CH683881A5 - Steckverbinderaufbau. - Google Patents

Description

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CH 683 881 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinderaufbau für mehrpolige elektrische Stecker mit einer Codierung zum Vermeiden eines unerwünschten Steckens in eine dazu passende Steckdose zur Ermöglichung unterschiedlicher Nutzungen gleicher Steckverbinderausführungen und auf eine Verwendung des Steckverbinderaufbaus.

Es sind verschiedenste Fabrikate von Steckverbindern auf dem Markt, beispielsweise mit 4, 6, 8, 10, 12, 14 oder mehr Polen, wie die Kontakte auch genannt werden. Unerlaubte, unrichtige, falsche, nicht systemkonforme, artfremde oder systemschädliche Anschlüsse werden vermieden, indem die Steckverbinder bestimmte geometrische Formen und/oder äussere Abmessungen haben. Für jede Kontaktanzahl muss also eine bestimmte geometrische Form geschaffen werden, was in bezug auf Herstellung, Lagerhaltung und Verarbeitung kompliziert und aufwendig ist. Immerhin ist jedoch gewährleistet, dass sowohl Buchsen- als auch Stiftkontakte exakt aufeinander geführt werden.

Bei runden Steckverbindern wird durch ineinan-dergeführte Nase und Nut gewährleistet, dass die Kontakte exakt aufeinander liegen. Unerwünschte Anschlüsse runder Steckverbinder können jedoch nur durch unterschiedliche Durchmesserausbildung oder Isolierkörperverdrehung verhindert werden. Für diesbezügliche bekannte Bauteile wird beispielsweise auf die Firmenschrift «Runde Industrie-Steckverbinder, CA-COM und CA-COM-B» der Firma ITT-Cannon (C1/680) verwiesen.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, einen Steckverbinderaufbau der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine Anzahl von einheitlich standardisierten Bauteilen zulässt, aber unerwünschte Anschlüsse von Steckern an Dosen vermeidet. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung des Steckverbinderaufbaus.

In bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe er-findungsgemäss nach dem Kennzeichen von Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildende und spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.

Runde Steckverbindungen mit einem der Positionierung des Steckers dienenden Nase-/Nutpaar fallen nicht unter die vorliegende Erfindung, weil die äusseren Abmessungen von Steckern und Steckdoseneinsatz nicht einheitlich standardisiert ausgebildet sind und - dies ist von besonderer Bedeutung - die Codierung nicht jederzeit veränderbar ist.

Zweckmässig ist die Codierung als ineinander-steckbare Kamm/Nutenpaare ausgebildet. In der Praxis werden bevorzugt 2 bis 5, insbesondere 3 oder 4 Kamm-/Nutenpaare ausgebildet, wobei diese Anzahl mit n bezeichnet wird. Nach den Regeln der Kombinatorik können 0, 1, 2, .... oder n auswechselbare Keile 20 positionsspezifisch in den n Nuten festgeklemmt werden. Ist z.B. in einer der n Nuten eines Steckdoseneinsatzes ein auswechselbarer Keil eingeklemmt, kann der Stecker nur eingeführt und der elektrische Kontakt hergestellt werden, wenn der Stecker an derselben Position keinen Kamm aufweist. Bei mehreren Nuten mit eingesetztem Keil, darf der Stecker an keiner entsprechenden Position einen Kamm aufweisen.

Bei n Nuten kann ein Keil in n Positionen festgeklemmt werden, zwei Keile an n.(n-1)/2 Positionen, n Keile in einer Position. Damit lassen sich bei entsprechender Kombination n.(n-1)+1 Codiermöglichkeiten erreichen, z.B. bei drei Nuten 3.2 +1 = 7.

Es ist offensichtlich, dass mit der Erhöhung der Kamm-/Nutenpaare eine grössere Variationsmöglichkeit für das Codieren besteht, andrerseits wird jedoch das ganze Steckverbindersystem komplizierter und - insbesondere bei kleinen Steckern -kaum mehr problemlos handhabbar.

Erfindungsgemäss wird also bei einem einheitlich standardisiert ausgebildeten Steckverbinderaufbau lediglich die Codierung verändert und ein unerwünschter Anschluss von Steckern an Dosen wird vermieden.

