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Title:
ELECTRIC PLUG CONNECTOR FOR THERMOPLASTIC ELECTRIC WELDING SLEEVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/026502
Kind Code:
A1
Abstract:
A combined electric plug connector establishes a combined connection between supply equipment and an electric welding sleeve (M) with an integrated heating component (E) and an electronic information carrier (I) on a printed circuit board (4). The connector is composed of a strong current connector for welding and of a data transmitting, weak current connector. The strong current connector consists of a pin-socket connector, the pin (11) being located in the electric welding sleeve (M) and the socket (81) in a combined plug (B). Plated-through holes (41) located in the printed circuit board (4) may be slid on the pointed, spring-loaded, thin pins (90) of the combined plug (B) in order to establish the weak current connection. As the plug receptacle (2) for the weak current connection is directly located in the printed circuit board (4), the size of the combined plug receptacle (A) in the electric welding sleeve (M) is limited to a minimum, so that production is simple and economical.

Inventors:
AMACHER URS (CH)
JEKER BRUNO (CH)
Application Number:
PCT/EP1994/001338
Publication Date:
November 24, 1994
Filing Date:
April 28, 1994
Export Citation:
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Assignee:
WAVIN BV (NL)
AMACHER URS (CH)
JEKER BRUNO (CH)
International Classes:
B29C65/34; F16L47/03; F16L47/02; H01R13/66; B29C65/00; B29L23/00; H01R13/24; (IPC1-7): B29C65/34; F16L47/02; H01R13/66; H01R13/24
Foreign References:
FR2611945A11988-09-09
GB2119744A1983-11-23
GB2137026A1984-09-26
EP0353912A21990-02-07
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 449 (M - 878) 9 October 1989 (1989-10-09)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektrische, kombinierte Steckverbindung zur Erstellung einer Starkstromverbindung zum Schweissen und einer Schwachstromverbindung für eine Datenübermittlung zwischen einem Speisegerät und einer thermoplastischen Elektro Schweissmuffe (M) , als elektrisch schweissbares Verbin¬ dungselement, wobei die Muffe einen eingebauten Erwärmungs bauteil (E) und einen elektronischen Informationsträger (I) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass muffenseitig eine Leiterplatte (4) vorhanden ist, auf der sich der Informa¬ tionsträger (I) befindet, wobei durchkontaktierte Löcher (41) der Leiterplatte (4) eine Kontaktmöglichkeit in Form einer Steckeraufnahme (2) für die Schwachstromverbindung bilden und speisungsgerätseitig ein Schwachstromstecker (9) Stifte (90) aufweist.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (90) mindestens eine Spitze aufweisen.
3. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Starkstromverbindung eine StiftBuchsenVerbindung (11,81) ist.
4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (81) radial gefedert ist.
5. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Starkstromverbindung herstellende Teil (8,81) einen die Schwachstromverbindung herstellenden Teil (9,90) überragt .
6. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) mittels Positionierelementen (40) eindeutig in die ElektroSchweissmuffe (M) befestigbar ist.
7. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (90) des Schwachstromsteckers (9) kontakt gefedert sind.
8. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (11,81) für die Starkstromverbindung von den Teilen (41,90) der Schwachstromverbindung durch Kunststoff¬ wände (10,80) getrennt sind.
9. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwachstromteile (41,90) und die Starkstromteile (11,81) zur eindeutigen Erstellung der Verbindung unter¬ schiedlich geformt sind.
10. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass speisegerätseitig ihr Schwachstrom (9) und ihr Stark¬ stromteil (8) eine unzertrennliche Einheit bilden.
Description:
Elektrische Steckverbindung für thermoplastische Elektro-Schweissmuffen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische, kombi¬ nierte Steckverbindung zur Erstellung einer Starkstromver¬ bindung zum Schweissen und einer Schwachstromverbindung für eine Datenübermittlung zwischen einem Speisegerät und einer thermoplastischen Elektro-Schweissmuffe, als elektrisch schweissbares Verbindungselement, wobei die Muffe einen einge¬ bauten Erwärmungsbauteil und einen elektronischen Informa¬ tionsträger aufweist.

