DE19749130C1

DE19749130C1 - Elektrischer Steckverbinder mit Schnellverriegelung

Info

Publication number: DE19749130C1
Application number: DE19749130A
Authority: DE
Inventors: Edgar Acke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: ATE295995T1; DE59812805D1; HUP9802549A3; EP0915534B1; HUP9802549A2; EP0915534A2; EP0915534A3; HU9802549D0

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit Schnellverriegelung, welcher

- ein erstes Steckerelement, welches mit einer äußeren umlau fenden Nut versehen ist,
- ein zweites Steckerelement, welches mit einer inneren um laufenden Nut versehen ist,
- einen geschlossenen Verriegelungsring, welcher durch die Nut am zweiten Steckerelement fixiert ist und an welchem radial nach innen weisende und in Einschubrichtung des er sten Steckerelementes geneigte Rastzungen angeformt sind, welche in einem Verriegelungszustand des Steckverbinders elastisch in die Nut am ersten Steckerelement eindringen, und
- eine Entriegelungshülse, welche axial auf dem zweiten Stec kerelement verschiebbar ist und im Inneren ein zylindri sches, in Einschubrichtung des ersten Steckerelementes ra gendes Entriegelungsorgan besitzt, durch welches die freien Enden der am Verriegelungsring angeformten Rastzungen nach außen drückbar sind, aufweist.

Um eine Schnellverriegelung zwischen zwei Steckerelementen zu erreichen, ist bei dem aus US 3 793 610 bekannten Stecker ein zylindrischer, radial deformierbarer Verschlußring vorge sehen, der beim Schließvorgang in eine Hohlkehle einrastet. Beim Öffnungsvorgang wird der Ring durch eine verschiebbare Hülse so aufgebogen, daß sich die Größe des Schlitzes ändert. Die Federwirkung kommt durch Aufbiegung in radialer Richtung zustande.

Ein weiterer Steckverbinder ist aus EP 0 050 575 A1 bekannt. Auch hier wird beim Schließ-/Öffnungsvorgang ein elastischer Sprengkörper mit Hilfe einer verschiebbaren Hülse radial auf gebogen. Der Sprengkörper besteht entweder aus einem nicht geschlossenen, drahtförmigen Ring, an dem zusätzliche Sperr körper vorgesehen sind, oder aus einem bandartigen Ring mit eingebogenen Sperrlaschen.

Ein Steckverbinder der eingangs genannten Art ist aus DE 23 53 004 C3 bekannt. Dort bestehen die Verriegelungsmittel hauptsächlich aus einem zylinderförmigen Ring, welcher minde stens eine Zunge aufweist, die sich schräg außerhalb der zy lindrischen Fläche des Ringes erstreckt. Der Ring ist vor zugsweise gespalten ausgeführt. Beim Öffnen/Schließen wird der Zylinder radial aufgebogen, die auftretende Federkraft wirkt dabei ausschließlich in radialer Richtung.

Der Verriegelungsring läßt sich zwar aus einer Blechplatine in Stanzbiegetechnik herstellen, jedoch sind zur Herstellung des Ringes mit zylindrischen Außenflächen und Zungen zwei Biegevorgänge notwendig, wobei die Zungen durch Verlängerung der zylindrischen Außenfläche des Ringes gebildet sind. Zudem ergibt sich bei Unterbrechung des Ringes durch einen Spalt eine, verminderte maximale Zugkraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder mit Schnellverriegelung zu schaffen, welcher eine erhöhte Zugkraft zwischen den beiden Steckerelementen gewährleistet und eine kostengünstigere Herstellung ermög licht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verriegelungsring scheibenförmig und im, wesentlichen schmal ist. Angreifende Kräfte beim Schließen und Öffnen wirken da her nicht mehr in radialer Richtung, sondern bewirken eine Torsion des Federrings. Der Verriegelungsring mit den daran angeformten Rastzungen läßt sich auf sehr einfache Weise durch Stanzung aus einer Blechplatine und in einem darauffol genden Herstellungsschritt durch Herausbiegen der Rastzungen fertigen. Da der Verriegelungsring im Vergleich zu den Rast zungen äußerst schmal gehalten ist, erfolgt beim Auslenken der freien Enden der Rastzungen eine Torsion des Verriege lungsringes entlang seines Umfanges. Vorteilhaft wirkt sich dabei die geschlossene Struktur des Verriegelungsringes aus, um so auch hohen Zugkräften zwischen den Steckerelementen standhalten zu können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können der Verriege lungsring und die Rastzungen aus einer gemeinsamen Blechpla tine hergestellt sein. Dabei wird der Verriegelungsring mit den Rastzungen in einem Stanzvorgang aus der Blechplatine ausgestanzt, und in einem anschließenden Biegevorgang werden die Rastzungen umgebogen. Im Vergleich zu dem elektrischen Steckverbinder gemäß DE-OS 23 53 004 ist lediglich ein Biege vorgang zur Fertigung der Verriegelungseinrichtung notwendig.

