EP4000140B1 - Modularisierbares steckverbindermodul für einen schweren industriesteckverbinder - Google Patents

Modularisierbares steckverbindermodul für einen schweren industriesteckverbinder

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EP4000140B1
EP4000140B1 EP20754153.3A EP20754153A EP4000140B1 EP 4000140 B1 EP4000140 B1 EP 4000140B1 EP 20754153 A EP20754153 A EP 20754153A EP 4000140 B1 EP4000140 B1 EP 4000140B1
Authority
EP
European Patent Office
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connector module
functional units
connector
cavity
fixing means
Prior art date
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Active
Application number
EP20754153.3A
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English (en)
French (fr)
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EP4000140A1 (de
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Bernard Schlegel
Heiko Meier
Irina Lötkemann
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Harting Electric Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting Electric Stiftung and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Harting Electric Stiftung and Co KG filed Critical Harting Electric Stiftung and Co KG
Publication of EP4000140A1 publication Critical patent/EP4000140A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4000140B1 publication Critical patent/EP4000140B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/514—Bases; Cases composed as a modular blocks or assembly, i.e. composed of co-operating parts provided with contact members or holding contact members between them
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve

Definitions

  • the invention is based on a connector module for a heavy-duty industrial connector according to the preamble of independent claim 1.
  • the invention further relates to a method for producing such a connector module according to independent claim 6.
  • Such connector modules are required as part of a modular connector system to flexibly adapt a connector, especially a heavy-duty industrial connector, to specific requirements regarding signal and power transmission, e.g., between two electrical devices.
  • connector modules are typically inserted into corresponding holding frames, sometimes also referred to as articulated frames, module frames, or modular frames.
  • the holding frames thus serve to accommodate several similar and/or different connector modules and securely attach them to a surface and/or a device wall and/or in a connector housing or similar.
  • the connector modules typically each have a substantially cuboid-shaped insulating body or housing. These insulating bodies or housings can serve, for example, as contact carriers and accommodate and secure contacts of various types. The function of a connector formed in this way is therefore very flexible. For example, pneumatic modules, optical modules, modules for transmitting electrical energy and/or electrical analog and/or digital signals can be integrated into the respective insulating body or housing. They can be housed in a housing and thus be used in the modular connector system. Connector modules are increasingly also taking on measurement and data technology tasks.
  • holding frames are used that consist of two frame halves that are connected to each other by an articulated joint.
  • the connector modules are provided with approximately rectangular holding means protruding from the narrow sides. Recesses or openings designed as fully closed openings are provided in the side parts of the frame halves, into which the holding means insert when the connector modules are inserted into the holding frame.
  • articulated frames are most commonly used.
  • the holding frame is unfolded, i.e. opened, with the frame halves being unfolded around the joints only far enough to allow the connector modules to be inserted.
  • the frame halves are then clipped together, i.e. the holding frame is closed, whereby the holding means enter the recesses and a secure, positive fit of the connector modules in the holding frame is ensured.
  • the modular industrial connectors described above offer a high degree of flexibility and can be configured for a wide variety of applications by assembling connector modules with different functions together in a common mounting frame.
  • the number of connector module slots in a mounting frame is limited. This limits the flexibility of such an industrial connector.
  • German Patent and Trademark Office has searched the following prior art in the priority application for this application: DE 10 2017 123 331 B3 , DE 10 2014 108 847 A1 and DE 10 2018 115 371 A1 .
  • the US 2006/030222 A1 shows an audio jack formed from several jack units that are coupled together via a dovetail connector.
  • the US 2006/110978 A1 shows a modular power connector formed from several insulating blocks that are assembled with a dovetail connector.
  • the FR 2 496 192 A1 shows a connector array consisting of alternating terminal blocks and contact carrier blocks that fit together.
  • the object of the invention is to provide a connector module which enables a modular industrial connector with increased modularity without at the same time increasing the assembly effort for such a connector.
  • the connector module according to the invention is intended for use in a modular industrial connector. Typically, several similar and/or different connector modules are installed in a so-called retaining frame. The retaining frame is then installed in a connector housing or a device panel.
  • the connector module according to the invention is formed from at least two independent functional units.
  • a functional unit forms an independent component. This means that the functional unit can function independently, i.e., without another functional unit connected to it. A functional unit does not become technically usable until two or more functional units are combined to form a connector module.
