DE3633407C2

DE3633407C2 -

Info

Publication number: DE3633407C2
Application number: DE19863633407
Authority: DE
Inventors: Otto 5880 Luedenscheid De Heuel
Original assignee: Hasco Normalien Hasenclever GmbH and Co
Current assignee: Hasco Hasenclever GmbH and Co KG
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1991-05-29
Also published as: DE3633407A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur Verwendung an einem Spritzgieß- oder Preßwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Massen, insbesondere Kunststoffmassen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der vorbeschriebene elektrische Steckverbinder ist in seiner Verwendung zusammen mit einem Spritzgieß- oder Preßwerkzeug durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden.

Bei Spritzgieß- oder Preßwerkzeugen mit elektrischen Steckverbindern der eingangs beschriebenen Gattung müssen in platzsparender Weise möglichst viele Einbauteile, so auch Netz- und Signalleitungen, innerhalb des Werkzeugvolumens untergebracht werden. Besonders platzsparende Versorgungskabel, die ein risikoloses Nebeneinander von Netzspannung (z. B. 220-250 Volt) sowie von Signalspannung (Kleinstspannung von teilweise nur wenigen Millivolt) gestatten, sind durch das DE-GM 85 16 055 bekanntgeworden. Diese besonderen werkzeugspezifischen Kabel führen zu einem Steckverbinder hoher Kontaktdichte, wie er durch die DIN 43 652 bekanntgeworden ist.

Derartige Steckverbinder ermöglichen in platzsparender Weise bei Einhaltung bestimmter Klemmenbelegungspläne für Netz- und Signalleitungen ein verwechselungsfreies rasches Kuppeln und Entkuppeln aller elektrischen Werkzeuganschlüsse. Hierdurch läßt sich der Austausch von Werkzeugen an Kunststoff-Spritzgießmaschinen besonders einfach und rationell durchführen.

Der bislang verwendete bekannte Steckverbinder hoher Kontakt dichte wird indes als nachteilig empfunden, weil, begründet durch seine hohe Kontaktdichte, eine elektrische Beeinflussung von Kleinstspannung führenden Kontakteilen durch unmittelbar innerhalb des Steckverbinders benachbarte Kontaktteile, an denen Netzspannung anliegt, nicht auszuschließen ist.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen bekannten elektrischen Steckverbinder zur Verwendung an einem Spritzgieß- oder Preßwerkzeug, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten Steckverbinder so auszugestalten, daß dieser zu seiner besonderen Verwendung an einem Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nicht nur Spannungen gleicher Höhe sondern ebenso unproblematisch innerhalb ein und derselben Steckverbindung auch Spannungen unterschiedlicher Höhe, wie z. B. Netzspannung (z. B. 220-250 Volt) und Kleinstspannung (wenige Millivolt), übertragen kann. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Entsprechend der Erfindung umgibt die elektrisch iso lierende Kunststoffumhüllung den bislang metallisch blanken Kontaktstiftbereich innerhalb der Fuge zwischen den beiden gegenüberliegenden Stirnflächen von Patrizen- und Matrizen- Isolierstoffblock. Hierdurch werden die Kriechstrecken zwischen unmittelbar benachbarten Kontaktstift/Buchsen-An ordnungen in einem solchen Maße vergrößert, daß eine uner wünschte elektrische Beeinflussung zwischen zwei unterschied lichen Potentialen ausbleibt.

Elektrische Steckverbindungen mit Kontaktstiften und Buchsen, bei denen die Kontaktstifte in ihrem vorderen Be reich metallisch blank sind und jeweils in ihrem rückwärtigen axialen Oberflächenbereich eine eng anliegende elektrisch isolierende Kunststoffumhüllung aufweisen, sind von völlig kunststoffisolierten elektrischen Kleingeräten, die keinen Schutzleiter benötigen, an sich bekannt (DD-PS 33 750). Bei diesen bekannten Gerätesteckern herrscht jedoch dasselbe Potential zwischen dem Phasenleiter und dem Nulleiter, wobei die Kunststoffumhüllung der Kontaktstifte lediglich einen unbeabsichtigten Fingerkontakt während des Kupplungsvorganges unter Spannung vermeiden soll.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Hierbei zeigt,

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch die Düsenseite einer Kunststoff-Spritzgießform mit einer elektrisch beheizten Einspritzdüse,

Fig. 2 die Einspritzdüse gemäß Fig. 1, isoliert darge stellt und im axialen Längsschnitt gezeichnet,