Vorteilhafterweise sind die am Verriegelungsring angeformten Rastzungen für sich im wesentlichen starr. Die Auslenkung der freien Enden der Rastzungen wird somit im wesentlichen durch eine Torsion des Verriegelungsringes ermöglicht, zumal auch im Übergangsbereich zwischen den Rastzungen und dem Verriege lungsring keine nennenswerte Biegung erfolgt. Somit lassen sich erhöhte Zugkräfte für elektrische Steckverbinder mit Schnellverriegelung realisieren.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Entriegelungsorgan in einem Abschnitt an seinem freien Ende konisch geformt. Da durch ist eine mit den geneigten Rastzungen am Verriegelungs ring zusammenwirkende geneigte Anlauffläche gebildet, wodurch Reibung beim Verriegelungsvorgang und damit Verschleiß der betreffenden Bauteile reduziert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ent riegelungshülse an ihrem dem zweiten Steckerelement zugewand ten Ende einen Kragen auf, welcher in eine äußere umlaufende Nut am zweiten Steckerelement eingreift. Dabei sind durch die äußere umlaufende Nut Anschläge gebildet, welche die Axial verschiebbarkeit der Entriegelungshülse begrenzen.

Die innere umlaufende Nut am zweiten Steckerelement ist vor teilhafterweise so bemessen, daß der Verriegelungsring in der Nut ein Axialspiel von minimal 0,1 mm und maximal 0,2 mm auf weist. Ein minimales Axialspiel ist notwendig, damit der Ver riegelungsring gewünschte Torsionsbewegungen ausführen kann, während der maximale Wert für das Axialspiel eine hinreichen de Zugfestigkeit für den elektrischen Steckverbinder gewähr leistet.

Vorteilhafterweise sind die Rastzungen an ihren freien Enden konkav geformt, so daß sie sich gut an die zylindrische Form eines Koaxialsteckers anpassen können. In einer weiteren vor teilhaften Ausgestaltung sind die im Verriegelungszustand des Steckverbinders am ersten Steckerelement aufliegenden Kanten der Rastzungen abgerundet ausgebildet, was neben reduzierten Bedienkräften auch der Erhöhung der Verschleißfestigkeit zu gute kommt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen aus einem ersten und einem zweiten Steckerele ment gebildeten Steckverbinder während eines Verriegelungs vorganges,

Fig. 2 den Steckverbinder gemäß Fig. 1 in einem Verriege lungszustand,

Fig. 3 die Einzelheit A gemäß Fig. 2,

Fig. 4 den elektrischen Steckverbinder gemäß Fig. 1 während eines Entriegelungsvorganges und

Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Verriegelungsring mit ange formten Rastzungen.