  • a functional unit preferably has at least one contact element and/or one sensor and/or one edge computer.
  • the edge computer can, for example, collect, store, process, and transmit data.
  • the contact element can, for example, be an electrical contact element for power or signal transmission.
  • the contact element can also be an optical contact element to which, for example, an optical fiber is connected.
  • a functional unit can have multiple contact elements, in particular multiple different contact elements. For example, electrical and optical contact elements can be mixed with one another.
  • the sensor can, for example, be a current sensor that monitors an adjacent contact element, for example arranged in an adjacent functional unit. However, temperature sensors, optical sensors, in particular scattered light sensors, or other sensors can also be provided.
  • a functional unit can also contain multiple sensors, in particular different sensors.
  • a functional unit can also contain one or more sensors and, at the same time, one or more contact elements.
  • the functional units of a connector module can operate completely independently of one another. However, the functional units can also experience a synergistic effect when combined, especially when sensors from one functional unit are combined with contact elements from another.
  • each functional unit When assembled, the functional units enclose a cavity.
  • a cavity here refers to a hollow space that is accessible from the outside.
  • each functional unit has a bulge that forms the aforementioned hollow space or cavity when the functional units are assembled.
  • the cavity can also have two openings to the outside. This allows, for example, a separate fixation agent to be introduced on both sides.
  • the cavity can extend essentially in the mating direction and/or perpendicular to the mating direction of the connector module.
  • the mating direction is the direction in which the connector module is guided to a mating connector module during the mating process.
  • the functional units are fixed together.
  • the fixation agent is, in particular, a separate component.
  • the fixation of the functional units to one another can be reversible if the fixation agent is designed such that it can be removed from the cavity.
  • the functional units can be reused and combined differently. For example, a defective functional unit can be replaced without having to dispose of the still functioning functional unit previously combined with it. Such a solution is particularly sustainable.
  • the fixing device can be an existing, separate component.
  • the fixing device has the form of a Space of an extruded component.
  • Such a component can be easily produced, for example, in an injection molding process.
  • the fixative can also be created during an injection molding process.
  • the functional units are first brought together.
  • the resulting cavity is filled with a plastic material in a plastic injection molding process, which cures, creating or forming the fixative. Partially filling the cavity may be sufficient.
  • the initially liquid fixative can be injected into one access opening of the cavity, and any excess material can then escape through the second opening. Having two openings would also accelerate the curing process accordingly.
  • the fixing means has a cross-shaped cross-section.
  • Two of the crossbeams can each be anchored in a functional unit, creating a particularly stable and backlash-free connection between the functional units.
  • the absence of backlash in the connection between the functional units is particularly important. Excessive play between the functional units leads to a "wobbly" connector module and ultimately reduces the functionality of an industrial connector equipped with it.
  • the functional units each have a complementary offset on their joined side. This allows the functional units to be joined together with a positive fit.
  • the offset ensures that the functional units are held together in or against the mating direction, even without fixing devices. This gives the connector module greater stability, especially during the mating process.
  • At least two independent functional units are assembled or combined.
  • the functional units enclose a cavity.
  • the cavity is then at least partially filled with a fixative, which secures the functional units together.
  • a pre-prepared fixative can be inserted or pushed into the cavity.
  • the cavity can be filled with a hardening compound, for example, in an injection molding process. The hardened compound then forms the fixative.
  • retaining means for securing the connector module in a holding frame are molded onto the narrow sides of the connector module, or portions thereof are finished. This process step can be performed before, after, or during the cavity filling with the retaining means.
  • connector modules have differently sized retaining elements on their narrow sides. This ensures polarization (correct insertion in the intended orientation) of the connector modules in the retaining frame, which has matching recesses of varying sizes.
  • the aforementioned subsequent molding of the retaining elements allows for even more flexible combinations of functional units, since the polarization direction does not need to be considered in advance.
  • the Figure 1 shows a perspective and partially transparent representation of a first embodiment of a connector module 1 according to the invention.
  • the connector module 1 consists of two functionally independent functional units 2, 2'. On the narrow sides of the connector module 1 formed by the functional units 2, 2', the functional units 2, 2' each have differently sized holding means 3, 3', with which the connector module 1 can be inserted into a holding frame (not shown) of an industrial connector (not shown).
