WO2021078705A1 - Elektrotechnische steckplatzanordnung, elektrotechnisches einsteckelement für eine steckplatzanordnung sowie elektrotechnischer stecksockel für eine steckplatzanordnung - Google Patents

Elektrotechnische steckplatzanordnung, elektrotechnisches einsteckelement für eine steckplatzanordnung sowie elektrotechnischer stecksockel für eine steckplatzanordnung Download PDF

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WO2021078705A1
WO2021078705A1 PCT/EP2020/079429 EP2020079429W WO2021078705A1 WO 2021078705 A1 WO2021078705 A1 WO 2021078705A1 EP 2020079429 W EP2020079429 W EP 2020079429W WO 2021078705 A1 WO2021078705 A1 WO 2021078705A1
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WO
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plug
electrotechnical
slot
housing
projection
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Application number
PCT/EP2020/079429
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Inventor
Elmar Schaper
Original Assignee
Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/04—Mounting complete relay or separate parts of relay on a base or inside a case
    • H01H50/047—Details concerning mounting a relays
    • H01H50/048—Plug-in mounting or sockets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2625—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting with built-in electrical component
    • H01R9/2633—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting with built-in electrical component with built-in switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H2050/028—Means to improve the overall withstanding voltage, e.g. creepage distances

Definitions

  • the present invention relates to an electrotechnical slot arrangement with a number of parallel slots into which a corresponding number of electrotechnical plug-in elements can be inserted.
  • the invention also relates to a corresponding plug-in element for a slot arrangement and a corresponding electrotechnical plug-in base for a slot arrangement.
  • Terminal blocks or plug-in bases for receiving electrical plug-in elements for a slot arrangement etc. are all positioned next to one another, for example, in order to achieve the advantage of consistent order.
  • Such electrotechnical plug-in elements can, for example, relate to electromagnetic switches such as relays and contactors.
  • a technical advantage is a continuous bridging (by insert bridges), for example the supply. In the case of a row arrangement, however, voltage values, surge voltage values and distances between the components in accordance with DIN standard EN 60947-1 must be taken into account.
  • the solution consists in interlocking the plug-in base and the plug-in element of the slot arrangement with one another. It is practically a coding gear. This interlocking is brought about by a special one Creative coding for the housing constructions of the plug-in base and plug-in element.
  • the two housings have corresponding recesses (depressions) and projections (webs, pins) which are arranged complementary to one another. This also means that the plug-in element only fits into the plug-in base when it is rotated in a preferred direction. This results in the additional advantage that polarity reversal due to incorrect insertion of the plug-in element is avoided.
  • a significant advantage is that the interlocking of the coding elements (formed by projections and recesses) significantly increases the clearance and creepage distances. As a result of these measures, no overall width is lost. That would be the case if the relays were embedded between insulating bars.
  • the air / creepage distances are lengthened if the elements are arranged in the same alignment so that a connection area of a module is directly adjacent to a "barrier element (for an air / creepage distance extension) of a directly adjacent module.
  • the electrotechnical slot arrangement is provided with a number of parallel slots into which a corresponding number of electrotechnical plug-in elements can be inserted, the plug-in element having a number of contact elements that engage in corresponding contact counterparts at the slots of the slot arrangement.
  • the plug-in element and the respective slot of the slot arrangement are shaped in such a way that a corresponding design of the housing consisting of electrically insulating material of the slot and the plug-in element results in a toothing at least in the area of one or more of the contact elements.
  • this can result in that the receptacle in the housing of the slot is at least partially shaped complementary to the plug-in side of the plug-in element, whereby the slot and plug-in element are interlocked by the insertion process.
  • the toothing with recesses and projections can also be asymmetrical on both sides of the rows of contacts. This has the advantage that the distances are increased on both sides and the plug-in element in a row has sufficient insulation from the environment.
  • Another advantage relates to an improvement in the guidance and thus protection of the filigree contact pins / and the contact sockets during the insertion process.
  • the design of the housing is characterized by multiple complementary recesses and projections, so that the plug-in element and the plug-in location engage in one another several times as a result of the plug-in process.
  • multiple recesses and projections By using multiple recesses and projections, the air gaps and creepage distances for insulation, in particular on the contact side, can be increased, so that the electrical insulation is improved.
  • This type of multiple toothing means that there is no "straight line" as the shortest route between the potentials at the contacts of one plug-in element to the adjacent plug-in element.
  • the toothing is formed in the area where the contact elements to which an increased voltage is applied are located by a recess and a corresponding complementary projection, the recess being encapsulated on three sides. This measure ensures that no shunt occurs due to open flanks in the housing part where the contact elements that carry higher voltages are located.
  • the complementary recesses and projections of the housing do not have to be provided for all contacts or all rows of contacts. However, it is advantageous if at least these formations are arranged in the housing parts where the contact elements are located, which require increased electrical insulation. These are usually the contact elements to which increased voltages are applied. As an example is the voltage range around 250 V, which has to be frequently monitored and switched in the field of industrial controls and is specified in the DIN standard EN 60947-1.
  • the electrotechnical slot arrangement can arise in that the slots result from parallel rows of plug-in sockets that are mounted on a mounting rail.
  • the invention also relates to an electrotechnical plug-in element for a slot arrangement, the plug-in element having a number of contact elements which can engage in corresponding contact counterparts in the slot arrangement.