Fig. 1 zeigt einen elektrischen Steckverbinder mit einem er sten Steckerelement 1 und einem zweiten Steckerelement 2 als Hauptkomponenten. Im vorliegenden Fall handelt es sich um ein Schnellverriegelungssystem für koaxiale Steckverbinder. Auf eine explizite Darstellung der Innenleiterkontaktierung wird im folgenden verzichtet. Das erste Steckerelement 1, welches an seinem freien Ende eine umlaufende Nut 5 aufweist, reali siert eine Außenleiterhülse eines Kupplers, während durch das zweite Steckerelement 2 eine Außenleiterhülse eines Steckers realisiert ist. Die elektrische Kontaktierung zwischen Kupp ler und Stecker im Bereich der Außenleiteranschlüsse wird durch am zweiten Steckerelement 2 angebrachte Kontaktlamellen 15 hergestellt, welche von innen in das zylindrische erste Steckerelement 1 eingreifen. Das zweite Steckerelement 2 ist in seinem Endabschnitt von einer Entriegelungshülse 7 umge ben, welche axial auf dem zweiten Steckerelement 2 verschieb bar ist. An der Entriegelungshülse 7 ist im Inneren ein zy lindrisches, in Einschubrichtung X des ersten Steckerelemen tes 1 ragendes Entriegelungsorgan 8 angeformt. Des weiteren weist der Steckverbinder einen Verriegelungsring 3 auf, wel cher durch eine umlaufende innere Nut 6 am zweiten Stecker element 2 fixiert ist. An diesem Verriegelungsring 3 sind ra dial nach innen weisende und in Einschubrichtung X des ersten Steckerelementes 1 geneigte Rastzungen 4 angeformt. Während des Verriegelungsvorgangs werden die freien Enden der Rast zungen 4 durch das in Einschubrichtung X bewegte erste Stec kerelement 1 aus ihrer Ruhelage ausgelenkt und dabei nach au ßen gedrückt.

In Fig. 2 ist der Steckverbinder gemäß Fig. 1 im Verriege lungszustand dargestellt. Das erste Steckerelement 1 ist da bei bis zum Anschlag in Einschubrichtung X auf das zweite Steckerelement 2 aufgeschoben. Die Rastfedern 4 sind in die sem Zustand vollständig in die umlaufende Nut 5 eingedrungen und verhindern dadurch ein Auseinanderziehen der beiden Stec kerelemente 1 und 2. Um ein reibungsarmes Verriegeln des Steckverbinders zu gewährleisten, sind die an der umlaufenden Nut 5 des ersten Steckerelementes 1 anliegenden Kanten 14 der Rastzungen 4 leicht abgerundet.

In Fig. 3 ist die Einzelheit A dargestellt, durch welche die Fixierung des Verriegelungsringes 3 in der umlaufenden Nut 6 des zweiten Steckerelementes 2 verdeutlicht wird. Der Verrie gelungsring 3 weist in der Nut 6 ein axiales Spiel D auf, welches einerseits eine Torsion des Federringes 3 bei der Auslenkung der Rastzungen 4 ermöglicht und andererseits eine hinreichende Zugfestigkeit zwischen den beiden Steckerelemen ten gewährleistet. Für einen 1,6/5,6-Koaxialsteckverbinder sollte das Toleranzmaß D zwischen 0,1 mm und 0,2 mm liegen.

Beim Entriegelungsvorgang wird gemäß Fig. 4 zunächst die Entriegelungshülse 7 in Einschubrichtung X des ersten Stec kerelementes 1 zurückgezogen. Hierdurch greift das Entriege lungsorgan 8 von innen unter die Rastzungen 4 und drückt die se nach außen, so daß die umlaufende äußere Nut 5 am ersten Steckerelement 1 freigegeben wird. Um die Bedienkräfte wäh rend des Entriegelungsvorganges zu verringern, ist das Ent riegelungsorgan 8 in einem Abschnitt an seinem freien Ende konisch geformt. Hierdurch ist eine mit den Rastzungen 4 zu sammenwirkende Anlauffläche 9 gebildet. Nachdem die Rastzun gen 4 durch das Entriegelungsorgan 8 soweit nach außen ge drückt sind, daß die Nut 5 am ersten Steckerelement 1 voll ständig freigegeben ist, läßt sich der durch das erste Stec kerelement 1 gebildete Kuppler aus dem durch das zweite Stec kerelement 2 gebildeten Stecker entgegen der Einschubrichtung X herausziehen. Die Entriegelungshülse 7 besitzt an ihrem dem zweiten Steckerelement 2 zugewandten Ende einen in eine äuße re umlaufende Nut 10 am zweiten Steckerelement 2 eingreifen den Kragen 11. Gleichzeitig sind durch die äußere umlaufende Nut 10 am zweiten Steckerelement 2 Anschläge 12 und 13 gebil det, welche die Verschiebbarkeit der Entriegelungshülse 7 in axialer Richtung begrenzen.