  • the functional units 2, 2' have openings 4 into which (different) contact elements 5 can be inserted. However, other elements, such as sensors, can also be provided in the functional units 2, 2'. Since the relevant functionality of the functional units 2, 2' is not relevant to the present invention, it will not be discussed in detail below.
  • the connector modules 1 are plugged together in the plugging direction SR with a corresponding mating connector module (not shown).
  • the combined functional units 2, 2' enclose a cavity 6.
  • the cavity 6 is filled with a fixing agent 7, which is Figure 2 is shown separately.
  • the fixing means 7 has the shape of a cross extruded into the space.
  • the functional units 2, 2' form a transverse division of the connector module 1.
  • the functional units 2, 2' are brought together with their designated narrow sides.
  • the fixing means 7 is then pushed or injected axially, i.e., in the plugging direction SR, into the connector module 1 in order to reconnect the functional units 2, 2' to one another, ideally in a detachable manner.
  • the functional units 2, 2' each have offsets 9 aligned complementarily to each other on their joined sides. As a result, the functional units 2, 2' do not shift axially relative to each other, even if no fixing means 7 is yet present. Thus, the functional units 2, 2' are stabilized during the subsequent manufacturing process, for example, in an injection mold.
  • FIG 3 a second embodiment of a connector module 1' according to the invention is shown.
  • the connector module 1' is split lengthwise. Therefore, the fixing means 7 is pushed or injected into the narrow side of the connector module 1' perpendicular to the plugging direction SR.
  • Connector modules 2, 2' split lengthwise in this way have the disadvantage that the diameter of the contact elements that can be accommodated therein is limited. This also often gives rise to problems with the air and creepage distances.
  • one advantage of the longitudinal division of the connector modules is that the functional units can be fastened in a holding frame on their own, i.e. without being connected to another functional unit, if the slots in the holding frame are provided accordingly.
  • FIG. 4 A third embodiment of a connector module 1" according to the invention is shown in Figure 4
  • the fixing means 7 extends within the connector module 1" both in the plug-in direction SR and perpendicular to it.
  • the cavity 6 is of course designed accordingly.
  • This design of the fixing means 7 ensures particularly stable and play-free fixing of the functional units 2, 2' to one another. Of course, no finished component can be used as the fixing means 7 for this purpose.
  • the fixing means 7 is injected into the cavity 6 in the form of hardening material.
  • FIG. 5 a section of a connector module 1, 1', 1" according to the invention can be seen.
  • the section focuses on a holding means 3' formed on the respective narrow sides of the connector module 1, 1', 1".
  • the holding means 3' can (optionally) in the exemplary embodiments shown, for example, as shown in Fig. 5 be designed as follows.
  • the holding means 3' consists of a base 3a formed on the functional unit 2, 2', which base has a groove 8.
  • the base 3a essentially corresponds to the small holding means 3 of the connector module 1, 1', 1" and fits accordingly into the narrower recess of the aforementioned holding frame.
  • an enlargement 3b is injection-molded onto the base 3a.
  • the base 3a plus the enlargement 3b corresponds to the larger holding means 3' of the connector module 1, 1', 1" and fits accordingly into the larger recess of the aforementioned holding frame.
  • the functional units can be permuted with one another as desired, since they are only provided with the appropriate polarization for the holding frame afterwards, in the aforementioned injection molding process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Steckverbindermodul für einen schweren Industriesteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steckverbindermoduls nach dem unabhängigen Anspruch 6.
  • Derartige Steckverbindermodule werden als Bestandteil eines Steckverbindermodularsystems benötigt, um einen Steckverbinder, insbesondere einen schweren Industriesteckverbinder, flexibel an bestimmte Anforderungen bezüglich der Signal- und Energieübertragung z.B. zwischen zwei elektrischen Geräten, anpassen zu können. Üblicherweise werden dazu Steckverbindermodule in entsprechende Halterahmen, die mitunter auch als Gelenkrahmen, Modulrahmen oder Modularrahmen bezeichnet werden, eingesetzt. Die Halterahmen dienen somit dazu, mehrere zueinander gleichartige und/oder auch unterschiedliche Steckverbindermodule aufzunehmen und diese sicher an einer Fläche und/oder einer Gerätewand und/oder in einem Steckverbindergehäuse o.ä. zu befestigen.