  • the housing of the plug-in element has at least one recess into which a projection of the housing of the slot can engage as a result of the insertion process, resulting in a toothing between the plug-in element and the slot arrangement, the housing being made of electrically insulating material.
  • This shape of the housing of the electrotechnical plug-in element interacts with a complementary shape of the housing of the slot of the slot arrangement and enables the miniaturized narrow design, as described above for the slot arrangement.
  • the recess of the electrotechnical plug-in element has at least one projection and / or at least one further recess, so that the plug-in element and the plug-in location interlock several times after the insertion process. This means that the insulating distances to adjacent plug-in elements can be significantly extended.
  • the at least one projection is interrupted in a lateral direction at at least one point, so that a gap is created that is covered by a corresponding projection of the housing of the slot when the electrotechnical plug-in element is in the Slot is inserted.
  • the cost of materials for the various barriers in the form of a projection and recess for better insulation can be reduced.
  • the toothing in the area where the contact elements of the electrotechnical plug-in element are located for a slot arrangement that require increased electrical insulation is formed by at least one recess and at least one corresponding complementary projection, the recess being three-sided is encapsulated. In this way, no shunt can arise due to open flanks in the housing part with the recess.
  • the invention can be used very advantageously in the electrotechnical plug-in elements which contain an electromagnetic switch, in particular a relay or a contactor.
  • the invention also relates to an electrotechnical socket for a slot arrangement.
  • the socket has a slot into which an electrotechnical plug-in element can be inserted, the housing of the socket being designed in such a way that it has at least one projection in the area of the socket, so that the insertion process of the plug-in element results in a toothing of the plug-in socket and the plug-in element .
  • the housing material consists of an electrically insulating material.
  • the housing has at least one recess and / or at least one further projection in the area of the projection, so that the plug-in element and the plug-in location interlock several times after the plug-in process.
  • the at least one projection is interrupted in a lateral direction at at least one point, so that a gap arises which is created by a corresponding projection of the housing of the plug-in element is covered when the electrotechnical plug-in element is inserted into the slot.
  • the electrotechnical plug-in base has a slot which is designed to accommodate an electromagnetic switch, in particular a relay or a contactor.
  • coding elements are arranged in the form of pins or webs per plug-in base and plug-in element in at least two rows, the coding elements in the at least two rows being offset from one another. This also results in short-circuit barriers without gaps when the plug-in element is plugged into the plug-in base, the cost of materials being reduced.
  • FIG. 1 shows a first side view of an electrotechnical plug-in base for a slot arrangement and an electrotechnical plug-in element for the electrotechnical slot arrangement;
  • FIG. 5 shows a sectional illustration for a single element of the electrotechnical slot arrangement in which multiple teeth have been implemented between the insert element and the socket;
  • FIG. 6 shows a view from above of the area of the coding toothing in the case of the plug-in base in the form of a labyrinth with a three-sided lock
  • FIG. 8 shows a perspective view of the coding elements of the plug-in base and the plug-in element of the coding toothing, in which the
  • Coding elements are arranged at intervals in the lateral direction.
  • FIG. 9 shows a perspective view of a further variant of the coding toothing, in which the coding elements are arranged in two rows in the case of the plug-in base and the plug-in element, the coding elements in the rows being offset from one another.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an individual element of a slot arrangement consisting of an electrotechnical plug-in base 10 and an electrotechnical plug-in element 20. Specifically, it is a relay base 10 and a relay 20 as a plug-in element. It can be seen from the shape of the housing of the relay socket 10 that it is a relay socket that is provided for mounting on the mounting rail. Such sockets are often used in industrial control technology, in particular in machine and system control, as well as in process control. But they can also be used in building installations, etc.
  • the usual contact elements 24 of the switching relay can be seen on the circuit diagram of the relay 20.
  • On the left side there are three contact pins to which the load current is connected.
  • On the right side there are two contact pins to which the control current is connected.
  • Flatter voltages can appear on the contact pins, which are on the left. Typically voltages of 250 V occur there.
  • These contact pins require higher electrical insulation.
  • FIG. 1 shows that the plug-in base 10 has a special housing projection 12. This protrudes beyond the stop level up to which the relay 20 is inserted.
  • FIG. 2 shows a side view of the opposite side of the arrangement of plug-in base 10 and relay 20.
  • the broken line shows the location at which the housing of the relay 20 has a recess 22.
  • This recess 22 is designed to be complementary to the housing projection 12.
  • the housing projection 12 fits into the recess 22 and both components, the socket 10 and the relay 20, interlock.
  • a cutting plane is marked with the reference symbol B1.
  • the following figures correspond to sectional images along this sectional plane B1.
  • 3 shows a sectional view for a single plug base of the electrotechnical slot arrangement with the electrotechnical plug-in element 20 inserted. There it is easier to see how the recess 22 and the housing projection 12 match one another. The clearance that can result from a gap is more than doubled by the recess 22 and the housing projection 12.
  • FIG. 4 A slot arrangement consisting of four sockets 10 lined up in a row is shown there.
  • the juxtaposition can result from mounting the plug-in base on mounting rails. But it is also possible to accommodate several parallel slots in one housing.
  • a relay 20 can be plugged into each slot 16.