Fig. 5 zeigt den Verriegelungsring 3 mit vier daran einstüc kig angeformten Rastzungen 4, welche an ihren freien Enden konkav geformt sind. Der in Fig. 5 dargestellte Verriege lungsring 3 mit den daran angeformten Rastzungen 4 läßt sich auf sehr einfache Weise durch Stanzung aus einer Blechplatine und Herausbiegen der Rastzungen 4 in einem darauffolgenden Herstellungsschritt fertigen. Da der Verriegelungsring 3 im Vergleich zu den Rastzungen 4 äußerst schmal gehalten ist, erfolgt beim Auslenken der freien Enden der Rastzungen 4 eine Torsion des Verriegelungsringes 3 entlang seines Umfanges. Vorteilhaft wirkt sich dabei die geschlossene Struktur des Verriegelungsringes 3 aus, um so auch hohen Zugkräften zwi schen den Steckerelementen standhalten zu können.

Claims

1. Elektrischer Steckverbinder mit Schnellverriegelung, wel cher

1. ein erstes Steckerelement (1), welches mit einer äußeren umlaufenden Nut (5) versehen ist,
2. ein zweites Steckerelement (2), welches mit einer inneren umlaufenden Nut (6) versehen ist,
3. einen geschlossenen Verriegelungsring (3), welcher durch die Nut am zweiten Steckerelement fixiert ist und an wel chem radial nach innen weisende und in Einschubrichtung (X) des ersten Steckerelementes (1) geneigte Rastzungen (4) an geformt sind, welche in einem Verriegelungszustand des Steckverbinders elastisch in die Nut (5) am ersten Stecke relement eindringen, und
4. eine Entriegelungshülse (7), welche axial auf dem zweiten Steckerelement (2) verschiebbar ist und im Inneren ein zy lindrisches, in Einschubrichtung (X) des ersten Steckerele mentes (1) ragendes Entriegelungsorgan (8) besitzt, durch welches die freien Enden der am Verriegelungsring (3) ange formten Rastzungen (4) nach außen drückbar sind, aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verrie gelungsring (3) scheibenförmig und im wesentlichen schmal ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verrie gelungsring (3) und die Rastzungen (4) aus einer gemeinsamen Blechplatine in Stanz-Biege-Technik gefertigt sind.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ver riegelungsring (3) angeformten Rastzungen (4) für sich im we sentlichen starr sind.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Entrie gelungsorgan (8) in einem Abschnitt an seinem freien Ende ko nisch geformt ist, wodurch eine mit den Rastzungen (4) am Verriegelungsring (3) zusammenwirkende geneigte Anlauffläche (9) gebildet ist.

5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entrie gelungshülse (7) an ihrem dem zweiten Steckerelement (2) zu gewandten Ende einen in eine äußere umlaufende Nut (10) am zweiten Steckerelement (2) eingreifenden Kragen (11) auf weist, wobei durch die äußere umlaufende Nut (10) am zweiten Steckerelement (2) Anschläge (12, 13) gebildet sind, welche die Axialverschiebbarkeit der Entriegelungshülse (7) begren zen.

6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verrie gelungsring (3) in der inneren umlaufenden Nut (6) am zweiten Steckerelement (2) ein Axialspiel (D) von minimal 0,1 mm und maximal 0,2 mm aufweist.

7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastzun gen (4) an ihrem freien Ende konkav geformt sind.

8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ver riegelungszustand des Steckverbinders am ersten Steckerele ment (1) aufliegenden Kanten (14) der Rastzungen (4) abgerun det sind.