    • Stand der Technik
  • Die Steckverbindermodule besitzen in der Regel jeweils einen im Wesentlichen quaderförmigen Isolierkörper bzw. ein quaderförmiges Gehäuse. Diese Isolierköper bzw. Gehäuse können beispielsweise als Kontaktträger dienen und Kontakte verschiedenster Art aufnehmen und fixieren. Die Funktion eines dadurch gebildeten Steckverbinders ist also sehr flexibel. Es können z.B. pneumatische Module, optische Module, Module zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer analoger und/oder digitaler Signale im jeweiligen Isolierkörper bzw. Gehäuse aufgenommen sein und so im Steckverbindermodularsystem Verwendung finden. Zunehmend übernehmen Steckverbindermodule auch mess- und datentechnische Aufgaben.
  • Optimalerweise werden Halterahmen verwendet, die aus zwei Rahmenhälften gebildet sind, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Steckverbindermodule sind mit an den Schmalseiten vorstehenden, etwa rechteckförmigen Halterungsmitteln versehen. In den Seitenteilen der Rahmenhälften sind als allseitig geschlossene Öffnungen ausgebildete Ausnehmungen bzw. Öffnungen vorgesehen, in die die Halterungsmittel beim Einfügen der Steckverbindermodule in den Halterahmen eintauchen. Am häufigsten werden so genannte Gelenkrahmen verwendet. Zum Einfügen der Steckverbindermodule wird der Halterahmen aufgeklappt, d.h. geöffnet, wobei die Rahmenhälften um die Gelenke nur so weit aufgeklappt werden, dass die Steckverbindermodule eingesetzt werden können. Anschließend werden die Rahmenhälften zusammengekappt, d.h. der Halterahmen wird geschlossen, wobei die Halterungsmittel in die Ausnehmungen gelangen und ein sicherer, formschlüssiger Halt der Steckverbindermodule in dem Halterahmen bewirkt wird.
  • Die oben beschriebenen modularen Industriesteckverbinder bieten eine hohe Flexibilität und können für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete konfiguriert werden, indem Steckverbindermodule mit unterschiedlichen Funktionen miteinander in einem gemeinsamen Halterahmen verbaut werden. Die Anzahl der Steckverbindermodulplätze in einem Halterahmen ist jedoch begrenzt. Hierdurch sind der Flexibilität eines solchen Industriesteckverbinders Grenzen gesetzt.
  • Ideen die Flexibilität eines solchen Industriesteckverbinders mit Steckverbindermodulen zu erhöhen, die wiederum modular aus verschiedenen Funktionseinheiten zusammengesetzt sind, stehen den Kundenwünschen, nämlich weniger Aufwand bei der Konfektionierung eines Industriesteckverbinders zu haben, entgegen.
  • Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 10 2017 123 331 B3 , DE 10 2014 108 847 A1 und DE 10 2018 115 371 A1 .
  • Die US 2006/030222 A1 zeigt eine Audiobuchse, die aus mehreren Buchseneinheiten gebildet wird, die über ein Verbindungselement nach dem Schwalbenschwanzprinzip miteinander gekoppelt werden.
  • Die US 2006/110978 A1 zeigt einen modularen Stromverbinder, der aus mehreren Isolierblöcken gebildet wird, die mit einem Verbinder nach dem Schwalbenschwanzprinzip zusammengesetzt werden.
  • Die FR 2 496 192 A1 zeigt ein Steckverbinderarray, welches abwechselnd aus Klemmblöcken und Kontaktträgerblöcken, die passend ineinandergreifen, besteht.
    • Aufgabenstellung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Steckverbindermodul bereitzustellen, welches einen modularen Industriesteckverbinder mit vergrößerter Modularität ermöglich, ohne gleichzeitig den Konfektionierungsaufwand für einen solchen Steckverbinder zu erhöhen.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs und durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul ist für den Einsatz in einem modularen Industriesteckverbinder vorgesehen. Dabei werden in der Regel mehrere gleichartige und/oder unterschiedliche Steckverbindermodule in einen so genannten Halterahmen eingebaut. Der Halterahmen wird dann anschließend in ein Steckverbindergehäuse oder einer Gerätewand eingebaut. Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul ist aus zumindest zwei eigenständigen Funktionseinheiten gebildet.