  • the insulating section, which results from the stringing together, is shown in FIG. 4 and consists of the sections L1, L2, L3. Because the housing projection 12 and recess 22 alternate with one another, there is no straight insulating path between the contact elements 14, 24 of adjacent slots.
  • Fig. 5 shows yet another embodiment.
  • the projection 12 is divided into two parts, with a gap being created in the middle.
  • a web-shaped housing projection 26 of the relay 20 engages in this gap and is arranged at a corresponding position in the relay housing. This position corresponds approximately to the middle of the recess 22.
  • This construction allows the insulating distance, as well as the leakage current distance, to be lengthened again. The lateral guidance when inserting the relay 20 is thereby further improved.
  • FIG. 8 shows a perspective view of another arrangement of coding elements of plug-in base 10 and plug-in element 20, in which the coding elements are arranged at intervals in the lateral direction.
  • Two coding elements B are shown in the area of the slot 16 of the socket 10.
  • three coding elements A of the plug-in element 20 are shown. They are offset from one another so that there are no open insulating gaps through the gaps.
  • a more effective labyrinth-like structure can be created by pushing a “coding element” between two opposing “coding elements” during the insertion process. The cost of materials is lower in this variant than in the continuous, web-shaped barriers of the previous exemplary embodiments.
  • FIG. 9 shows a perspective view of a further variant of the coding toothing, in which the coding elements are arranged in two rows in the slot 16 of the socket 10 and the plug-in element 20, the coding elements in the rows being offset from one another. If the plug-in element 20 is plugged into the plug-in base 10 in this variant, there are again continuous barriers because a respective housing projection of the plug-in element 20 fits into the corresponding gap in the plug-in base 10.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrotechnische Steckplatzanordnung mit einer Anzahl an parallelen Steckplätzen (16), in die eine entsprechende Anzahl von elektrotechnischen Einsteckelementen (20) einsteckbar sind. Dabei weist das Einsteckelement (20) eine Anzahl von Kontaktelementen (24) auf, die in entsprechende Gegenstücke bei den Steckplätzen (16) der Steckplatzanordnung eingreifen. Eine Besonderheit besteht darin, dass Einsteckelement (20) und der jeweilige Steckplatz (16) der Steckplatzanordnung so geformt sind, dass sich durch entsprechende Gestaltung der Gehäuse bestehend aus elektrisch isolierendem Material von Steckplatz (16) und Einsteckelement (20) eine Verzahnung wenigstens im Bereich eines Kontaktelementes (24) des Einsteckelementes (20) ergibt. Damit lässt sich die Luftisolationsstrecke für das Kontaktelement (24) verlängern und eine bessere Isolierung für eine miniaturisierte Bauweise erreichen.

Description

Elektrotechnische Steckplatzanordnung, elektrotechnisches Einsteckelement für eine Steckplatzanordnung sowie elektrotechnischer Stecksockel für eine
Steckplatzanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrotechnische Steckplatzanordnung mit einer Anzahl an parallelen Steckplätzen, in die eine entsprechende Anzahl von elektrotechnischen Einsteckelementen einsteckbar sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Einsteckelement für eine Steckplatzanordnung sowie einen entsprechenden elektrotechnischen Stecksockel für eine Steckplatzanordnung.
In der industriellen Steuerungstechnik ist es üblich, gleiche Komponenten (im gleichen Design) räumlich nebeneinander z. B. auf einer Tragschiene zu platzieren. So werden Reihenklemmen oder Stecksockel für die Aufnahme von elektrotechnischen Einsteckelementen für eine Steckplatzanordnung usw. alle nebeneinander positioniert, um z.B. den Vorteil einer durchgängigen Ordnung zu erreichen. Solche elektrotechnischen Einsteckelemente können z.B. elektromagnetische Schalter, wie Relais und Schütze, betreffen. Ein technischer Vorteil ist eine durchgängige Brückung (durch Einlegebrücken) z.B. der Versorgung. Bei der Reihenanordnung muss allerdings auf Spannungswerte, Stossspannungswerte und Abstände nach DIN-Norm EN 60947-1 zwischen den Komponenten Rücksicht genommen werden. Ein Trend besteht in der zunehmenden Miniaturisierung, da in der industriellen Steuerungstechnik immer mehr Komponenten eingesetzt werden, jedoch der Platzbedarf dementsprechend nicht weiter wächst. Bei zunehmender Miniaturisierung besteht allerdings ein zunehmendes Problem der Umsetzung, insbesondere wenn die Relais oder Schütze in einen Stecksockel gesteckt werden, besteht ein Konflikt darin, dass der Mindestabstand zum benachbarten Relais oder Schütz unterschritten wird. Gerade Relais und Schütze schalten bzw. überwachen relativ hohe Spannungen, so dass ein entsprechend guter Isolationsbedarf besteht. Die Anforderungen aus DIN EN 60947-1 an den Isolationsbedarf sehen bei 250 V Spannungen und sicherer Trennung zum Nachbarrelais die folgenden Isolationsanforderungen vor:
Bemessungsstoßspannung = 4 kV
Sichere Trennung mit einer Stufe höher = 6 kV
Mindeststrecke für Luftisolation bei 6 kV = 5,5 mm ohne Toleranzen.
