Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem System bestehend aus zwei

miteinander reversibel verriegelbarer Steckverbindermodule nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 .

Derartige Steckverbindermodule werden in der Regel in modularen Industriesteckverbindern eingesetzt. Die Industriesteckverbinder können mit unterschiedlichen Steckverbindermodulen bestückt werden, wodurch derartige Steckverbinder im industriellen Umfeld besonders vielfältig eingesetzt werden können.

Die Steckverbindermodule werden in so genannten Halterahmen eingesetzt, die wiederum in Industriesteckverbindergehäusen

eingeschraubt werden. Die DE 10 2013 1 13 976 B4 zeigt einen solchen Halterahmen für einen schweren Steckverbinder zur Aufnahme

gleichartiger und/oder unterschiedlicher Steckverbindermodule. Der Halterahmen besteht aus einem Grundkörper, der zwei sich

gegenüberliegenden Seitenteile aufweist. An den Seitenteilen ist jeweils ein Wangenteil, bestehend aus einem flexiblen Material, angebracht. Beim Einführen eines Steckverbindermoduls in den Halterahmen werden diese Wangenteile vom Seitenteil weg nach außen gebogen, wodurch die Steckverbindermodule innerhalb des Grundkörpers in einer Ebene fixiert werden.

Um eine sichere Verbindung von einem Steckverbinder und einem

Gegensteckverbinder zu gewährleisten, wird eine mechanische

Verriegelung benötigt. Dadurch wird die Steckverbindung vor ungewolltem Öffnen geschützt. In der Regel werden Industriesteckverbinder mithilfe von außen am Gehäuse angebrachten Verriegelungsbügeln miteinander verriegelt. Stand der Technik

Außen am Gehäuse der Steckverbinder angebrachte

Verriegelungsvorrichtungen können leicht, beispielsweise beim

Herabfallen eines Steckverbinders, beschädigt werden. Daher sind auch Steckverbinder mit einer innerhalb des Gehäuses angeordneten

Verriegelungsvorrichtung bekannt.

Die DE 10 2008 060 561 B4 zeigt beispielsweise einen Steckverbinder mit einer innenliegenden Verriegelungsvorrichtung. Dabei ist auf der

Innenseite eines Steckers ein Federblech angeordnet, welches zur Verrastung mit einem auf der Innenseite eines Gegensteckers

angeordneten Rastnase vorgesehen ist. Auf der Außenseite des Steckers ist ein Druckknopf angeordnet, welcher durch die Wand des Steckers ragt und auf das Federblech so einwirkt, dass die Verrastung zur Rastnase gelöst werden kann.

Derartige Verriegelungsvorrichtungen sind oft mechanisch sehr komplex aufgebaut und daher nur kostenintensiv herstellbar. Außerdem können derartige mechanische Lösung nicht elektronisch gesteuert werden.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 10 2009 039 652 A1 , DE 32 20 839 C2, DE 10 201 1 004 648 A1 , DE 10 2016 105 975 A1 .

Ferner wurde vom Deutschen Patent- und Markenamt auch die folgende Nicht-Patentliteratur recherchiert:

KRAUSE, Werner: Konstruktionselemente der Feinmechanik. Bd. 1 , 3., aktualisierte Auflage. München: Hanser 2004. Seite 448-449. Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein System aus miteinander reversibel verriegelbarer Steckverbindermodule vorzuschlagen, welches einfach aufgebaut, mechanisch stabil und gleichzeitig kostengünstig ausgeführt ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Gegenstands des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße System besteht aus einem ersten

Steckverbindermodul und einem zweiten Steckverbindermodul. Die Steckverbindermodule sind in der Regel jeweils in einem

Industriesteckverbinder integriert und gegenüberstehend angeordnet. Die Industriesteckverbinder und damit die Steckverbindermodule können miteinander gesteckt werden. Dabei greift das eine Steckverbindermodul in das jeweils andere Steckverbindermodul ein. Das erste

Steckverbindermodul weist ein Verriegelungsmittel auf, wodurch die Steckverbindermodule reversibel miteinander verriegelbar sind.