  • Eine Funktionseinheit bildet ein eigenständiges Bauteil. Das bedeutet, dass die Funktionseinheit eigenständig, das heißt ohne eine weitere mit ihr verbundene Funktionseinheit, funktionieren kann. Eine Funktionseinheit wird nicht erst durch das Zusammenfügen von zwei oder mehr Funktionseinheiten zu einem Steckverbindermodul technisch gebrauchsfähig.
  • Vorzugsweise weist eine Funktionseinheit zumindest ein Kontaktelement und/oder einen Sensor und/oder einen Edge-Computer auf. Der Edge-Computer kann beispielsweise Daten sammeln, speichern, verarbeiten und versenden. Bei dem Kontaktelement kann es sich beispielsweise um ein elektrisches Kontaktelement zur Strom- oder Signalübertragung handeln. Beim Kontaktelement kann es sich auch um ein optisches Kontaktelement handeln, an welchen beispielsweise ein Lichtwellenleiter angeschlossen wird. Eine Funktionseinheit kann mehrere Kontaktelemente, insbesondere auch mehrere unterschiedliche Kontaktelemente aufweisen. Beispielsweise können elektrische und optische Kontaktelemente miteinander gemischt sein. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Stromsensor handeln, der ein benachbartes Kontaktelement, beispielsweise angeordnet in einer benachbarten Funktionseinheit, überwacht. Es können aber auch Temperatursensoren, optische Sensoren, insbesondere Streulichtsensoren oder andere Sensoren vorgesehen sein. Eine Funktionseinheit kann auch mehrere Sensoren, insbesondere auch unterschiedliche Sensoren enthalten. Eine Funktionseinheit kann auch einen Sensor oder mehrere Sensoren und gleichzeitig ein Kontaktelement oder mehrere Kontaktelemente enthalten.
  • Die Funktionseinheiten eines Steckverbindermoduls können vollkommen unabhängig voneinander agieren. Es kann aber auch sein, dass die Funktionseinheiten durch das Zusammenfügen einen Synergieeffekt erfahren, insbesondere dann, wenn Sensoren einer Funktionseinheit mit Kontaktelementen einer anderen Funktionseinheit kombiniert werden.
  • Die Funktionseinheiten schließen im zusammengesetzten Zustand miteinander eine Kavität ein. Mit Kavität ist hier ein Hohlraum gemeint, der von außen zugänglich ist. Dazu weist jede Funktionseinheit eine Wölbung auf, die beim Zusammensetzen der Funktionseinheiten den erwähnten Hohlraum bzw. die erwähnte Kavität bildet.
  • Die Kavität kann auch zwei Öffnungen nach außen aufweisen. Dadurch kann beispielsweise ein separates Fixierungsmittel beidseitig eingeführt werden.
  • Die Kavität kann sich im Wesentlichen in Steckrichtung und/oder senkrecht zur Steckrichtung des Steckverbindermoduls erstreckt. Die Steckrichtung ist dabei die Richtung, in welcher das Steckverbindermodul beim Steckvorgang zu einem Gegensteckverbindermodul geführt wird. Durch eine derartige Ausrichtung der Kavität kann diese einfach mit einem Fixierungsmittel gefüllt werden bzw. das Fixierungsmittel kann einfach in die Kavität eingeführt werden.
  • Durch ein zumindest teilweises Füllen der Kavität mit dem Fixierungsmittel werden die Funktionseinheiten miteinander fixiert. Beim Fixierungsmittel handelt es sich insbesondere um ein separates Bauteil. Die Fixierung der Funktionseinheiten miteinander kann reversibel sein, wenn das Fixierungsmittel derart ausgestaltet ist, dass es aus der Kavität wieder entnehmbar ist. In diesem Fall können die Funktionseinheiten wiederverwendet und entsprechend anders kombiniert werden. Beispielsweise kann eine defekte Funktionseinheit so ausgetauscht werden, ohne dass die noch funktionierende, damit zuvor kombinierte, Funktionseinheit entsorgt werden muss. Eine solche Lösung ist besonders nachhaltig.
  • Beim dem Fixierungsmittel kann es sich um ein bereits bestehendes, separates Bauteil handeln. Das Fixiermittel hat die Form eines in den Raum extrudierten Bauteils. Ein solches Bauteil kann einfach, beispielsweise in einem Spritzgussprozess erzeugt werden.