Elektro-Schweissmuffen werden zur Verbindung von Rohrlei¬ tungsteilen aus thermoplastischem Kunststoff verwendet. Die Elektro-Schweissmuffen weisen hierfür eingebaute Erwärmungs¬ bauteile, beispielweise Heizwendel aus Widerstandsdrähten, auf. Wird über diese Heizwendel ein Stromkreis geschlossen, so führt die erzeugte Wärme zur Erhitzung des Materials an den Grenzzonen von Rohr- oder Rohrleitungsteil und Elektro- Schweissmuffe, die somit miteinander verbunden werden. Um eine einwandfreie Schweissverbindung herzustellen, muss die von einem Speisegerät gelieferte Schweissenergie optimal auf

die betreffende Elektro-Schweissmuffe abgestimmt sein. Damit das Speisegerät automatisch die Elektro-Schweissmuffe iden¬ tifizieren und ihr eindeutig die korrekte Schweissenergie zuordnen kann, sind Elektro-Schweissmuffen bekannt, die einen elektronischen Informationsträger aufweisen. In diesen Infor¬ mationsträgern, die beispielsweise aus codierten Widerständen oder Mikro-Chips bestehen, sind die für die Schweissung not¬ wendigen Daten gespeichert, die vom Speisegerät gelesen werden können.

Vor dem Schweissprozess müssen somit zwei verschiedene Strom¬ verbindungen zwischen Speisegerät und Elektro-Schweissmuffe hergestellt werden. Es sind dies eine Starkstrom- oder Speise- Stromverbindung zum Schweissen und eine Schwachstrom- oder Steuerstromverbindung zur Uebermittlung der Daten.

Aus GB-A-2'137'026 ist eine Steckverbindung zwischen Speise¬ gerät und Elektro-Schweissmuffe bekannt, die gleichzeitig eine Starkstrom- wie auch eine Schwachstromverbindung herstellt. Die Elektro-Schweissmuffe weist zwei Stifte für die Schweiss- tromverbindung auf. Einem der Stifte benachbart ist ein weite¬ rer, dünnerer Stift angeordnet, der mit dem Informations¬ träger, einem Codewiderstand, verbunden ist. Ein Stecker, der Buchsen für den dickeren Stift der Starkstromverbindung und den dünneren Stift der Schwachstromverbindung aufweist, ist das Gegenstück dieser kombinierten Steckverbindung. Beim anderen, einzelnen Stift der Schweissstromverbindung wird als

Gegenstück ein einfacher Starkstromstecker mit einer Buchse eingesetzt.

Von der Patentanmelderin sin neue Elektro-Schweissmuffen entwickelt worden, welche nicht nur eine Typenerkennung mittels einem Codewiderstand zulassen, sondern einen voll¬ ständig bidirektionalen Datenaustausch zwischen der Elektro- Schweissmuffe und einem Speisegerät mit Datenaufzeichnung ermöglichen. Ueblicherweise werden die Anschlüsse von einem Schaltkreis auf einer Leiterplatte über Kontakte und Verbin¬ dungskabel zu einem mehrpoligen Steckersockel geführt, in welchem ein entsprechender mehrpoliger Stecker eingesteckt werden kann. Diese konventionelle Verbindungsform lässt sich in der Anwendung bei einer Elektro-Schweissmuffe sowohl aus Platz-, wie auch aus Kostengründen nicht realisieren.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Steckverbindung für Elektro-Schweissmuffen der eingangs¬ genannten Art zu schaffen, welche die genannten Schwierig¬ keiten überwindet.

Diese Aufgabe löst eine kombinierte Steckverbindung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei welcher muffenseitig eine Leiterplatte vorhanden ist, auf der sich der Informati¬ onsträger befindet, wobei durchkontaktierte Löcher der Lei¬ terplatte eine Kontaktmöglichkeit in Form einer Stecker¬ aufnahme für die Schwachstromverbindung bilden und speise- gerätseitig ein Schwachstromstecker Stifte aufweist.

Die aufgezeigte Lösung geht von der Erkenntnis aus, dass die Verbindung für die Datenübertragung während der gesamten Lebenszeit der Elektro-Schweissmuffe nur einige, wenige Male erstellt werden muss, so dass üblicherweise bestehende Quali¬ tätskriterien hier nicht zutreffen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfin¬ dungsgegenstandes dargestellt und in der nachfolgenden Be¬ schreibung erläutert . Es zeigt :

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Elektro-Schweiss¬ muffe;

Figur 2 einen Querschnitt durch einen Teil der Elektro- Schweissmuffe, welcher eine kombinierte Stecker¬ aufnahme für eine Stark- und eine Schwachstrom¬ verbindung in vergrösserter Darstellung zeigt;

Figur 3 eine Ansicht der Steckeraufnahme in der elektro- Schweissmuffe von oben;

Figur 4 eine Darstellung eines kombinierten Steckers für eine Stark- und eine Schwachstromverbindung;

Figur 5 einen Querschnitt durch einen Teil des kombinierten Steckers;

Figur 6 eine Darstellung des kombinierten Steckers von oben;

Figur 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des kombinierten Steckers;

Figur 8 eine Darstellung dieser Ausführungsform von oben.