Obwohl die Anzahl von Kontakten eines Steckverbinderaufbaus von eins bis mehrere hundert variieren kann, liegen die hier beachteten Anordnungen bei vier bis 16 Polen. In den unteren Kontaktzahlen des letzteren Bereichs sind drei, in den oberen Kontaktzahlen vier Kamm-/Nutenpaare für die Codierung vorteilhaft, obwohl diesbezüglich selbstverständlich keine Einschränkung besteht.

Das Steckergehäuse und der Codierrahmen für eine Dose, welcher im Rahmen der Erfindung auch Steckerbefestigung ist, sind vorzugsweise im wesentlichen rechteckig bzw. quadratisch ausgebildet, wobei Kämme und Nuten sich zwar über den ganzen Umfang verteilen können, jedoch zweckmässig an einer Längsseite angeordnet sind. Selbstverständlich kann jedoch ein Codierrahmen auch rund oder oval ausgebildet sein.

Wird in wenigstens eine Nut ein Keil eingelegt, bedeutet dies, dass an jedem Steckergehäuse an den entsprechenden Positionen wenigstens ein Kamm fehlen muss, sonst kann der Stecker nicht eingesteckt werden. Sind bei einem Steckergehäuse alle möglichen Kämme ausgebildet, kann dieser nur ohne Einlegen eines Keils in den Steckdoseneinsatz eingeführt werden. Fehlen bei einem Stekkergehäuse alle Kämme, so kann der Stecker in alle Steckerbefestigungen eingeführt werden.

Obwohl in der Regel alle Querschnitte der Kamm-/Nutenpaare geometrisch gleich ausgebildet sind, bevorzugt im wesentlichen rechtwinklig, quadratisch, halbkreis-, trapez- oder dreieckförmig, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, diese Querschnitte einzeln oder gruppenweise

- geometrisch unterschiedlich und/oder

- verschieden gross auszugestalten.

Damit kann die Anzahl von Variationen auch bei einer niedrigen Anzahl von Kamm-/Nutenpaaren praktisch unbegrenzt erhöht werden, das System wird jedoch komplizierter und teurer. Gruppenweise geometrisch unterschiedlich sind beispielsweise bei vier Kamm-/Nutenpaaren an den Positionen 1 und 2 rechteckige, an den Positionen 3 und 4 halbkreisförmige Querschnitte. Bei einzel geometrisch unterschiedlichen Querschnitten sind dagegen beispielsweise die Positionen 1 und 3 rechteckig, die Positionen 2 und 4 halbkreisförmig. Bezüglich der Grösse der Querschnitte gilt Entsprechendes.

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Nach einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform sind die Kämme einstückig mit dem Steckergehäuse und die die Nuten bildenden Stege einstückig mit der Steckerbefestigung in der Dose ausgebildet, sie können jedoch auch mit diesen verschweisst, verklebt oder verrastet sein. Für eine allfällige Ausbildung der Kämme an der Steckerbefestigung in der Dose und der Stege am Steckergehäuse gilt Entsprechendes. Kämme und/oder Stege können auch gesteckt oder verschraubt sein, was jedoch meist aufwendiger ist.

Für das erfindungsgemässe Steckverbindersystem bieten sich alle üblichen Materialien an, insbesondere spritzbare, formfeste Kunststoffe, wie Polyamide oder thermoplastische Polyester, jedoch auch Metalle, wie Aluminiumlegierungen. Bei Metallen ist in bekannter Weise auf die elektrische Isolation zu achten.

Der Steckverbinderaufbau kann für alle elektrischen Anschlüsse von Steckern an Dosen verwendet werden, bei welcher unerwünschte elektrische Kontakte vermieden werden müssen. Erfindungsge-mäss ist die Verwendung für elektrische Anschlüsse an Kommunikationshaupt- und Peripheriegeräten besonders vorteilhaft, beispielsweise ISDN, Telefon, Terminal und Modem, sowie PC, Host oder Datennetzwerksysteme.