Durch die Verriegelung der Steckverbindermodule werden auch die die Steckverbindermodule enthaltenen Steckverbinder miteinander verriegelt. Die Steckverbindermodule stellen damit die oben erwähnte

Verriegelungsvorrichtung für die Industriesteckverbinder dar. Die

Steckverbindermodule sind innerhalb des Gehäuses des jeweiligen Industriesteckverbinders geschützt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich beim Verriegelungsmittel um eine Nockenwelle. Eine Nockenwelle ist ein Maschinenelement in Form eines Stabes, auf dem mindestens ein gerundeter Vorsprung, eine so genannte„Nocke" angebracht ist. Der Stab dreht sich um die eigene Achse, wodurch die auf ihm angebrachten Nocken eine Längsbewegung (senkrecht zur Ausdehnung des Stabes) durchführen.

Vorteilhafterweise ist die Drehachse der Nockenwelle parallel zur

Steckrichtung des ersten Steckverbindermoduls ausgerichtet. So kann die Nockenwelle platzsparend im Steckverbindermodul integriert werden.

Vorzugsweise weist das erste Steckverbindermodul einen Elektromotor auf, mit welchem die Nockenwelle in eine Rotationsbewegung bringbar ist. Der Elektromotor kann beispielsweise über am Steckverbindermodul angeschlossene Leiter mit Strom versorgt werden. Eine Stromversorgung über eine im Steckverbindermodul integrierte Batterie ist ebenfalls denkbar.

In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung weist das erste Steckverbindermodul einen in Steckrichtung hervorstehenden Zapfen auf. In diesem Zapfen verläuft die Nockenwelle zumindest teilweise. Das bedeutet, dass die Nockenwelle zumindest teilweise in den

hervorstehenden Zapfen hineinragt. Der Zapfen ist hier als quaderförmiger Fortsatz ausgeführt, der in eine dafür vorgesehene Aufnahme eines Gegensteckverbindermoduls gesteckt werden kann. Das zweite

Steckverbindermodul weist eine Aufnahme auf. Im gesteckten Zustand dringt der Zapfen und damit auch die darin befindliche Nockenwelle des ersten Steckverbindermoduls in die Aufnahme des zweiten

Steckverbindermoduls ein.

Vorzugsweise weist der Zapfen des ersten Steckverbindermoduls endseitig zumindest ein Loch auf. Das Loch verläuft quer zur

Erstreckungsrichtung des Zapfens. In dem Loch ist eine Kugel

angeordnet. Idealerweise sind zwei entsprechende Löcher im Zapfen vorhanden, die gegenüberstehend angeordnet sind und in denen jeweils eine Kugel angeordnet ist. Die Kugeln sind vorzugsweise aus Stahl oder einem harten Kunststoff gefertigt und dienen zur Verriegelung des ersten Steckverbindermoduls mit dem zweiten Steckverbindermodul. Die genaue Funktionsweise wird im Folgenden näher erläutert.

Vorteilhafterweise weist die Aufnahme des zweiten Steckverbindermoduls zumindest ein Loch auf, das zu dem Loch des Zapfens des ersten

Steckverbindermoduls korrespondiert. Vorzugsweise weist auch die Aufnahme zwei Löcher auf, die im gesteckten Zustand jeweils einem Loch des Zapfens gegenüberstehen.

Die Nockenwelle des ersten Steckverbindermoduls steht in Wirkkontakt mit den im Zapfen befindlichen und in dessen Löchern angeordneten Kugeln. Die jeweilige Kugel ist durch eine Rotationsbewegung der Nockenwelle zumindest teilweise in das in der Aufnahme des zweiten Steckverbindermoduls befindliche Loch hineinschiebbar, wodurch das erste Steckverbindermodul und das zweite Steckverbindermodul miteinander verriegelbar sind.

