DE19818677C2 - Zweiteiliger elektrischer Steckverbinder - Google Patents
Zweiteiliger elektrischer SteckverbinderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen elektrischen
Steckverbinder mit Verriegelungselementen zur lösbaren
Verrastung des ersten Teils mit dem zweiten Teil.
Derartige Steckverbinder sind in vielfältigen Ausführungs
formen bekannt, beispielsweise aus der DE 43 11 781 C1 oder
der DE 195 13 358 C1.
Bei einem solchen Steckverbinder übernimmt der eine Teil
die Funktion eines Steckers, der andere Teil die Funktion
einer Buchse. Stecker und Buchse sind je nach Anwendungs
fall mit einer unterschiedlichen Anzahl von elektrischen
Kontakten ausgebildet, die nach dem Zusammenstecken (Ver
rasten) von Stecker und Buchse entsprechende elektrische
Verbindungen schaffen. Steckverbinder der genannten Art
finden beispielsweise als sogenannte Bottom Entry-Steck
verbinder Anwendungen in Telefonen, wobei durch die Ver
rastung einerseits eine Stromzufuhr und andererseits eine
Schnittstelle für einen Informationsaustausch geschaffen
wird.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei derartigen Steckver
bindern ist es, die Verriegelung zwischen Stecker und
Buchse so sicher wie möglich zu gestalten, um Fehlkontak
tierungen beziehungsweise ein unbeabsichtigtes Lösen zu
vermeiden. Gleichzeitig soll aber eine gewollte Lösbarkeit
von Stecker und Buchse möglich sein.
Üblicherweise erfolgt die Verriegelung zwischen den Teilen
des Steckverbinders über entsprechende außenseitige Rast
mittel, beispielsweise Rasthaken, die in entsprechende
Rastöffnungen beim Aufschieben des Steckers auf die Buchse
(oder umgekehrt) einschnappen. Eine solche Ausführungsform
zeigt beispielsweise die DE 43 11 781 C1.
Der Steckverbinder gemäß DE 195 13 358 C1, der zwischen
einem Generator und einem elektrischen Steuergerät verwen
det werden soll, weist Rastmittel zur Festlegung des
Gehäuses an der Dose auf. Zusätzlich ist ein Verriegelungs
glied vorgesehen, das nach Einsetzen in eine korrespon
dierende Gehäuseöffnung die Rastmittel gegen unbeabsichtig
tes Lösen sichert (sogenannte Sekundärverriegelung).
Um einen Abzweig an einer elektrischen Leitung zu montieren
schlägt die US 5,595,498 eine Öffnung an der Leitung vor,
in die ein Stecker senkrecht eingeführt und anschließend in
Axialrichtung der Leitung verschoben wird, bis Rastmittel
des Steckers hinter Anschlägen liegen. Danach wird eine
Sekundärverriegelung von Hand hinter den Stecker in die
Öffnung geführt. Die US 4,548,455 A beschreibt einen
Steckverbinder mit federnden Rastarmen, die bei der Montage
hinter korrespondierende Anschläge nach außen federn und
durch eine nachgeführte Sekundärverriegelung in der
Montageposition gesichert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Steck
verbinder bereitzustellen, der eine alternative Aus
führungsform einer sicheren Verrastung der Steckverbinder
teile gewährleistet, auch wenn diese Anpreßkontakte
aufweisen.
Grundgedanke der Erfindung ist es, einen Teil des Steckver
binders mit abgewinkelten, vorstehenden
Verriegelungsgliedern (Verriegelungsarmen) auszubilden, die
in entsprechende Aufnahmen des anderen Teils eingeführt
werden und mit Erreichen der Endposition der
Verriegelungsglieder in den Aufnahmen die Verriegelungs
position jedes Verriegelungsgliedes durch ein Sperrglied im
Sinne einer Sekundärverriegelung zusätzlich zu sichern.
Dabei hat die abgewinkelte Bauform der Verriegelungsglieder
die Funktion, bei der Relativverschiebung der Bauteile des
Steckverbinders einen zusätzlichen Raum (neben dem Ver
riegelungsglied) in der Aufnahme für das jeweilige
Sperrglied zu schaffen und die Verriegelungsglieder
gleichzeitig (aufgrund des abgewinkelten Endes) daran zu
hindern, nach Einführen des Sperrgliedes sich
unkontrolliert aus der Aufnahme wieder zu lösen.
Das Sperrglied, welches im wesentlichen axial beweglich
ist, ist gleichzeitig so gestaltet, daß es zum gewollten
Lösen der Teile des Steckverbinders wieder aus der Aufnahme
entfernt werden kann, so daß durch anschließende Relativ
verschiebung der Teile des Steckverbinders beide wieder
voneinander gelöst werden können.
In der allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung
danach einen zweiteiligen elektrischen Steckverbinder mit
den Merkmalen des Anspruchs 1.
Zur Realisierung des Erfindungsgedankens genügt es
prinzipiell, die beiden Teile des Steckverbinders mit
jeweils einem Verriegelungsglied, einer Ausnehmung und
einem Sperrglied auszubilden.