In Figur 1 ist eine Elektro-Schweissmuffe M, als elektrisch schweissbares Verbindungselement, mit eingebautem Erwärmungs- bauteil E in Form eines Heizwendels und einem elektronischen Informationsträger I dargestellt. Aus der Elektro-Schweiss¬ muffe M ragen zwei Stifte 11 heraus, wobei beide Stifte je mit einem Schutzkragen 10 aus Kunststoff umgeben sind. Jeder Stift 11 ist mit einem Ende des Widerstanddrahtes des Heizwendels verbunden. In der Nähe einer der Schutzkrägen 10 ist der Informationsträger I angeordnet.

Der Informationsträger I befindet sich, wie in der Figur 2 ersichtlich ist, in einer Aussparung 3 der Elektro-Schweiss¬ muffe M. Die Aussparung 3 weist eine Schutz- und Führungs- ringwand 32 aus Kunststoff auf, die ungefähr die gleiche Höhe wie der Schutzkragen 10 um den Stift 11 hat und an diesen Schutzkragen 10 angrenzt. Die Aussparung 3 weist auf einer definierten Höhe auf ihrem inneren Umfang zwei umlaufende oder unterbrochene, aus Kunststoff angeformte Rippen 30,31 auf. Zwischen diesen Rippen befindet sich eine, in diesem Beispiel runde, Leiterplatte 4, so dass die untere Rippe 30 als Sockel und die obere Rippe 31 als Fixierungsmittel dient. Der Infor-

mationsträger I selber befindet sich auf dieser Leiterplatte 4, so dass er in den durch die Leiterplatte 4 abgeschlossenen Freiraum der Aussparung 3 hineinragt. Die Leiterplatte 4 mit dem Informationsträger kann somit nach der Herstellung der Elektro-Schweissmuffe in diese Aussparung 3 gedrückt werden und ist somit fixiert. Damit die Leiterplatte 4 stets dieselbe Ausrichtung hat, sind Positionierelemente vorhanden. Die Lei¬ terplatte 4 weist an einer oder mehreren Stellen ihres Um- fanges Einbuchtungen 40 auf, wie in Figur 3 dargestellt. Das Pendant dazu sind eine oder mehrere Positioniernasen, beispielsweise aus Kunststoff, die an einer oder mehreren Stellen des Innenumfanges der Aussparung 3 angeformt sind. In der Leiterplatte 4 befinden sich zudem durchkontaktiert Löcher 41, die beispielsweise kreisförmig angeordnet sind. Diese durchkontaktierten Löcher 41 sind so angeordnet, dass sie von der offenen Seite der Aussparung 3 gut zugänglich sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind sechs derartige durch¬ kontaktierte Löcher 41 vorhanden.

Die Elektro-Schweissmuffe weist also zwei verschiedene Steckeraufnahmen beziehungsweise Kontaktmöglichkeiten auf. Die eine Aufnahme ist eine einfache Steckeraufnahme A' , die aus einem Stift für die Erstellung eines Teils einer Starkstrom¬ verbindung zwischen Speisegerät und Elektro-Schweissmuffe besteht. In diese Aufnahme ist ein handelsüblicher Stecker mit einer Buchse einsteckbar. Die andere Aufnahme ist eine kom¬ binierte Steckeraufnahme A, die einerseits zur Erstellung des

anderen Teils der Starkstromverbindung dient und andererseits eine Verbindung zum Informationsträger 4 herstellt.

In Figur 4 ist ein kombinierter Stecker B dargestellt, der zur Herstellung der Verbindung zwischen Speisegerät und Elektro- Schweissmuffe M dient. Er weist einen beispielsweise gerippten Handgriff 5 auf, mit dem er gehalten und in die kombinierte Steckeraufnahme A der Elektro-Schweissmuffe M gesteckt werden kann. Speisegerätseitig ist er mit einem Abschlusselement 6 mit Zugsicherung abgeschlossen, aus dem ein isoliertes Kabel C führt, das mit dem Speisegerät verbunden oder verbindbar ist. Muffenseitig weist der kombinierte Stecker B einen Kopfteil 7 auf, in welchem die Steckerelemente angeordnet sind.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt und Figur 6 eine Ansicht die¬ ses Kopfteils 7. Er weist eine Buchse 81 auf, die geschlitzt ist. Die Buchse 81 ist ebenfalls von einem Schutzkragen 80 umgeben. Neben der Buchse 81, ausserhalb des Schutzkragens 80, sind dünne Steckerstifte 90 gefedert angeordnet, die an ihren vorderen Enden Spitzen aufweisen können. Die Spitzen der Steckerstifte 90 dienen dazu, allfällige Oxidschichten zu durchstossen, damit ein optimaler Kontakt gewährleistet ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind sechs derartige Stecker¬ stifte 90 vorhanden. Die Längen von Buchse 81 und Stecker¬ stifte 90 sind vorzugsweise so bemessen, dass die Buchse 81 die dünnen Stifte 90 überragt.