Die Nockenwelle weist im Bereich des Zapfens einen im Wesentlichen ovalen bzw. elliptischen Querschnitt auf. Diese ovale Form kann als oben bereits erwähnter„Nocken" der Nockenwelle verstanden werden mit denen die Kugeln quer zur Steckrichtung verschoben werden können. Verbreitert sich der Durchmesser der Nockenwelle in der

Querschnittsebene des Zapfens, werden die Kugeln zumindest teilweise aus den Löchern des Zapfens des ersten Steckverbindermoduls heraus in die Löcher der Ausnehmungen des zweiten Steckverbindermoduls hineingetrieben. Ein Auseinanderziehen der beiden Steckverbindermodule wird durch die Kugeln nunmehr blockiert. Die Steckverbindermodule sind miteinander verriegelt. Verkleinert sich der Durchmesser der Nockenwelle in der Querschnittsebene des Zapfens, können sich die Kugeln wieder in die Löcher des Zapfens hineinbewegen, wodurch die Verriegelung der Steckverbindermodule aufgehoben wird. Die Steckverbindermodule können so von einem verriegelten in einen entriegelten Zustand überführt werden.

Am vom Zapfen entfernten Ende ist die Nockenwelle mit dem Elektromotor verbunden. In diesem Bereich hat die Nockenwelle einen im Wesentlichen ovalen bzw. elliptischen Querschnitt, der als„Nocke" angesehen werden kann. Dieser ovale Bereich steht senkrecht zum ovalen Bereich im Zapfen. Das bedeutet, wenn die Nockenwelle im Bereich des Zapfens innerhalb der Querschnittsebene des Steckverbindermoduls einen großen

Durchmesser aufweist, wird der Durchmesser der Nockenwelle im Bereich des Elektromotors klein und umgekehrt.

Die Nockenwelle kann hier als Stab mit insgesamt zwei Nocken, einer ersten Nocke im Bereich des Elektromotors und eine zweite Nocke im Bereich des Zapfens angesehen werden. Beide Nocken stehen senkrecht zueinander.

In einer ganz besonders vorteilhaften Variante der Erfindung weist das erste Steckverbindermodul zumindest zwei Taster, einen ersten Taster und einen zweiten Taster, auf.

Der erste Taster ist im Bereich des Elektromotors angeordnet. Der erste Taster wird von der Nockenwelle berührt bzw. aktiviert, wenn das erste Steckverbindermodul und das zweite Steckverbindermodul nicht miteinander verriegelt sind. In diesem Fall wird die erste Nocke der Nockenwelle gegen einen Schalter des ersten Tasters geführt und aktiviert diesen damit.

Der zweite Taster ist vom Elektromotor weg in Richtung des Zapfens des ersten Steckverbindermoduls angeordnet. Der zweite Taster wird von einer Nocke der Nockenwelle berührt, wenn das erste

Steckverbindermodul und das zweite Steckverbindermodul miteinander verriegelt sind. In diesem Fall wird die zweite Nocke der Nockenwelle gegen einen Schalter des zweiten Tasters geführt und aktiviert diesen damit.

Vorteilhafterweise weisen die Steckverbindermodule jeweils eine

Schnittstelle auf. Über die Schnittstelle können die Steckverbindermodule im miteinander gesteckten Zustand Signale und/oder Daten austauschen. Hierbei kann es sich unter anderen um Steuersignale handeln, die den Elektromotor ansteuern und damit eine Verriegelung und/oder eine

Entriegelung der Steckverbindermodule einleiten. Die Schnittstellen können beispielsweise als Steckverbinder und zugehörige Buchse ausgeführt sein.