Der erfindungsgemässe Steckverbinderaufbau umfasst ein sicheres, flexibles Codiersystem, welches jederzeit veränderbar ist, was einheitlich standardisierte Stecker und Steckdoseneinsätze ermöglicht. Damit kann die Wirtschaftlichkeit verbessert und die Anwendung vereinfacht werden.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen schematisch:

- Fig. 1 eine aufgeschnittene Ansicht eines Steckverbinderaufbaus,

- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Codierrahmens für eine Dose, mit Codierung,

- Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Stekkers mit drei Kämmen,

- Fig. 4 eine Ansicht des Steckers von oben gemäss Fig. 3,

- Fig. 5 eine Seitenansicht des Steckers gemäss Fig. 3,

- Fig. 6 ein Kombinationsschema mit einer Nut und einem Kamm,

- Fig. 7 ein Kombinationsschema mit zwei Nuten und zwei Kämmen,

- Fig. 8 ein Kombinationsschema mit drei Nuten und drei Kämmen, und

- Fig. 9 ein Kombinationsschema mit vier Nuten und vier Kämmen.

Der in Fig. 1 dargestellte Steckverbinderaufbau umfasst im wesentlichen einen Codierrahmen 10 für eine Dose, der auch die Steckerbefestigung 11 (Fig. 2) ist, ein Steckergehäuse 12 und einen Steckdoseneinsatz 14.

Der Codierrahmen 10 hat einen umlaufenden, quadratischen Abdeckrahmen 16, welcher im peripheren Bereich angeschrägt ist. An einer Längsseite weist der Codierrahmen 10 nach innen abkra-

gende Stege 18 auf, welche drei hinterschnittene Nuten 20 bilden. Zwei dieser hinterschnittenen Nuten, in den Positionen I und II, sind mit einem ein-gestossenen Keil 22 ausgefüllt. In Blickrichtung verengen sich die Nuten leicht, wodurch ein Klemmeffekt erzielt wird, welcher das Herausfallen der Keile 22 wirksam verhindert.

Das Steckergehäuse 12 weist einen in Position III in eine Nut 20 hineinragenden Kamm 24 auf. In den Positionen I und II ist nur noch ein kurzer Stumpf der Kämme zu erkennen, diese sind abgetrennt. Würde das Steckergehäuse 12 in den Positionen I und/oder II auch einen Kamm 24 aufweisen, könnte der Stecker nicht eingeschoben werden.

Das aus den Nuten 20, den Keilen 22 und den Kämmen 24 bestehende Codiersystem 26 mit den Positionen I, II und III ist als eine auf einfache, jederzeit veränderbare Einheit ausserhalb der Abmessungen des hier behandelten Standardsteckers nach FCC ausgebildet. Die Veränderung erfolgt durch positionsspezifisches Einschieben bzw. Entfernen von Keilen 22. Details sind in Fig. 8 dargestellt.

In der perspektivischen Darstellung der Steckdosenbefestigung gemäss Fig. 2 ist die Ausbildung des Codiersystems 26 (ohne die Kämme 24 des Steckergehäuses 12 gemäss Fig. 1) besser ersichtlich.

Der Keil 22 ist der Form der hinterschnittenen Nuten 20 angepasst. Er kann in Richtung des Pfeils 28 eingeschoben und in der entgegengesetzten Richtung wieder entfernt werden. Zur Erleichterung der Entfernung sind längsmittig zwei Aussparungen 30 angebracht.

Auf der mit Bezug auf den Abdeckrahmen 16 dem Codiersystem 26 entgegengesetzten Seite des Codierrahmens 10 ist ein Kragen 32 mit einer Führungslasche 34 für die nicht dargestellte Steckdose angeformt. Dieser Kragen 32 weist weiter zwei äussere Rastnasen 36 für die Rahmenbefestigung und vier innere Rastnasen 38 für den Steckdoseneinsatz 14 (Fig. 1) auf.

Fig. 3 zeigt einen Stecker 40 mit dem Steckergehäuse 12, an welches ein flexibler Kabeianschluss 42 anschliesst. Das Kabel 44 wird durch den flexiblen Kabeianschluss 42 in das Steckergehäuse 12 geführt, aus welchem ein Standardstecker 46 herausragt, welcher die elektrischen Kontakte 48, Buchsen oder Stifte, im dargestellten Fall sog. Gleitkontakte, haltert.

