, wobei die Anordnung zweiter Kontaktstellen (17) von der Anordnung erster Kontaktstellen (16) verschieden ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsplatine (13) zumindest eine Leiterbahn aufweist, die von einer der ersten Kontaktstellen (16) zu einer der zweiten Kontaktstellen (17) führt.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (7) eine im Querschnitt vorzugsweise runde Hülse (22) mit einem vorderen offenen Ende (23) und einem hinteren offenen Ende (24) aufweist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (3) für einen Kontakt mit dem Gegensteckverbinder (25) am vorderen offenen Ende (23) der Hülse freiliegen.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstifte (2) durch das hintere offene Ende (24) der Hülse für einen Kontakt mit den Kontaktstellen (19) der Leiterplatte (18) durchtreten.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (7), insbesondere am hinteren offenen Ende (24) der Hülse, mit einem Kunststoff, insbesondere Kunstharz, verschlossen ist.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (7), insbesondere am vorderen offenen Ende (23) der Hülse (22), ein Gewinde (27) für eine Schraubverbindung mit dem Gegensteckverbinder (25) aufweist.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) an dem Gehäuse (30) des elektronischen Bauteils angeordnet ist, wobei der zumindest eine Rasthaken (10) über die Schnappverbindung mit der Halteöffnung (12) des Gehäuses (30) verbunden ist.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstifte (2) mit der Leiterplatte (18) elektrisch verbunden sind.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (18) eine Oberseite (35) und eine Unterseite (36) besitzt und die Oberseite (35) im Wesentlichen parallel oder im Wesentlichen im rechten Winkel zu den Kontaktstiften (2) angeordnet ist.
Signalvorrichtung (38) aufweisend
- zumindest ein Signalmodul (39) und

- einen Steckverbinder (1),
dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist, wobei als elektronisches Bauteil das Signalmodul (39) vorgesehen ist.