Vorzugsweise weist das erste Steckverbindermodul und/oder das zweite Steckverbindermodul eine Schnittstelle auf. Darüber können Signale und/oder Daten mit einem benachbarten Steckverbindermodul

ausgetauscht werden. Bei dieser Schnittstelle kann es sich beispielsweise um Kontaktpins handeln, die mit einem Halterahmen, in welchen sich die Steckverbindermodule befinden, in elektrischen Kontakt bringbar sind. Der Halterahmen kann dazu Datenleitungen aufweisen und eine Verbindung der Steckverbindermodule über einen geeigneten Datenbus

gewährleisten. Hierüber können den Steckverbindermodulen

beispielsweise Betriebszustände einer Maschine übermittelt werden, die eine Verriegelung und/oder eine Entriegelung der erfindungsgemäßen Steckverbindermodule einleiten bzw. auslösen.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Systems bestehend aus einem ersten Steckverbindermodul und einem zweiten Steckverbindermodul,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des ersten Steckverbindermoduls und Fig. 3 eine Schnittdarstellung des ersten Steckverbindermoduls und des zweiten Steckverbindermoduls im gesteckten Zustand.

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 Darstellung eines Systems 1 bestehend aus einem ersten Steckverbindermodul 2 und einem zweiten Steckverbindermodul 3. Die Steckverbindermodule 2, 3 haben eine im Wesentlichen quaderförmige Grundform. Die Steckverbindermodule 2, 3 weisen an ihren Schmalseiten jeweils Haltezapfen 4 auf, mit denen sie in einen Halterahmen (nicht gezeigt) eines Industriesteckverbinders (nicht gezeigt) fixierbar sind. In der DE 10 2013 1 13 976 B4 ist der Fixiervorgang der Steckverbindermodule 2, 3 in einem Halterahmen hinreichend beschrieben.

Das erste Steckverbindermodul 2 weist einen in Steckrichtung

hervorstehenden Zapfen 5 auf. Der Zapfen 5 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet. In den Schmalseiten des Zapfens 5 sind Löcher 6 eingebracht bzw. eingeformt, in denen jeweils eine Kugel 7 angeordnet ist. Der Zapfen 5 wird im Steckvorgang in eine dafür vorgesehene Aufnahme 8 des zweiten Steckverbindermoduls 3 geführt. In den Schmalseiten der Aufnahme 8 sind Löcher 9 eingebracht bzw.

eingeformt. Im gesteckten Zustand fluchten die Löcher 6 des Zapfens 5 des ersten Steckverbindermoduls 2 mit den zugehörigen Löchern 9 der Aufnahme 8 des zweiten Steckverbindermoduls 3. Im ersten Steckverbindermodul 2 ist eine Nockenwelle 10 angeordnet. Die Drehachse 1 1 der Nockenwelle verläuft parallel zur Steckrichtung des ersten Steckverbindermoduls 1 . Die Nockenwelle 10 erstreckt sich zu einem Großteil innerhalb des Zapfens 5. An dem sich vom Zapfen 5 entfernt befindlichen Ende ist die Nockenwelle 10 mit einem

Elektromotor 12 verbunden, mit welchen die Nockenwelle 10 in eine Rotationsbewegung bringbar ist.

Die Nockenwelle 10 weist zwei Nocken, eine erste Nocke 10A und eine zweite Nocke 10B, auf. Bei den Nocken 10A, 10B handelt es sich im Wesentlichen um Verbreiterungen der stabförmigen Grundform der Nockenwelle 10. Die Nocken 10A, 10B stehen im Querschnitt senkrecht zueinander. Die zweite Nocke 10B erstreckt sich zum Großteil im Zapfen 5 des ersten Steckverbindermoduls 2. Wird die zweite Nocke 10B durch eine Rotationsbewegung der Nockenwelle 10 in Berührkontakt mit den Kugeln 7 gebracht, werden die Kugeln 7 aus den Löchern 6 des Zapfens 5 des ersten Steckverbindermoduls 2 heraus zumindest teilweise in die Löcher 9 der Aufnahme 8 des zweiten Steckverbindermoduls 3 gedrückt. In diesem Zustand können die miteinander gesteckten

Steckverbindermodule 2, 3 nicht mehr auseinandergezogen werden. Die Steckverbindermodule 2, 3 gelten in diesem Zustand als miteinander verriegelt.