Am Steckergehäuse sind drei längslaufende Kämme 24 angeordnet, welche mit den Nuten 20 und Keilen 22 gemäss Fig. 2 die Codierung 26 bilden.

Der Stecker 40 gemäss Fig. 3 kann in einen in Fig. 2 nicht gezeigten Steckdoseneinsatz 14 (Fig. 1) nur eingeführt werden, wenn alle drei Nuten 20 frei sind. Aus Fig. 2 und 3 ist auch ersichtlich, dass ein Stecker 40 ohne Kämme 24, also auch ein nicht codierter Standardstecker, in jeden Steckdoseneinsatz eingeführt werden kann, das Codiersystem 26 wird in diesem Fall nicht benützt.

In den Fig. 4 und 5 ist der in Fig. 3 perspektivisch dargestellte Stecker in Ansicht und Seitenan-

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sieht gezeigt, in Fig. 5 ist zusätzlich ein gegen den Stecker 40 biegbarer Verriegelungsbügel 50 dargestellt.

Die Kämme 24 sind mit dem Steckergehäuse 12 einstückig ausgebildet, sie können jedoch auch aufgeklebt, aufgeschweisst oder in eine entsprechend ausgebildete Nut eingeschoben sein. Dies gilt auch für den Aufsatz mit den Stegen 18 gemäss Fig. 2.

Die Steckerbefestigung 10 und das Steckergehäuse 12 können aus jedem in Formen gespritzten oder gegossenen sowie mechanisch bearbeitbaren Material bestehen. Wegen des Isolationsvermögens sind jedoch formfeste Kunststoffe bevorzugt.

In Fig. 6 ist ein Kombinationsschema mit einer Nut N und einem Kamm K dargestellt. Bei N 1.1 ist die Nut leer, bei N 1.2 ist ein Keil eingeschoben, was mit einem diagonalen Strich dargestellt ist. Der Kamm K 1.1 passt in die zugeordnete leere Nut. Beim K 1.2 ist der Kamm entfernt, was mit einem X dargestellt ist. K 1.2 entspricht auch einem nicht codierten Stecker.

N 1.1 und K 1.1 sowie N 1.2 und K 1.2 passen immer paarweise zusammen. Der entfernte Kamm K 1.2 kann auch für die Nut N 1.1 verwendet werden, K 1.1 jedoch nicht für N 1.2.

Mit einem einzigen Kamm-/Nutenpaar sind die Codiermöglichkeiten sehr gering, dieses Steckverbindersystem ist in der Praxis nur beschränkt verwendbar.

In den Fig. 7 bis 9 werden die gleichen Symbole wie in Fig. 1 verwendet die auf der gleichen Zeile dargestellten Nuten und Kämme sind immer als Kamm-/Nutenpaar verwendbar.

In Fig. 7 sind die Kombinationsmöglichkeiten von zwei Kamm/Nutenpaaren dargestellt. N 2.1 ohne eingesetzten Keil ist für alle Kammvarianten K 2.1 bis K 2.4 frei, N 2.2 und N 2.3 können neben der zugeordneten Variante noch von K 2.4, welche auch einem nicht codierten Stecker entspricht, benutzt werden.

Hier und im übrigen können die Kombinationen auch ausgehend von den Kämmen beurteilt werden.

In Fig. 8 sind die Kombinationsmöglichkeiten von drei Kamm/Nutenpaaren aufgezeigt, wobei die Positionen I, II und III gemäss Fig. 1 und 2 eingezeichnet sind. Fig. 1 entspricht N 3.5. In diese Nutenanordnung kann neben der Kammanordnung K 3.5 noch die Anordnung K 3.8 gesteckt werden, welche einem Stecker ohne Codierung entspricht und bei jeder Nutenkombination geht.

Für die Nutenkombination N 3.1 ohne Keil können alle Kammkombinationen K 3.1 bis K 3.8 gesteckt werden. Die Kammkombination K 3.1 ohne entfernten Kamm dagegen kann nur in die Nutenkombination N 3.1 gesteckt werden.

In die Nutenkombination N 3.2 können die Kammkombinationen K 3.2, K 3.5, K 3.6 und K 3.8 gesteckt werden.

Die übrigen Kombinationen der Kamm-/Nuten-paare können entsprechend aus Fig. 8 abgeleitet werden.