  • Das Fixierungsmittel kann aber auch erst bei einem Spritzgussprozess entstehen. Dabei werden die Funktionseinheiten zunächst zusammengeführt. Die dabei entstehende Kavität wird in einem Kunststoff-Spritzgussprozess mit einem Kunststoffmaterial gefüllt, welches aushärtet und dabei das Fixierungsmittel entsteht bzw. gebildet wird. Eine teilweise Füllung der Kavität kann bereits ausreichend sein.
  • Das zunächst noch flüssige Fixierungsmittel kann in eine Zugangsöffnung der Kavität eingespritzt werden und ggf. überschüssiges Material dann durch die zweite Öffnung der Kavität entweichen. Durch zwei Öffnungen würde dann auch der Aushärteprozess entsprechend beschleunigt.
  • Vorzugsweise weist das Fixierungsmittel einen kreuzförmigen Querschnitt auf. Zwei der Kreuzbalken können jeweils in einer Funktionseinheit verankert sein, wodurch eine besonders stabile und spielfreie Verbindung der Funktionseinheiten entsteht. Die Spielfreiheit der Verbindung der Funktionseinheiten ist besonders wichtig. Ein zu großes Spiel zwischen den Funktionseinheiten führt zu einem "wackeligen" Steckverbindermodul und vermindert letztendlich die Funktionalität eines damit bestückten Industriesteckverbinders.
  • Vorteilhafterweise weisen die Funktionseinheiten jeweils auf ihrer zusammengeführten Seite einen komplementären Versatz auf. Die Funktionseinheiten können dadurch formschlüssig zusammengefügt werden. Der Versatz sorgt dafür, dass die Funktionseinheiten in- oder entgegen der Steckrichtung miteinander, auch ohne Fixierungsmittel, gehalten sind. Dies verleiht dem Steckverbindermodul insbesondere beim Steckvorgang eine höhere Stabilität.
  • Im Folgenden wird der Herstellungsprozess eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls beschrieben. Die dabei erwähnten Verfahrensschritte können sinnvoll permutiert werden.
  • Zunächst werden zumindest zwei eigenständigen Funktionseinheiten zusammengesetzt bzw. zusammengeführt. Im zusammengesetzten Zustand schließen die Funktionseinheiten miteinander eine Kavität ein.
  • Die Kavität wird anschließend mit einem Fixierungsmittel zumindest teilweise ausgefüllt, wodurch die Funktionseinheiten miteinander fixiert werden. Dabei kann ein bereits fertiges Fixierungsmittel in die Kavität hineingeführt bzw. darin eingeschoben werden. Alternativ kann die Kavität, beispielsweise in einem Spritzgussprozess, mit einer aushärtenden Masse gefüllt werden. Die ausgehärtete Masse bildet anschließend das Fixierungsmittel.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden an den Schmalseiten des Steckverbindermoduls Halterungsmitteln, zur Fixierung des Steckverbindermoduls in einem Halterahmen, angeformt bzw. Ansätze davon fertiggestellt. Dieser Prozessschritt kann vor, nach oder während der Kavitätsfüllung mit dem Fixierungsmittel durchgeführt werden.
  • Bekanntermaßen haben Steckverbindermodule an den Schmalseiten unterschiedlich große Halterungsmittel. So wird die Polarisierung (das korrekte Einsetzen in vorgesehener Ausrichtung) der Steckverbindermodule in den Halterahmen gewährleistet, der dazu passende, unterschiedlich große Ausnehmungen aufweist. Durch das oben erwähnte spätere Anformen der Halterungsmittel können die Funktionseinheiten noch flexibler miteinander kombiniert werden, da nicht bereits im Vorfeld auf die Polarisierungsrichtung geachtet werden muss.
    • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische und teilweise transparente Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls;
    Fig. 2
    eine perspektivische Darstellung eines Fixierungsmittels;
    Fig. 3
    eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls;
    Fig. 4
    eine perspektivische und teilweise transparente Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls;
    Fig. 5
    einen perspektivischen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls.
  • Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
  • Die Figur 1 zeigt eine perspektivische und teilweise transparente Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls 1.