Im ersten Steckverbindermodul 2 sind zwei Taster 13, 14 angeordnet. Die Taster 13, 14 verfügen jeweils über einen Schalter 13A, 14A, über welche die jeweiligen Taster 13, 14 aktiviert werden können. Der erste Taster 13 befindet sich an der Schnittstelle zwischen dem Elektromotor 12 und der Nockenwelle 10 in Höhe der ersten Nocke 10A. Der zweite Taster 14 befindet sich entfernt davon in Steckrichtung in Höhe der zweiten

Nocke 10B der Nockenwelle 10. Wie bereits oben erwähnt stehen die Nocken 10A, 10B der

Nockenwelle 10 im Querschnitt senkrecht zueinander. Wird der erste Taster 13 über die erste Nocke 10A aktiviert, werden die Kugeln 7 nicht von der zweiten Nocke 10B aus den Löchern 7 des Zapfens 5 heraus in die Löcher 9 der Aufnahme 8 geschoben. Die Steckverbindermodule 2, 3 befinden sich dann in einem nicht verriegelten Zustand und können auseinandergezogen werden. Wird der zweite Taster 14 über die zweite Nocke 10B aktiviert, sind die Kugeln 7 von der zweiten Nocke 10B aus den Löchern 7 des Zapfens 5 heraus in die Löcher 9 der Aufnahme 8 geschoben worden. Die Steckverbindermodule 2, 3 befinden sich jetzt in einem verriegelten Zustand und können nicht auseinandergezogen werden. Über einen Mikroprozessor 20 können die vorgenannten

Verriegelungszustände überwacht und ebenfalls eingeleitet werden. Der Mikroprozessor 20 kann den Elektromotor 12 entsprechend ansteuern. Über die Taster 13, 14 können die Verriegelungszustände erfasst werden.

Das erste Steckverbindermodul 2 weist einen neben dem Zapfen 5 angeordneten Steckfortsatz 15 auf. In dem Steckfortsatz sind

Kontaktelemente angeordnet. Das zweite Steckverbindermodul 3 weist eine Buchse 16 auf, in welche der Steckfortsatz 15 im Steckvorgang einführbar ist. Der Steckfortsatz 15 und die Buchse 16 bilden jeweils eine Schnittstelle, über welche die Steckverbindermodule 2, 3 Signale und/oder Daten austauschen können.

Das zweite Steckverbindermodul 3 weist an einer Schmalseite eine Schnittstelle 17 auf, die an einen Halterahmen (nicht gezeigt) anschließbar ist. Die Schnittstelle 17 weist drei Kontaktpins 18 auf. Über die

Schnittstelle 17 kann das zweite Steckverbindermodul 3 mit anderen, im Halterahmen befindlichen Steckverbindermodulen kommunizieren und/oder Signale und/oder Daten von einer anderen Stelle empfangen oder dorthin weiterleiten. Über diese Schnittstelle 17 können

beispielsweise die oben erwähnten Verriegelungszustände kommuniziert werden und/oder ein Befehl zum Verriegeln oder Entriegeln empfangen werden.

Beide Steckverbindermodule 2, 3 verfügen über eine Leiterkarte 19, 19' und weiteren elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise

Mikroprozessoren 20, 20'. Über diese Bauteile können die

Steckverbindermodule 2, 3 gemäß einer Programmierung autark agieren und/oder von außen angesteuert werden und Befehle ausführen.

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.

Verrieqelunqsvorrichtunq für eine Steckverbindunq Bezugszeichenliste

System

Erstes Steckverbindermodul

Zweites Steckverbindermodul

Haltezapfen

Zapfen

Loch

Kugel

Aufnahme

Loch

Nockenwelle

A Erste Nocke

B Zweite Nocke

Drehachse

Elektromotor

Erster Taster

A Schalter des Tasters

Zweiter Taster

A Schalter des Tasters

Steckfortsatz

Buchse

Schnittstelle

Kontaktpin

, 19' Leiterkarte

, 20' Mikroprozessor