Aus dem Patentdokument DE 2908887 A1 ist eine konstruktive Gestaltung mit einem Vorsprung in einem Relais-Gehäuse bekannt. Dieser Vorsprung dient aber der mechanischen Stabilisierung des Gehäuses und nicht der Verlängerung von Isolationsabständen.
Aus der DE 19621 558 A1 ist ein Relais mit einer schmalen Bauform bekannt.
Aus den Zahlenwerten erklärt sich, dass ein Relais in sehr schmaler Bauweise von ca. 3 mm Tiefe mit den bekannten Relaiskonstruktionen als nicht machbar gilt. Es besteht also ein Bedarf, durch konstruktive Maßnahmen die Isolation für Reihenanordnungen von elektromagnetischen Schaltern zu verbessern. Dies ist eine Aufgabe der Erfindung.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrotechnische Steckplatzanordnung gemäß Anspruch 1 , einen elektrotechnischen Stecksockel für eine Steckplatzanordnung gemäß Anspruch 7 und ein elektrotechnisches Einsteckelement für eine Steckplatzanordnung gemäß Anspruch 12 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.
Die Lösung besteht in einer Verzahnung von Stecksockel und Einsteckelement der Steckplatzanordnung zueinander. Es handelt sich praktisch um eine Kodierverzahnung. Diese Verzahnung wird bewirkt durch eine besondere gestalterische Kodierung für die Gehäusekonstruktionen von Stecksockel und Einsteckelement. Die beiden Gehäuse weisen dementsprechende Ausnehmungen (Vertiefungen) und Vorsprünge (Stege, Stifte) auf, die zueinander komplementär angeordnet sind. Damit ergibt sich dann auch, dass das Einsteckelement in den Stecksockel nur dann passt, wenn es in eine Vorzugsrichtung gedreht ist. Dies ergibt den zusätzlichen Vorteil, dass eine Verpolung durch ein fehlerhaftes Einstecken des Einsteckelementes vermieden wird. Ein wesentlicher Vorteil besteht aber darin, dass durch das Ineinandergreifen der Kodierelemente (gebildet durch Vorsprünge und Ausnehmungen) die Luft- und Kriechstrecken maßgeblich verlängert werden. Bedingt durch diese Maßnahmen geht auch keine Baubreite verloren. Das wäre der Fall, wenn die Relais zwischen Isolierstegen eingebettet werden würden. Die Luft-/Kriechstrecken werden verlängert, wenn die Anordnung der Elemente in einheitlich gleicher Ausrichtung erfolgt, so dass ein Anschlussbereich eines Moduls direkt benachbart ist zu einem „Barriere-Element (für eine Luft- Kriechstreckenverlängerung) eines direkt benachbarten Moduls.
In einer Ausgestaltung ist die elektrotechnische Steckplatzanordnung mit einer Anzahl an parallelen Steckplätzen versehen, in die eine entsprechende Anzahl von elektrotechnischen Einsteckelementen einsteckbar sind, wobei das Einsteckelement eine Anzahl von Kontaktelementen aufweist, die in entsprechende Kontaktgegenstücke bei den Steckplätzen der Steckplatzanordnung eingreifen. Dabei ist das Einsteckelement und der jeweilige Steckplatz der Steckplatzanordnung so geformt, dass sich durch entsprechende Gestaltung der Gehäuse bestehend aus elektrisch isolierendem Material von Steckplatz und Einsteckelement eine Verzahnung wenigstens im Bereich eines oder mehrerer der Kontaktelemente ergibt.
Dies kann sich in einer vorteilhaften Variante dadurch ergeben, dass die Aufnahme im Gehäuse des Steckplatzes wenigstens abschnittsweise komplementär zur Einsteckseite des Einsteckelementes geformt ist, wodurch Steckplatz und Einsteckelement durch den Einsteckvorgang ineinander verzahnt sind. Sind Kontaktreihen vorhanden, kann die Verzahnung mit Ausnehmungen und Vorsprüngen auch beidseitig der Kontaktreihen asymmetrisch erfolgen. Das hat den Vorteil, dass beidseitig die Strecken vergrößert werden und das Einsteckelement in einer Reihe eine ausreichende Isolation zur Umwelt hat.
Ein weiterer Vorteil betrifft eine Verbesserung der Führung und damit Schutz der filigranen Kontaktstifte / und der Kontaktbuchsen beim Einsteckvorgang.
Bei einer erweiterten Ausführungsform ist die Gestaltung der Gehäuse durch mehrfache komplementäre Ausnehmungen und Vorsprünge charakterisiert, so dass das Einsteckelement und der Steckplatz durch den Einsteckvorgang mehrfach ineinandergreifen. Durch die Verwendung mehrfacher Ausnehmungen und Vorsprünge lassen sich die Luft- und Kriechstrecken zur Isolation insbesondere auf der Kontaktseite vergrößern, so dass die elektrische Isolierung verbessert wird. Durch diese Art der Mehrfachverzahnung gibt es keine „Gerade" als kürzeste Strecke zwischen den Potenzialen an den Kontakten des einen Einsteckelementes zum benachbarten Einsteckelement.
Bei einer speziellen Ausführungsform wird die Verzahnung in dem Bereich, wo sich die Kontaktelemente befinden, an die eine erhöhte Spannung angelegt wird, durch eine Ausnehmung und einen entsprechenden komplementären Vorsprung gebildet, wobei die Ausnehmung dreiseitig gekapselt ist. Durch diese Maßnahme wird es erreicht, dass kein Nebenschluss durch offene Flanken in dem Gehäuseteil entsteht, wo sich die Kontaktelemente befinden, die höhere Spannungen führen.