Fig. 3 einen Radialquerschnitt durch ein Versorgungs kabel entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4a und 4b einen zweiteiligen entkuppelten Steck verbinder hoher Kontaktdichte in natürlicher Größe, wobei Fig. 4a das Matrizenteil und Fig. 4b das Patrizenteil darstellt,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines gekuppelten Steckverbinders gemäß den in den Fig. 4a und 4b, mit V-V gekennzeichneten Stellen,

Fig. 6 eine im Vergleich zu Fig. 5 zusätzlich vergrößerte Einzeldarstellung eines Kontaktstiftes, und

Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung ohne Schraffurlinien in Anlehnung an Fig. 5.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist ein Heißkanalverteiler 10 mit Zuführkanälen 11, 12 für eine Kunst stoffschmelze vorgesehen, welche über eine insgesamt mit 13 bezeichnete Einspritzdüse in die Formhöhlung 14, von der nur ein Teilbereich dargestellt ist, eintritt. Der Düsenansatz 15 sowie der den größten Axialbereich des Heizeinsatzes 17 aufnehmende vordere zylindrische Bereich der Einspritzdüse 13 ist mit 16 bezeichnet.

Der vordere zylindrische Bereich 16 ist in einer Form platte 18 aufgenommen, welche düsenseitig die Formhöhlung 14 begrenzt.

Der übrige Teil der Einspritzdüse 13, d.h. der hintere zylindrische Bereich 19 und der Abschlußdeckel 20, sind in einer Öffnung 21 innerhalb einer Formhalteplatte 22 auf genommen.

Die Öffnung 21 weist eine seitliche Erweiterung 23 auf, in welcher sich das der Einspritzdüse 13 zugewandte Ende eines Versorgungskabels 24 mit einem Kabel-Schraubanschluß 25 befindet. An der der Einspritzdüse 13 abgewandten Seite des Kabel-Schraubanschlusses 25 weist das Versorgungskabel 24 eine gewendelte Metallarmierung 26 auf. Innerhalb der Metallarmierung 26 befindet sich der äußere Kabel-Isolier mantel 27, der in einem Ringraum 28 die beiden etwa diametral gegenüberliegend angeordneten Netzspannungsleiter 29 (Phasen leiter) und 30 (Nulleiter) aufnimmt. Phasenleiter 29 und Nulleiter 30 sind jeweils in einem eigenen elektrischen Iso lierschlauch 31, 32 aufgenommen.

Der Ringraum 28 ist innenseitig von einem Metallschlauch 33 aus feingeflochtener, jedoch mechanisch widerstandsfähiger Kupferlitze ausgelegt. In dem von dem Metallschlauch 33 um schlossenen Hohlraum 34 befinden sich die beiden Signalspan nungsleiter 35, 36, die ebenfalls von einem jeweils eigenen Isolierschlauch 37, 38 umhüllt sind.

Für den Fall, daß - aus welchen Gründen auch immer - die Isolierschläuche 31, 32 schadhaft werden sollten, ist es ausgeschlossen, daß Spannung auf einen fehlerhaft isolier ten Signalspannungsleiter 35, 36 übertritt, da der nicht isolierte Metallschlauch 33 als Erdleiter wirkt, der einen nicht dargestellten Netztrennschalter, beispielsweise ein Fehlerstromrelais, auslösen kann.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Metallschlauch 33 über eine Klemme 39 und einen isolierten Zwischenleiter 40 an eine Erdungsklemme 41 des Metallkörpers der Einspritz düse angeschlossen. In diesem Fall kontaktiert die Erdungs klemme 41 das zentrale Führungsrohr 42 für die Kunststoff schmelze. Koaxial auf dem zentralen Führungsrohr 42 sind der Ohmsche Heizeinsatz 17 sowie die Lötstelle 44 eines Thermoelements angeordnet, dessen Bestandteile u.a. die beiden Signalspannungsleitungen 35, 36 sind. Hierbei kann die eine Signalspannungsleitung 35 aus Eisen und die andere Signal spannungsleitung 36 aus Konstantan bestehen. Aus Fig. 2 ist außerdem zu ersehen, daß die beiden Netzspannungsleiter 29, 30 (s. deren Isolierschläuche 31, 32) an den Heizeinsatz 17 angeschlossen sind.

Anstelle des Metallschlauchs 33 kann auch ein uniso lierter Schlauch aus anderen Werkstoffen mit ähnlicher oder hinreichender elektrischer Leitfähigkeit eingesetzt werden.

