Steckverbinder, insbesondere SUB-D-Steckverbinder

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder (6), insbesondere einen SUB-D-Steckverbinder (6). Erfindungsgemäß weist der Steckverbinder (6) auf seiner Frontfläche (8) ein elektrisch leitendes, mit dem Massepotential verbundenes Entladungsschutzelement (13,16), z. B. einen zwischen den zwei Kontaktreihen (10,11) des Steckverbinders (6) verlaufenden Metallstreifen (13), auf. Durch dieses Entladungsschutzelement (13,16) kann der Steckverbinder (6) in einer sicherheitsgerichteten speicherprogrammierbaren Steuerung, die der IEC-Norm 801-2/3 genügen muß, als Schnittstelle zum Programmiergerät verwendet werden.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere einen SUB-D-Steckverbinder, z. B. für eine speicherprogrammierbare Steuerung,

• mit einer Anzahl von Kontaktelementen, z. B. Kontaktbuchsen, deren Kontaktenden gegen einen mit dem Steckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinder mit mit den Kontaktelementen korrespondierenden Gegenkontaktelementen, z. B. Kontaktsteckern, gerichtet sind,
• mit einem elektrisch isolierenden Grundkörper, in dem die Kontaktelemente gehalten sind.

[0002] Derartige Steckverbinder sind weit verbreitet. Sie werden unter anderem bei speicherprogrammierbaren Steuerungen als Schnittstelle zum Anschließen eines Programmiergeräts verwendet. Zumindest bei dieser Verwendung als Programmiergerätschnittstelle ist der Steckverbinder frei zugänglich. Wenn nun z. B. eine Bedienungsperson den als Schnittstelle zum Programmiergerät dienenden Steckverbinder versehentlich oder absichtlich berührt, kann es, falls diese Person statisch aufgeladen ist, zu einem Funkenüberschlag, also einer elektrostatischen Entladung, kommen. Dabei kann es geschehen, daß der Funke nicht auf eine den Steckverbinder seitlich umgebende Abschirmung überspringt, sondern auf eines der Kontaktelemente des Steckverbinders. Bei einem Überspringen des Funken auf eines der Kontaktelemente kann die speicherprogrammierbare Steuerung in ihrem Programmablauf gestört werden. Insbesondere bei sicherheitsgerichteten speicherprogrammierbaren Steuerung ist jedoch auch bei elektrostatischer Entladung eine einwandfreie Funktion der speicherprogrammierbaren Steuerung zwingend erforderlich und auch vorgeschrieben.

[0003] Im Stand der Technik wurde bisher entweder der Steckverbinder abgedeckt oder die Kontaktelemente mit Schutzschaltungen versehen.

[0004] Die Abdeckung des Steckverbinders ist jedoch unzureichend, weil in bestimmten Situationen, nämlich insbesondere zum Anschließen des Programmiergeräts, die Abdeckung zwangsweise entfernt werden muß und dadurch der Steckverbinder wieder ungeschützt ist, d. h. wiederum die Gefahr einer elektrostatischen Entladung auf eines der Kontaktelemente gegeben ist.

[0005] Durch eine Schutzschaltung sind die Kontaktelemente zwar gegen statische Entladung geschützt, die Schutzschaltung ist jedoch sehr aufwendig, weil jeder einzelne Kontakt separat gegen statische Entladungen abgesichert werden muß. Außerdem benötigen Schutzschaltungen zusätzlichen Platz auf der speicherprogrammierbaren Steuerung.

[0006] Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, mit einfachen, kostengünstigen und platzsparenden Mitteln eine elektrostatische Entladung auf eines der Kontaktelemente mit Sicherheit zu verhindern.

[0007] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein elektrisch leitendes, mit einem Schutzpotential, z. B. dem Massepotential, verbundenes Entladungsschutzelement in Richtung des Gegensteckverbinders vor den Kontaktenden angeordnet ist.

[0008] Bei herkömmlichen SUB-D-Steckverbindern sind die Kontaktelemente in zwei Kontaktreihen angeordnet. Bei Anordnung der Kontaktelemente in Zwei Kontaktreihen kann das Entladungsschutzelement beispielsweise als zwischen den zwei Kontaktreihen verlaufender Metallstreifen ausgebildet sein. Wenn der Metallstreifen darüber hinaus in den Grundkörper eingebettet ist, sind an dem mit dem Steckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinder keine konstruktiven Maßnahmen nötig. Es kann also der Gegensteckverbinder in unveränderter Form weiter benutzt werden. Insbesondere kann bei speicherprogrammierbaren Steuerungen das zur Programmierung verwendete Programmiergerät bzw. das verwendete Verbindungskabel weiter verwendet werden.

[0009] Alternativ ist es auch möglich, das Entladungsschutzelement als auf die Frontfläche aufgebrachte metallische Beschichtung auszubilden. Auch in diesem Fall ist der bisher verwendete Gegensteckverbinder weiterhin benutzbar.

[0010] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den weiteren Ansprüchen. Dabei zeigen:

FIG 1

die Zentraleinheit einer speicherprogrammierbaren Steuerung;

FIG 2

einen Steckverbinder;

FIG 3

einen Schnitt durch den Steckverbinder von FIG 2 und

FIG 4

einen weiteren Steckverbinder.

[0011] Gemäß FIG 1 besteht die Zentraleinheit einer modular aufgebauten speicherprogrammierbaren Steuerung im wesentlichen aus folgenden Elementen:

• Einer nicht dargestellten, im Inneren des Gehäuses 1 angeordneten elektronischen Schaltung;
• einer im Gehäuse 1 angeordneten Pufferbatterie 2;
• Stromversorgungsanschlüssen 3;
• einem steckbaren Speichermodul 4;
• einem RUN/STOP-Schalter 5 nebst Zustandsanzeige sowie
• einem Steckverbinder 6, der mit der im Gehäuse 1 angeordneten Schaltung verbunden ist und als Schnittstelle zum Anschließen eines Programmiergeräts dient.