Die komplementären Ausnehmungen und Vorsprünge der Gehäuse müssen nicht bei allen Kontakten oder allen Kontaktreihen vorgesehen sein. Es ist aber vorteilhaft, wenn wenigstens diese Ausbildungen in den Gehäuseteilen angeordnet sind, wo sich die Kontaktelemente befinden, die einer erhöhten elektrischen Isolierung bedürfen. Das sind in der Regel diejenigen Kontaktelemente, an die erhöhte Spannungen angelegt werden. Als Beispiel wird der Spannungsbereich um 250 V genannt, der im Bereich der Industriesteuerungen häufig überwacht und geschaltet werden muss und in der DIN-Norm EN 60947-1 spezifiziert ist.
Die elektrotechnische Steckplatzanordnung kann bei einer vorteilhaften Variante dadurch entstehen, dass die Steckplätze sich ergeben durch parallele Reihung von Stecksockeln, die auf eine Tragschiene montiert werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung in einer anderen Ausprägung ein elektrotechnisches Einsteckelement für eine Steckplatzanordnung, wobei das Einsteckelement eine Anzahl von Kontaktelementen aufweist, die in entsprechende Kontaktgegenstücke bei der Steckplatzanordnung eingreifen können. Dabei weist das Gehäuse des Einsteckelementes wenigstens eine Ausnehmung auf, in die durch den Einsteckvorgang ein Vorsprung des Gehäuses des Steckplatzes eingreifen kann, wodurch sich eine Verzahnung zwischen Einsteckelement und Steckplatzanordnung ergibt, wobei das Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material besteht. Diese Gehäuseform des elektrotechnischen Einsteckelementes wirkt mit einer komplementären Gehäuseform des Steckplatzes der Steckplatzanordnung zusammen und ermöglicht die miniaturisierte schmale Bauweise, wie oben bei der Steckplatzanordnung beschrieben.
Diesbezüglich ist es entsprechend von Vorteil, dass die Ausnehmung des elektrotechnisches Einsteckelementes wenigstens einen Vorsprung und/oder wenigstens eine weitere Ausnehmung aufweist, so dass Einsteckelement und Steckplatz nach dem Einsteckvorgang mehrfach ineinandergreifen. Damit können die Isolierstrecken zu benachbarten Einsteckelementen deutlich verlängert werden.
Bei einer Variante ist es vorteilhaft, dass der wenigstens eine Vorsprung in einer lateralen Richtung an wenigstens einer Stelle unterbrochen ist, so dass eine Lücke entsteht, die durch einen entsprechender Vorsprung des Gehäuses des Steckplatzes verdeckt wird, wenn das elektrotechnische Einsteckelement in den Steckplatz gesteckt ist. Dadurch kann der Materialaufwand für die verschiedenen Barrieren in Form von Vorsprung und Ausnehmung zur besseren Isolation verringert werden.
Bei einer Variante ist es vorteilhaft, dass die Verzahnung in dem Bereich, wo sich die Kontaktelemente des elektrotechnisches Einsteckelementes für eine Steckplatzanordnung befinden, die einer erhöhten elektrischen Isolierung bedürfen, durch wenigstens eine Ausnehmung und wenigstens einen entsprechenden komplementären Vorsprung gebildet wird, wobei die Ausnehmung dreiseitig gekapselt ist. So kann kein Nebenschluss durch offene Flanken in dem Gehäuseteil mit der Ausnehmung entstehen.
Die Erfindung kann sehr vorteilhaft bei den elektrotechnischen Einsteckelementen, die einen elektromagnetischen Schalter beinhalten, insbesondere ein Relais oder ein Schütz, eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen elektrotechnischen Stecksockel für eine Steckplatzanordnung. Der Stecksockel weist einen Steckplatz auf, in den ein elektrotechnisches Einsteckelement einsteckbar ist, wobei das Gehäuse des Stecksockels so gestaltet ist, dass es im Bereich des Steckplatzes wenigstens einen Vorsprung aufweist, so dass sich durch den Einsteckvorgang des Einsteckelementes eine Verzahnung von Stecksockel und Einsteckelement ergibt. Das Gehäusematerial besteht dabei aus elektrisch isolierendem Material.
In einer erweiterten Variante weist das Gehäuse im Bereich des Vorsprungs wenigstens eine Ausnehmung und/oder wenigstens einen weiteren Vorsprung aufweist, so dass Einsteckelement und Steckplatz nach dem Einsteckvorgang mehrfach ineinandergreifen.
In einer anderen Variante ist es vorteilhaft, dass der wenigstens eine Vorsprung in einer lateralen Richtung an wenigstens einer Stelle unterbrochen ist, so dass eine Lücke entsteht, die durch einen entsprechender Vorsprung des Gehäuses des Einsteckelementes verdeckt wird, wenn das elektrotechnische Einsteckelement in den Steckplatz gesteckt ist.
Dabei ist es vorteilhaft, dass der Vorsprung des Gehäuses wenigstens in dem Gehäuseteil angeordnet ist, wo die Kontaktelemente des elektrotechnischen Einsteckelementes für eine Steckplatzanordnung eine erhöhte elektrische Isolierung benötigen.