Die Anordnung der einzelnen Elemente des Steckers B entspre¬ chen den zugehörigen Pendants der Steckeraufnahme A der Elektro-Schweissmuffe M:

Der Stift 11 in der Elektro-Schweissmuffe passt in die Buchse 81 des Steckers, der Schutzkragen 80 um die Buchse 81 in den Schutzkragen 10 des Stiftes 11. Da die Buchse 81 geschlitzt ist, ist die Verbindung radial gefedert und gewährleistet den elektrischen Kontakt. Dieser Teil der kombinierten Steck¬ verbindung stellt somit die Starkstromverbindung zum Schweissen her.

Die dünnen, Spitzen aufweisenden Stifte 90 des Steckers B passen auf die durchkontaktierten Löcher 41 in der Leiter¬ platte 4. Die Steckerstifte werden nicht, wie sonst üblich, in Steckeraufnahmen eingesteckt, sondern nur auf diese auf¬ gesetzt. Da die Steckerstifte 90 jedoch gefedert sind, ist der elektrische Kontakt trotzdem gewährleistet . Dieser Teil der kombinierten Steckverbindung stellt somit die Schwachstrom¬ verbindung für den Datentransfer zwischen Informationsträger und Speisegerät her.

In den Figuren 7 und 8 ist der Kopfteil einer anderen Aus¬ führungsform eines Steckers der erfindungsgemässen Steck¬ verbindung dargestellt. Der Stecker weist im Gegensatz zu der oben beschriebenen Ausführungsform eine ovale anstelle einer runden Aussenform des Steckers auf. Dementsprechend ist die Anordnung und der Aufbau der in der Muffe befindlichen Steckeraufnahme, die hier nicht dargestellt ist. Durch diese

Ausführungsform wird eine Steckverbindung mit kleinerem Platz- bedarf erzielt.

Der kombinierte Stecker B besteht somit aus einem Stecker für eine Starkstrom- oder Speisestromverbindung 8 und einem Stecker für eine Schwachstrom- oder Steuerstromverbindung 9, die durch den Schutzkragen 80 gegeneinander isoliert sind. Die Elektro-Schweissmuffe M weist ihrerseits die kombinierte Steckeraufnahme A mit einer Steckeraufnahme 1 für den Stark¬ stromstecker und einer Steckeraufnahme 2 für den Schwachstrom¬ stecker auf. Beide Steckeraufnahmen 1,2 sind durch eine Kunst- stoffwand gegeneinander isoliert.

Da die kombinierte Steckverbindung zwei verschieden geformte Teile für den Stark- und den Schwachstromteil aufweist, ist sie eindeutig und kann nicht falsch zusammengefügt werden. Zudem bilden der Schwachstrom- (9) und der Starkstromteil (8) speisegerätseitig eine unzertrennliche Einheit. Dadurch wird eine eindeutige, unmanipulierte Energiedosierung des elektrisch schweissbaren Verbindungselementes garantiert. Da die Buchse 81 des Steckers für die Starkstromverbindung den spitzen Steckerstiften 90 für die Schwachstromverbindung vorsteht und somit zuerst in den Schutzkragen 10 der Stark¬ stromaufnahme 1 geschoben wird, werden die dünnen Stecker¬ stifte 90 beim Einstecken geführt. Sie können nicht verbogen werden und auch nicht die Leiterplatte 4 beschädigen. Die Steckerstifte 90 für die Schwachstromverbindung sind vorne

zugespitzt, damit sie allfällige durch Lötzinn verschlossenen Löcher durchbrechen können.

Durch die erfindungsgemässe kombinierte Steckverbindung ist somit der Schwachstromstecker 9 direkt auf die Leiterplatte 4 mit dem Informationsträger I steckbar. Es wird kein zusätzli¬ ches Element als Aufnahme für den Stecker, beispielsweise eine zusätzliche Buchse, und keine elektrische Verbindungsleiste für die Aufnahme der Leiterplatte benötigt. Dadurch ist die Grosse der Steckeraufnahme A in der Elektro-Schweissmuffe auf das Minimum beschränkt. Zudem ist sie einfach und kosten¬ günstig herstellbar.

Die erfindungsgemässe Steckverbindung lässt sich auch bei anderen elektrisch schweissbaren, thermoplastischen Verbin¬ dungselementen, wie Elektro-Schweissfittings oder Anbohr¬ schellen, anwenden.