  • Das Steckverbindermodul 1 besteht aus zwei funktional eigenständigen Funktionseinheiten 2, 2'. An den Schmalseiten des durch die Funktionseinheiten 2, 2' gebildeten Steckverbindermoduls 1, weisen die Funktionseinheiten 2, 2' jeweils unterschiedlich große Halterungsmittel 3, 3' auf, mit denen das Steckverbindermodul 1 in einen Halterahmen (nicht gezeigt) eines Industriesteckverbinders (nicht gezeigt) befestigt wird. Die Funktionseinheiten 2, 2' weisen Öffnungen 4 auf in denen (unterschiedliche) Kontaktelemente 5 eingesetzt werden können. Es können aber auch andere Elemente, wie beispielsweise Sensoren in den Funktionseinheiten 2, 2' vorgesehen sein. Da die diesbezügliche Funktionalität der Funktionseinheiten 2, 2' für die vorliegende Erfindung keine Rolle spielt, wird hierauf im Folgenden nicht näher eingegangen. Die Steckverbindermodule 1 werden in Steckrichtung SR mit einem entsprechenden Gegensteckverbindermodul (nicht gezeigt) zusammengesteckt.
  • Die zusammengeführten Funktionseinheiten 2, 2' schließen eine Kavität 6 miteinander ein. Die Kavität 6 ist mit einem Fixierungsmittel 7 gefüllt, welches in Figur 2 gesondert dargestellt ist. Das Fixierungsmittel 7 hat die Form eines in den Raum extrudierten Kreuzes.
  • Beim ersten Ausführungsbeispiel des Steckverbindermoduls (Figur 1) bilden die Funktionseinheiten 2, 2' eine Querteilung des Steckverbindermoduls 1. Die Funktionseinheiten 2, 2' werden mit ihren dafür vorgesehenen Schmalseiten zusammengeführt. Dann wird das Fixierungsmittel 7 axial, also in Steckrichtung SR, in das Steckverbindermodul 1 hineingeschoben bzw. eingespritzt um die Funktionseinheiten 2, 2' bestenfalls wieder lösbar miteinander zu verbinden.
  • Die Funktionseinheiten 2, 2' weisen jeweils auf ihrer zusammengeführten Seite komplementär zueinander ausgerichtete Versätze 9 auf. Dadurch verschieben sich die Funktionseinheiten 2, 2' nicht axial zueinander, auch wenn noch kein Fixierungsmittel 7 vorhanden ist. Somit werden die Funktionseinheiten 2, 2' beim weiteren Fertigungsprozess, beispielsweise in einer Spritzgussform, stabilisiert.
  • In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls 1' dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Steckverbindermodul 1' längsgeteilt. Daher wird das Fixierungsmittel 7 senkrecht zur Steckrichtung SR in die Schmalseite des Steckverbindermoduls 1' hineingeschoben bzw. eingespritzt. Derart längsgeteilte Steckverbindermodule 2, 2' haben den Nachteil, dass der Durchmesser der darin aufnehmbaren Kontaktelemente begrenzt ist. Hierbei entstehen außerdem häufig Probleme bei den Luft- und Kriechstrecken. Ein Vorteil der Längsteilung der Steckverbindermodule besteht jedoch darin, dass die Funktionseinheiten alleine, d.h. ohne mit einer weiteren Funktionseinheit verbunden zu sein, in einen Halterahmen befestigt werden kann, wenn die Steckplätze des Halterahmens entsprechend vorgesehen sind.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls 1" ist in Figur 4 zu sehen. Bei dieser Variante handelt es sich wieder um eine zuvor bereits erwähnte Querteilung des Steckverbindermoduls 1" durch die schmalseitig zusammengefügten Funktionseinheiten 2, 2'. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Fixierungsmittel 7 innerhalb des Steckverbindermoduls 1" sowohl in Steckrichtung SR wie auch senkrecht dazu. Die Kavität 6 ist selbstverständlich entsprechend gestaltet. Diese Ausgestaltung des Fixierungsmittels 7 sorgt für eine besonders stabile und spielfreie Fixierung der Funktionseinheiten 2, 2' miteinander. Selbstverständlich kann hierfür kein fertiges Bauteil als Fixierungsmittel 7 verwendet werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Fixierungsmittel 7 in die Kavität 6, in Form von aushärtendem Material, eingespritzt.