Der elektrotechnische Stecksockel weist in einer Variante einen Steckplatz auf, der für die Aufnahme eines elektromagnetischen Schalters, insbesondere eines Relais oder eines Schütz, ausgelegt ist.
Ebenfalls vorteilhaft ist noch eine Variante, bei der die Kodierelemente in Form von Stiften oder Stegen pro Stecksockel und Einsteckelement in wenigstens zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Kodierelemente in den wenigstens zwei Reihen gegeneinander versetzt sind. Dadurch ergeben sich ebenfalls Kurzschlussbarrieren ohne Spalte, wenn das Einsteckelement in den Stecksockel gesteckt ist, wobei der Materialaufwand verringert ist.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Seitenansicht eines elektrotechnischen Stecksockels für eine Steckplatzanordnung und eines elektrotechnischen Einsteckelementes für die elektrotechnische Steckplatzanordnung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der gegenüberliegenden Seite des elektrotechnischen Stecksockels für eine Steckplatzanordnung und des elektrotechnischen Einsteckelementes für die elektrotechnische Steckplatzanordnung; Fig. 3 eine Schnittdarstellung für ein einzelnes Element der elektrotechnischen Steckplatzanordnung bei eingestecktem elektrotechnischen Einsteckelement; Fig. 4 eine Schnittdarstellung für die elektrotechnische Steckplatzanordnung mit mehreren Steckplätzen und mehreren elektrotechnischen Einsteckelementen;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung für ein einzelnes Element der elektrotechnischen Steckplatzanordnung, bei dem eine mehrfache Verzahnung zwischen Einsteckelement und Stecksockel realisiert wurde;
Fig. 6 eine Ansicht von oben auf den Bereich der Kodierverzahnung bei dem Stecksockel in Form eines Labyrinths mit dreiseitigem Verschluss
Fig. 7 eine Schnittdarstellung von einer anderen Variante einer
Mehrfachkodierverzahnung mit unterschiedlich langen Kodierelementen;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht auf die Kodierelemente von Stecksockel und Einsteckelement der Kodierverzahnung, bei denen die
Kodierelemente in der lateralen Richtung mit Abständen angeordnet sind; und
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht auf eine weitere Variante der Kodierverzahnung, bei der die Kodierelemente jeweils bei Stecksockel und Einsteckelement in zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Kodierelemente in den Reihen gegeneinander versetzt sind.
Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Ausführungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen. Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines einzelnen Elementes einer Steckplatzanordnung bestehend aus einem elektrotechnischen Stecksockel 10 und einem elektrotechnischen Einsteckelement 20. Es handelt sich konkret um einen Relaissockel 10 und ein Relais 20 als Einsteckelement. An der Form des Gehäuses des Relaissockels 10 lässt sich erkennen, dass es sich um einen Relaissockel handelt, der für die Tragschienenmontage vorgesehen ist. Solche Stecksockel werden vielfach in der industriellen Steuerungstechnik, insbesondere bei der Maschinen- und Anlagensteuerung, wie auch bei der Prozesssteuerung eingesetzt. Sie können aber auch bei Gebäudeinstallationen usw. eingesetzt werden.
An dem Schaltbild des Relais 20 sind die üblichen Kontaktelemente 24 des Schaltrelais erkennbar. Auf der linke Seite sind drei Kontaktstifte dargestellt, an die der Laststrom angeschlossen ist. Auf der rechten Seite sind zwei Kontaktstifte dargestellt, an die der Steuerstrom angeschlossen wird. Flöhere Spannungen können an den Kontaktstiften auftreten, die sich auf der linken Seite befinden. Typischerweise treten dort Spannungen von 250 V auf. Diese Kontaktstifte benötigen eine höhere elektrische Isolierung. Aus diesem Grund werden die Gehäuse von Stecksockel 10 und Einsteckelement 20 besonders gestaltet. In der Fig. 1 ist diesbezüglich dargestellt, dass der Stecksockel 10 einen besonderen Gehäusevorsprung 12 aufweist. Dieser ragt über die Anschlagsebene hinaus bis zu der das Relais 20 eingesteckt wird.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der gegenüberliegenden Seite der Anordnung von Stecksockel 10 und Relais 20. Mit gestrichelter Linie ist dargestellt, an welcher Stelle das Gehäuse des Relais 20 eine Ausnehmung 22 aufweist. Diese Ausnehmung 22 ist komplementär zu dem Gehäusevorsprung 12 gestaltet.
Wenn das Relais 20 in der gezeigten Lage in den Steckplatz 16 des Stecksockels 10 eingesteckt wird, passt der Gehäusevorsprung 12 in die Ausnehmung 22 und beide Komponenten, Stecksockel 10 und Relais 20, greifen ineinander. Mit dem Bezugszeichen B1 ist eine Schnittebene markiert. Die folgenden Figuren entsprechen Schnittbildern entlang dieser Schnittebene B1. Die Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung für einen einzelnen Stecksockel der elektrotechnischen Steckplatzanordnung bei eingestecktem elektrotechnischen Einsteckelement 20. Dort ist besser erkennbar, wie die Ausnehmung 22 und der Gehäusevorsprung 12 zueinander passen. Die Luftstrecke, die sich durch einen Spalt ergeben kann, ist durch die Ausnehmung 22 und den Gehäusevorsprung 12 mehr als verdoppelt.