Die beiden Signalspannungsleiter 35, 36 sind in nicht gezeigter Weise an Kontaktstiften 45, 46 der Kleinstspannungs- Kontaktstellen 1, 2 eines Patrizenteils 47 angeschlossen. Dem Patrizenteil 47 ist ein Matrizenteil 48 zugeordnet, welches gemeinsam mit dem Patrizenteil 47 hinsichtlich seiner grund sätzlichen Bauart einen Steckverbinder 47, 48 hoher Kontakt dichte gemäß DIN 43 652 bildet.

Die beiden Netzspannungsleiter 29, 30 sind an Kontakt stiften 49, 50 des Patrizenteils 47 angeschlossen. Die Kontakt stifte 49, 50 befinden sich an Netzspannungs-Kontaktstellen 6, 7 und liegen den Kleinstspannungs-Kontaktstellen 1, 2 entsprechend den Kontaktstiften 45, 46 diametral gegenüber. Es existieren außerdem noch die Netzspannungs-Kontaktstellen 9, 0 mit Kontaktstiften 51, 52, welchen wiederum die Kontakt stifte 53, 54 an den Kleinstspannungs-Kontaktstellen 4, 5 diametral gegenüberliegen.

Am Matrizenteil 48 sind die Kontaktstellen analog gekenn zeichnet. So wirken beispielsweise die Kleinstspannung führenden Kontaktstifte 45, 46 an den Kontaktstellen 1 und 2 mit den ebenfalls Kleinstspannung führenden Kontaktbuchsen 55, 56 an den Kontaktstellen 1 und 2 zusammen. Entsprechendes gilt für die Netzspannung führenden Kontaktstifte 49, 50 an den Kontaktstellen 6 und 7, welche an nämlichen Kontaktstellen 6 und 7 mit den für Netzspannung vorgesehenen Kontaktbuchsen 57, 58 zusammenwirken. Analoge Verhältnisse gelten für die Kontaktbuchsen 59, 60 (Kleinstspannung) und 61, 62 (Netz spannung). Die miteinander zusammenwirkenden Erdkontakte sind mit E_P (Erdkontakte des Patrizenteils 47) bzw. E_M (Erd kontakte des Matrizenteils 48) bezeichnet.

Zu bemerken ist auch noch, daß beim vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel nur jeweils paarige Kontakte vorkommen, so daß die mittleren Kontaktstifte 63, 64 entsprechend den mittleren Kontaktbuchsen 65, 66 im Klemmenbelegungsplan nicht vorgesehen, d.h. nicht geschaltet oder gar entfernt sind.

Zur Funktion der Steckverbindungen im einzelnen sei nun zusätzlich auf die Fig. 5-7 hingewiesen:

Die Kontaktstifte 45, 49 besitzen rückwärtige Anschluß bereiche 67, 68, die innerhalb eines Isolierstoffblocks I_p des Patrizenteils 47 gehalten sind. Die von den rückwärtigen Anschlußbereichen 67, 68 ausgehenden Schäfte S der Kontakt stifte 45, 49 durchsetzen zunächst jeweils einen Bund B_P, der dem Isolierstoffkörper I_P angeformt ist.

Die Kontaktbuchsen 55, 57 sind in einem Isolierstoff körper I_M des Matrizenteils 48 aufgenommen und sind gegen über Einstecköffnungen 69, die an ihren freien Enden durch jeweils einen Isolierstoffbund B_M umgrenzt sind, zurückver setzt angeordnet.

Die Kontaktstifte 45, 49 sind im Bereich ihrer Schäfte S mit diese jeweils eng anliegend umgebenden elektrisch iso lierenden Kunststoffumhüllungen K versehen. Die Kunststoff umhüllung K beginnt jeweils am rückwärtigen Anschlußbereich 67, 68 und endet jeweils an einem blanken axialen Endbereich A des jeweiligen Kontaktstift-Schaftes S. Hierbei ragt die Kunststoffumhüllung K mit einem axialen Einsteckmaß x_a in die jeweils korrespondierende Einstecköffnung 69 des Patrizen- Isolierstoffblocks I_M hinein. Im vorliegenden Falle sind das axiale Einsteckmaß bzw. die axiale Einstecklänge x_a gleich oder um einen geringen Betrag größer als die axiale Länge x_b des blanken Endbereichs A eines jeden Kontaktstiftes 45, 49. Auf diese Weise ist leicht vorstellbar, daß die Kriech strecken, d.h. die Mindestabstände zwischen zwei einander am nächsten beabstandeten metallisch blanken Stellen zwischen den beiden Kontaktstiften 45 (Kleinstspannung) und 49 (Netz spannung) bzw. zwischen den entsprechenden Buchsen 55, 57 gegenüber der bisherigen Ausführungsform ohne Kunststoffum hüllungen K so vergrößert sind, daß eine gegenseitige elek trische Beeinflussung ausscheidet.