  • In Figur 5 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls 1, 1', 1" zu sehen. Der Ausschnitt fokussiert ein an den jeweiligen Schmalseiten des Steckverbindermoduls 1, 1', 1" angeformtes Halterungsmittel 3'. Das Halterungsmittel 3' kann (optional) bei den vorgezeigten Ausführungsbeispielen beispielsweise gemäß der Darstellung in Fig. 5 wie folgt ausgeführt sein. Das Halterungsmittel 3' besteht aus einer an der Funktionseinheit 2, 2' angeformten Basis 3a, welche eine Nut 8 aufweist. Die Basis 3a entspricht im Wesentlichen dem kleinen Halterungsmittel 3 des Steckverbindermoduls 1, 1', 1" und passt entsprechend in die schmalere Ausnehmung des zuvor erwähnten Halterahmens. In einem Spritzgussprozess wird an die Basis 3a eine Vergrößerung 3b angespritzt. Die Basis 3a nebst Vergrößerung 3b entspricht dem größeren Halterungsmittel 3' des Steckverbindermoduls 1, 1', 1" und passt entsprecht in die größere Ausnehmung des vorhergehend erwähnten Halterahmens. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Funktionseinheiten beliebig miteinander permutiert werden, da sie erst hinterher, in dem besagten Spritzgussprozess, mit der sinnvollen Polarisierung für den Halterahmen versehen werden.
  • Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Steckverbindermodul
    2
    Funktionseinheit
    3
    Halterungsmittel
    3a
    Basis
    3b
    Vergrößerung
    4
    Öffnung
    5
    Kontaktelement
    6
    Kavität
    7
    Fixierungsmittel
    8
    Nut
    9
    Versatz
    SR
    Steckrichtung

Claims (6)

  1. Steckverbindermodul (1, 1', 1") für einen modularen Industriesteckverbinder,
    wobei das Steckverbindermodul (1, 1', 1") aus zumindest zwei eigenständigen Funktionseinheiten (2, 2') gebildet ist,
    wobei die Funktionseinheiten (2, 2') im zusammengesetzten Zustand miteinander eine Kavität (6) bilden
    dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kavität (6) in Steckrichtung (SR) und senkrecht zur Steckrichtung (SR) des Steckverbindermoduls (1, 1', 1") erstreckt und die Funktionseinheiten (2, 2') miteinander fixierbar sind, indem in die Kavität (6) ein Fixierungsmittel (7), in Form von aushärtendem Material, eingespritzt ist,
    und das Fixierungsmittel (7) die Kavität (6), zur Fixierung der zumindest zwei Funktionseinheiten (2, 2') miteinander, zumindest teilweise ausfüllt.
  2. Steckverbindermodul nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Fixiermittel (7) ein in den Raum extrudiertes Bauteil ist.
  3. Steckverbindermodul nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    das Fixierungsmittel (7) einen kreuzförmigen Querschnitt aufweist.
  4. Steckverbindermodul nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Funktionseinheiten (2, 2') auf ihrer zusammengeführten Seite jeweils einen Versatz (9) aufweisen, wobei die Versätze (9) komplementär zueinander ausgerichtet sind.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Steckverbindermoduls (1, 1', 1") für einen modularen Industriesteckverbinder gemäß Anspruch 1 mit folgenden Verfahrensschritten:
    - wobei zunächst zumindest zwei eigenständigen Funktionseinheiten (2, 2') zusammengesetzt werden, wobei die Funktionseinheiten (2, 2') im zusammengesetzten Zustand miteinander eine Kavität (6) einschließen,
    - wobei die Kavität (6) anschließend mit einem Fixierungsmittel (7) zumindest teilweise ausgefüllt wird, wodurch die Funktionseinheiten (2, 2') miteinander fixiert werden,
    - wobei die Kavität (6) mit dem Fixierungsmittel (7) ausgefüllt wird, indem ein Fixierungsmittel (7) die Kavität (6) mit einer aushärtenden Masse zumindest teilweise gefüllt wird.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Steckverbindermoduls (1, 1', 1") für einen modularen Industriesteckverbinder nach vorstehendem Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an den Schmalseiten des Steckverbindermoduls (1, 1', 1") Halterungsmitteln (3), zur Fixierung des Steckverbindermoduls (1, 1', 1") in einem Halterahmen, angeformt werden.
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