Dies ist am besten an der Fig. 4 erkennbar. Dort ist eine aus vier aneinandergereihten Stecksockeln 10 bestehende Steckplatzanordnung gezeigt. Die Aneinanderreihung kann sich durch Tragschienenmontage der Stecksockel ergeben. Es ist aber auch möglich, mehrere parallele Steckplätze in einem Gehäuse unterzubringen. In jeden Steckplatz 16 kann ein Relais 20 eingesteckt werden. Die Isolierstrecke, die sich durch die Aneinanderreihung ergibt, ist in Fig. 4 dargestellt und besteht aus den Strecken L1 , L2, L3. Dadurch dass Gehäusevorsprung 12 und Ausnehmung 22 sich einander abwechseln, gibt es keine gerade Isolierstrecke zwischen den Kontaktelementen 14, 24 von benachbarten Steckplätzen.
Die Fig. 5 zeigt noch eine andere Ausführungsform. Dabei ist der Vorsprung 12 zweigeteilt, wobei in der Mitte eine Lücke entsteht. In diese Lücke greift ein stegförmiger Gehäusevorsprung 26 des Relais 20 ein, der an entsprechender Position im Relaisgehäuse angeordnet ist. Diese Position entspricht in etwa der Mitte der Ausnehmung 22. Durch diese Konstruktion kann die Isolierstrecke, wie auch die Kriechstromstrecke nochmals verlängert werden. Auch die Seitenführung beim Einstecken des Relais 20 wird dadurch nochmals verbessert.
Die Fig. 6 zeigt eine Ansicht von oben auf den Bereich des Vorsprungs 12 im Steckplatz 16 des Stecksockels 10, wobei der Vorsprung 12 dreigeteilt ist und die entstehenden Lücken an einer Seite geschlossen sind. Diese Anordnung entspricht einem Labyrinth mit einer Nebenschlussblockade. Es kann kein Nebenschluss an der geschlossenen Seite des Labyrinths entstehen. Die Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Seitenansicht entlang der Schnittkante B1. Die Kodierverzahnung wird durch mehrfache Kodierelemente gebildet, die unterschiedliche Längen aufweisen. Die Isolierstrecke wird so mehrfach verlängert. Auch eine Variation der Breite der Kodierelemente ist ebenfalls realisierbar. Auch hier entsprechen die Kodierelemente stegförmigen oder rechteckblockförmigen Gehäusevorsprüngen.
Die Fig. 8 zeigt noch eine perspektivische Ansicht einer anderen Anordnung von Kodierelementen von Stecksockel 10 und Einsteckelement 20, bei denen die Kodierelemente in der lateralen Richtung mit Abständen angeordnet sind. Es sind zwei Kodierelemente B im Bereich des Steckplatzes 16 des Stecksockels 10 gezeigt. Außerdem sind drei Kodierelemente A des Einsteckelementes 20 gezeigt. Sie sind gegeneinander versetzt angeordnet, damit ebenfalls keine offenen Isolierstrecken durch die Zwischenräume existieren. So kann eine wirkungsvollere labyrinthartige Struktur dadurch entstehen, dass ein „Kodierelement“ zwischen zwei gegenüberliegende „Kodierelemente“ bei dem Einsteckvorgang geschoben wird. Der Materialaufwand ist bei dieser Variante geringer als bei den durchgehenden, stegförmigen Barrieren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.
Schließlich zeigt die Fig. 9 noch eine perspektivische Ansicht auf eine weitere Variante der Kodierverzahnung, bei der die Kodierelemente jeweils bei dem Steckplatz 16 des Stecksockels 10 und dem Einsteckelement 20 in zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Kodierelemente in den Reihen gegeneinander versetzt sind. Wenn das Einsteckelement 20 bei dieser Variante in den Stecksockel 10 gesteckt wird, ergeben sich wieder durchgehende Barrieren, weil jeweils ein Gehäusevorsprung des Einsteckelementes 20 in die entsprechende Lücke des Stecksockels 10 passt.
Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.
Bezugszeichenliste
Stecksockel 10
Vorsprung Stecksockel 12 Kontakt 13
Kontaktelement Stecksockel 14
Steckplatz 16
Ausnehmung im Vorsprung 17 weiterer Vorsprung im Vorsprung 18
Einsteckelement 20
Ausnehmung 22
Kontaktelement Einsteckelement 24 Vorsprung Einsteckelement 26 weitere Ausnehmung in der Ausnehmung 28
1. Isolierstrecke L1
2. Isolierstrecke L2 3. Isolierstrecke L3
Schnittkante B1
Kodierelement Einsteckelement A
Kodierelement Stecksockel B

Claims

(Patent-) Ansprüche
1. Elektrotechnische Steckplatzanordnung mit einer Anzahl an parallelen Steckplätzen (16), in die eine entsprechende Anzahl von elektrotechnischen Einsteckelementen (20) einsteckbar sind, wobei das Einsteckelement (20) eine Anzahl von Kontaktelementen (24) aufweist, die in entsprechende Gegenstücke bei den Steckplätzen (16) der Steckplatzanordnung eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckelement (20) und der jeweilige Steckplatz (16) der Steckplatzanordnung so geformt sind, dass sich durch entsprechende Gestaltung der Gehäuse bestehend aus elektrisch isolierendem Material von Steckplatz (16) und Einsteckelement (20) eine Verzahnung wenigstens im Bereich der Kontaktelemente (24) ergibt.