Anhand der Zeichnungen ist auch vorstellbar, daß handels übliche Stecker hoher Kontaktdichte gemäß DIN 43 652 ohne weiteres entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgerüstet werden können. Dieses kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Kontaktstift zur Aufnahme der Kunststoff umhüllung K mit einer axial langgestreckten Umfangsnut U zur Aufnahme eines die Kunststoffumhüllung K bildenden Kunststoff schlauches aus ETFE versehen wird. Wie anhand von Fig. 6 besonders deutlich wird, ist der Außendurchmesser D_a des blanken axialen Endbereichs A eines jeden Kontaktstiftes gleich dem Außendurchmesser D_a der Kunststoffhülle K.

Claims

1. Elektrischer Steckverbinder hoher Kontaktdichte zur Verwendung an einem Spritzgieß- oder Preßwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Massen, insbesondere von Kunststoffmassen, welchem mindestens ein innerhalb des Werkzeuges angeordneter elektrischer Verbraucher, wie elektrische Widerstandsheizung od. dgl., mit Sensor, wie Meßfühler od. dgl., zugeordnet ist, und mit im Werkzeug angeordneten und aus diesem herausgeführten elektrischen Anschlußleitungen, nämlich mit mindestens zwei mit dem Verbraucher verbundenen Netzspannungsleitern, einem mit dem Gehäuse bzw. Körperteil des Verbrauchers verbundenen Netzspannungs-Erdleiter sowie mit mindestens zwei Signalspannungsleitern, wobei die sich außerhalb des Werkzeugs befindenden Leiterenden dieser Anschlußleitungen an dem ein Patrizenteil und ein Matrizenteil aufweisenden Steckverbinder hoher Kontaktdichte angeschlossen sind, wobei jeder Kontaktstift des Patrizenteils mit seinem Anschlußbereich in einem Patrizen-Isolierstoffblock gehalten ist und durch einen vorstehenden Bund des Patrizen-Isolierstoffblocks hindurch in Richtung auf das Matrizenteil vorragt, und wobei die Kontaktbuchsen des Matrizenteils innerhalb von Einstecköffnungen eines Matrizen-Isolierstoffblocks zurückversetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktstift (z. B. 45, 49) mit einer ihn eng anliegend umgebenden elektrisch isolierenden Kunststoffumhüllung (K) versehen ist, welche, am elektrischen Anschlußbereich (67, 68) des Kontaktstiftes (z. B. 45, 49) beginnend, an dessen blankem axialen Endbereich (A) endet, daß die Kunststoffumhüllung (K) mit einem axialen Einsteckmaß (x_a) bis in die korrespondierende Einstecköffnung (69) des Matrizen-Isolierstoffblocks (I_M) hineinragt und daß das axiale Einsteckmaß (x_a) der Kunststoffumhüllung (K) mindestens gleich der Axiallänge (x_b) des blanken Endbereichs (A) des Kontaktstiftes (z. B. 45) ist.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gekuppeltem Steckverbinder (47, 48) die jeweilige Kunststoffumhüllung (K) bis an die dem Patrizenteil (47) zugewandte Stirnfläche der korrespondierenden Anschlußbuchse (z. B. 55) reicht.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Einsteckmaß (x_a) der Kunststoffumhüllung (K) größer ist als die axiale Länge (x_b) des blanken Endbereichs (A) des Kontaktstiftes (z. B. 45).

4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffumhüllung (K) aus einem Schrumpfschlauch, z. B. aus ETFE (Äthylen-Tetra fluoräthylen-Copolymere), besteht.

5. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffumhüllung (K) in einem Kunststoffspritzgieß-Werkzeug durch Umspritzung hergestellt ist.

6. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kunststoffumhüllung (K) aufnehmende Axialbereich des insgesamt aus leitendem Werkstoff bestehenden Kontaktstiftes (z. B. 45) eine axial längsgestreckte Umfangsnut (U) bildet.

7. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D_a) der Kunststoffum hüllung (K) gleich dem Außendurchmesser des blanken Endbereichs (A) des Kontaktstiftes (z. B. 45) ist.