[0012] Gemäß FIG 2 und 3 ist der Steckverbinder 6 als 15poliger SUB-D-Steckverbinderbuchse nach DIN 41652 ausgebildet. Er weist, wie allgemein üblich, eine seitliche Abschirmung 7 auf, die mit dem Massepotential verbunden ist. Die Frontfläche 8 des elektrisch isolierenden Grundkörpers 9 weist eine zwischen den Kontaktreihen 10, 11 verlaufende Längsnut 12 auf, in die als Entladungsschutzelement ein Metallstreifen 13 eingebettet ist. Der Metallstreifen 13 ist unlösbar mit der Abschirmung 7 verbunden. Der Metallstreifen 13 kann beispielsweise mit der Abschirmung 7 verlötet oder einstückig verbunden sein.

[0013] Wie sich insbesondere aus FIG 3 ergibt, sind die Kontaktbuchsen 14 des Steckverbinders 6 mit ihren Kontaktenden 14' gegen einen in FIG 3 nicht dargestellten Gegensteckverbinder gerichtet. Der Gegensteckverbinder korrespondiert selbstverständlich mit dem Steckverbinder 6 und weist die mit den Kontaktbuchsen 14 korrespondierenden Kontaktstecker auf.

[0014] Die Kontaktbuchsen 14 sind derart in dem elektrisch isolierenden Grundkörper 9 gehalten, daß die Frontfläche 8 vor dem Verbinden des Gegensteckverbinders mit dem Steckverbinder 6 zwischen den Kontaktbuchsen 14 und den Kontaktsteckern des Gegensteckverbinders angeordnet ist. Selbstverständlich weist der Grundkörper 9 inclusive Frontfläche 8 daher vor den Kontaktbuchsen 14 Durchbrüche 15 auf, da ansonsten der Gegensteckverbinder nicht mit dem Steckverbinder 6 verbunden werden könnte.

[0015] Gemäß FIG 4 kann anstelle des Metallstreifens 13 auch die Frontfläche 8 mit einer metallischen Beschichtung 16 versehen sein. Auch die metallische Beschichtung 16 ist mit der Abschirmung 7 verbunden und so auf Massepotential gelegt. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen der metallischen Beschichtung 16 und den Kontaktsteckern des auch in FIG 4 nicht dargestellten Gegensteckverbinders weist die metallische Beschichtung 16 an den Durchbrüchen 15 Ausnehmungen 17 auf, deren Durchmesser D größer als der Durchmesser d der Durchbrüche 15 ist.

[0016] Der in die speicherprogrammierbare Steuerung eingebaute Steckverbinder 6 gemäß FIG 2 und 3 bzw. gemäß FIG 4 genügt der strengen Schutzvorschrift IEC 801-2. Darüber hinaus ist er mechanisch und elektrisch voll kompatibel zum bisher verwendeten Standardsteckverbinder. Er ist leicht und kostengünstig herzustellen. Die erfindungsgemäße Lösung ist robust und störunanfällig. Schutzbeschaltungen für die Kontaktbuchsen 14 sind nicht nötig und benötigen folglich auch keinen Platz. Dieser Platz steht dadurch anderweitig zur Verfügung.

[0017] Außer bei speicherprogrammierbaren Steuerungen, insbesondere sicherheitsgerichteten speicherprogrammierbaren Steuerungen, ist der erfindungsgemäße Steckverbinder auch in der Telekommunikationstechnik verwendbar.

Ansprüche

1. Steckverbinder, insbesondere SUB-D-Steckverbinder, z. B. für eine speicherprogrammierbare Steuerung,

- mit einer Anzahl von Kontaktelementen, z. B. Kontaktbuchsen, deren Kontaktenden gegen einen mit dem Steckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinder mit mit den Kontaktelementen korrespondierenden Gegenkontaktelementen, z. B. Kontaktsteckern, gerichtet sind,

- mit einem elektrisch isolierenden Grundkörper, in dem die Kontaktelemente gehalten sind,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektrisch leitendes, mit einem Schutzpotential, z. B. dem Massepotential, verbundenes Entladungsschutzelement (13,16) in Richtung des Gegensteckverbinders vor den Kontaktenden (14') angeordnet ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsschutzelement (13,16) in der dem Gegensteckverbinder zugewandten Frontfläche (8) des Grundkörpers (9) angeordnet ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (14) in mindestens zwei Kontaktreihen (10,11) angeordnet sind und daß das Entladungsschutzelement (13) als zwischen den zwei Kontaktreihen (10,11) verlaufender Metallstreifen (13) ausgebildet ist.

4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (13) in den Grundkörper (9) eingebettet ist.

5. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsschutzelement (16) als auf die Frontfläche (8) aufgebrachte metallische Beschichtung (16) ausgebildet ist.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Beschichtung (16) an den Durchbrüchen (15) Ausnehmungen (17) aufweist, wobei die Ausnehmungen (17) größer als die Durchbrüche (15) sind.

7. Speicherprogrammierbare Steuerung, insbesondere sicherheitsgerichtete speicherprogrammierbare Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß sie, z. B. zum Anschließen eines Programmiergeräts, mindestens einen Steckverbinder (6) mit Kontakten (14) mit Kontaktenden (14') aufweist, wobei mindestens ein elektrisch leitendes, mit einem Schutzpotential, z. B. dem Massepotential, verbundenes Entladungsschutzelement (13,16) in Richtung eines Gegensteckverbinders vor den Kontaktenden (14') angeordnet ist.

Zeichnung