Aus Fig. 9 mit vier Kamm-/Nutenpaaren ergibt sich gegenüber Fig. 8 grundsätzlich nichts Neues.

Analog können für mehr als vier Kamm-/Nutenpaare entsprechende Darstellungen aufgezeichnet und die Anzahl Codiermöglichkeiten nach der Formel n.(n-1)+1 rechnerisch abgeleitet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Steckverbinderaufbau für mehrpolige elektrische Stecker (40) mit einer Codierung zum Vermeiden eines unerwünschten Steckens in eine dazu passende Steckdose zur Ermöglichung unterschiedlicher Nutzungen gleicher Steckverbinderausführungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinderaufbau für bestimmte Polzahlen bezüglich der äusseren Abmessungen von Stecker (40) und Steckdoseneinsatz (14) einheitlich standardisiert ausgebildet, die Codierung (26) als separate, auf einfache Weise jederzeit veränderbare Einheit ausserhalb der Abmessungen des Standardsteckers (46) angeordnet ist, und die Codierung (26) und die elektrischen Kontakte (48) von Dose und Stecker (40) in Steckrichtung (R) räumlich getrennt sind.

   2. Steckverbinderaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung (26) als ineinandersteckbare Kamm-/Nutenpaare (24, 20) ausgebildet ist, wobei bei n möglichen KamnWNu-tenpaaren nach den Regeln der Kombinatorik 0, 1, .... oder n auswechselbare Keile (22) positionsspezifisch (I, II, III) in den n Nuten (20) festgeklemmt sind und das Einführen eines Steckers (40) mit wenigstens einem Kamm (24) verhindern, wenn in dieser Position (I, II, III) wenigstens ein Keil (24) in der Nut (20) ist.

   3. Steckverbinderaufbau nach Anspruch 1 oder

   2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kabel (44) mit 4 bis 8 Polen drei Kamm-/Nutenpaare (24, 20) bei einem Kabel mit 10 bis 16 Polen vier Kamm-/Nutenpaare angeordnet sind.

   4. Steckverbinderaufbau nach Anspruch 2 oder

   3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Längsseite eines rechteckig oder quadratisch ausgebildeten Steckergehäuses (12) wenigstens ein längslaufender Kamm (24), an der entsprechenden Längsseite eines Codierrahmens (10) für eine Dose wenigstens eine passende Nut (20) ausgebildet sind.

   5. Steckverbinderaufbau nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (20) hinterschnitten sind und sich in der Einschieberichtung der Keile (22) vorzugsweise verjüngen.

   6. Steckverbinderaufbau nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Querschnitte der Kamm-/Nutenpaare (24, 20) geometrisch gleich ausgebildet sind, bevorzugt im wesentlichen rechteckig, quadratisch, halbkreis-, tra-pez- oder dreieckförmig.

   7. Steckverbinderaufbau nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dose eine Steckerbefestigung (11) angeordnet ist, welche auf der Steckerseite die Nuten (20) oder Kämme (24) der Codierung (26) und auf der Dosenseite, im Kontaktbereich, einen Kragen (32) mit Führungslasche (34) für die Steckdose umfasst, wobei Codierung (26) und Kragen (32) durch einen Abdeckrahmen (16) getrennt sind.

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   8. Steckverbinderaufbau nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämme (24) einstückig mit dem Steckergehäuse (12) und die die Nuten (20) bildenden Stege (18) einstückig mit der Steckerbefestigung (11) in der Dose ausgebildet sind, oder die Kämme (24) mit dem Steckergehäuse (12) und die Stege (18) mit der Steckerbefestigung (11 ) verschweisst oder verklebt sind oder die Kämme (24) in das Steckergehäuse (12) und die Stege (18) in die Steckerbefestigung (11) gesteckt sind.

   9. Steckverbinderaufbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (32) der Steckerbefestigung (11) wenigstens eine äussere Rastnase (36) für die Rahmenbefestigung in der Dose und wenigstens eine innere Rastnase (38) für den Steckdoseneinsatz (14) aufweist.

   10. Verwendung des Steckverbinderaufbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für elektrische Anschlüsse an Kommunikationshaupt- und Peripheriegeräte.

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