2. Elektrotechnische Steckplatzanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme im Gehäuse wenigstens abschnittsweise komplementär zur Einsteckseite des Einsteckelementes (20) gebildet ist, wodurch Steckplatz (16) und Einsteckelement (20) durch den Einsteckvorgang ineinander verzahnt sind.
3. Elektrotechnische Steckplatzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestaltung der Gehäuse durch mehrfache komplementäre Ausnehmungen (22) und Vorsprünge (12) erfolgt, so dass Einsteckelement (20) und Steckplatz (16) durch den Einsteckvorgang mehrfach ineinandergreifen.
4. Elektrotechnische Steckplatzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung in dem Bereich, wo sich die Kontaktelemente (24) befinden, die mit höheren elektrischen Spannungen beaufschlagt werden, durch wenigstens eine Ausnehmung (22) und wenigstens einen entsprechenden komplementären Vorsprung (12) gebildet wird, wobei die wenigstens eine Ausnehmung (22) dreiseitig gekapselt ist.
5. Elektrotechnische Steckplatzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementären Ausnehmungen (22) und Vorsprünge (12) der Gehäuse wenigstens in den Gehäuseteilen angeordnet sind, wo sich die Kontaktelemente (24) befinden, die mit höheren elektrischen Spannungen beaufschlagt werden.
6. Elektrotechnische Steckplatzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckplätze (16) sich ergeben durch parallele Reihung von Stecksockeln (10), die auf eine Tragschiene montierbar sind.
7. Elektrotechnisches Einsteckelement für eine Steckplatzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einsteckelement (20) eine Anzahl von Kontaktelementen (24) aufweist, die in entsprechende Gegenstücke bei der Steckplatzanordnung eingreifen können, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Einsteckelementes (20) mit wenigstens einer Ausnehmung (22) geformt ist, in die durch den Einsteckvorgang ein Vorsprung (12) des Gehäuses des Steckplatzes (16) eingreifen kann, wodurch sich eine Verzahnung zwischen Einsteckelement (20) und Steckplatzanordnung ergibt, wobei das Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material besteht.
8. Elektrotechnisches Einsteckelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (22) wenigstens einen Vorsprung (26) und/oder wenigstens eine weitere Ausnehmung (28) aufweist, so dass Einsteckelement (20) und Steckplatz (16) nach dem Einsteckvorgang mehrfach ineinandergreifen.
9. Elektrotechnisches Einsteckelement nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (26) in einer lateralen Richtung an wenigstens einer Stelle unterbrochen ist, so dass eine Lücke entsteht, die durch einen entsprechender Vorsprung (12) des Gehäuses des Steckplatzes (16) verdeckt wird, wenn das elektrotechnische Einsteckelement (20) in den Steckplatz (16) gesteckt ist.
10. Elektrotechnisches Einsteckelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (22) des Gehäuses wenigstens in dem Gehäuseteil angeordnet ist, wo die Kontaktelemente (24) sich befinden, die mit höheren Spannungen beaufschlagt werden.
11. Elektrotechnisches Einsteckelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckelement (20) als elektromagnetischer Schalter, insbesondere ein Relais oder ein Schütz, ausgebildet ist.
12. Elektrotechnischer Stecksockel für eine Steckplatzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecksockel (10) einen Steckplatz (16) aufweist, in den ein elektrotechnisches Einsteckelement (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 einsteckbar ist, wobei das Gehäuse des Stecksockels (10) so gestaltet ist, dass es im Bereich des Steckplatzes (16) wenigstens einen Vorsprung (12) aufweist, so dass sich durch den Einsteckvorgang des Einsteckelementes (20) eine Verzahnung von Stecksockel (10) und Einsteckelement (20) ergibt, wobei das Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material besteht.
13. Elektrotechnischer Stecksockel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im Bereich des Vorsprungs (12) wenigstens eine Ausnehmung (17) und/oder wenigstens einen weiteren Vorsprung (18) aufweist, so dass Einsteckelement (20) und Steckplatz (16) nach dem Einsteckvorgang mehrfach ineinandergreifen.
14. Elektrotechnischer Stecksockel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (12) in einer lateralen Richtung an wenigstens einer Stelle unterbrochen ist, so dass eine Lücke entsteht, die durch einen entsprechenden Vorsprung (26) des Gehäuses des Einsteckelementes (20) verdeckt wird, wenn das elektrotechnische Einsteckelement (20) in den Steckplatz (16) gesteckt ist.
15. Elektrotechnischer Stecksockel nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (12) des Gehäuses wenigstens in dem Gehäuseteil angeordnet ist, wo die Kontaktelemente (24) des elektrotechnischen Einsteckelementes (20) für eine Steckplatzanordnung angeordnet sind, die mit höheren elektrischen Spannungen beaufschlagt werden.
16. Elektrotechnischer Stecksockel nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckplatz (16) für die Aufnahme eines elektromagnetischen Schalters, insbesondere eines Relais, eines Halbleiterschalters, oder eines Schütz ausgelegt ist.
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