In diesem Fall werden die genannten Teile zweckmäßig in der
Mitte der korrespondierenden Stirnflächen der Teile ange
ordnet und die zugehörigen Kontakte verlaufen dann ein-
oder beidseitig der Verrastungselemente.
Um eine definierte Lage der beiden Teile zueinander sicher
zustellen, ist es bei dieser Ausführungsform weiterhin
zweckmäßig, zumindest das Verriegelungsglied und die Auf
nahme mit einem Rechteckquerschnitt auszubilden, so daß
keine Verdrehung der Teile zueinander erfolgen kann.
Nach einer Ausführungsform soll der Steckverbinder mit je
zwei außenseitig angeordneten Verriegelungsgliedern und
Sperrgliedern am ersten Teil und zwei außenseitig angeord
neten Aufnahmen am zweiten Teil ausgebildet sein.
Hierdurch wird die Lagepositionierung der Teile zueinander
und deren Verrastung optimiert. Die jeweiligen Kontakte der
Teile (Stecker, Buchse) verlaufen dann mittig zwischen den
Verriegelungs-Bauteilen. Dabei können die Aufnahmen sowohl
in Richtung auf das benachbarte Bauteil als auch nach außen
offen sein. Auch bei dieser Ausführungsform bietet es sich
an, die Verriegelungsglieder und die Ausnehmungen mit einem
Rechteckquerschnitt auszubilden.
Auch für die Sperrglieder bietet sich bei allen Ausführungs
formen ein Rechteckquerschnitt an. Eine ein- oder beid
seitige Abschrägung des freien Endes des Sperrgliedes er
leichtert die Zuführung in die Verriegelungsposition.
Die Auswahl des Winkels, unter dem das freie Ende des Ver
riegelungsgliedes zum (axialen) Basisteil des Ver
riegelungsgliedes verläuft, erfolgt unter der Maßgabe, daß
das Verriegelungsglied sich leicht und sicher in die zuge
hörige Ausnehmung einsetzen lassen muß. Insoweit sieht eine
Ausführungsform vor, den Winkel zwischen 100 und 160° zu
wählen.
Durch die konstruktive Gestaltung der Verriegelungsglieder
mit einem abgewinkelten Ende ergibt sich, daß der eintritts
seitige Abschnitt der Ausnehmung eine Höhe aufweisen muß,
die gleich oder geringfügig größer als die maximale Höhe des
Verriegelungsgliedes ist. Erst beim weiteren Einschieben des
Verriegelungsgliedes in die Ausnehmung senkt sich das Ver
riegelungsglied, wenn es über die korrespondierende Schräg
fläche der Ausnehmung weiter in die Ausnehmung eingeführt
wird, ab, wodurch gleichzeitig ein Raum auf der dem abge
schrägten Ende gegenüberliegenden Grundfläche des Ver
riegelungsgliedes in der Aufnahme entsteht, in den später
das Sperrglied eingeführt wird.
Das Sperrglied muß in Richtung auf das benachbarte Bauteil
und umgekehrt bewegbar sein. Nach einer Ausführungsform ist
vorgesehen, daß das Sperrglied druckbelastet, beispielsweise
von einer Druckfeder beaufschlagt wird, die für eine
selbständige Zuführung des Sperrgliedes in die Ausnehmung
sorgt, sobald das Verriegelungsglied seine Endposition
erreicht hat. Gleichzeitig kann durch eine auf die Druck
feder entgegenwirkende Kraft das Sperrglied bei Bedarf auch
aus der Ausnehmung wieder entfernt werden, um anschließend
die beiden Teile wieder voneinander lösen zu können. Aber
auch eine ausschließlich manuelle Bewegung des Sperrgliedes
ist möglich.
Dazu kann vorgesehen werden, das Sperrglied kraftschlüssig
mit einem von außen betätigbaren Schieber, der Bestandteil
des ersten Teils ist, zu verbinden. Dieser Schieber ist bei
spielsweise über eine Öffnung im Gehäuse des ersten Teils
von außen zugänglich und kann manuell betätigt werden.
Die nachfolgende Figurenbeschreibung zeigt ein konkretes
Ausführungsbeispiel dazu.
Bei Steckverbindern der genannten Art besteht ein weiteres
Problem darin, daß keine Fremdkörper in den Kontaktierungs
bereich gelangen dürfen.
In diesem Zusammenhang bietet die Erfindung eine Ausfüh
rungsform an, bei der das als Schräge ausgebildete freie
Ende des Verriegelungsgliedes, ausgehend von seiner Stirn
fläche, einen nach außen offenen axialen Schlitz und die
Ausnehmung des zweiten Teils einen dazu korrespondierenden
Steg aufweist.
Entsprechend wird die Aufnahme in ihrem, die Schräge des
Verriegelungsgliedes aufnehmenden Abschnitt, in axialer
Richtung unterteilt und damit das Eindringen zumindest
größerer Fremdpartikel zuverlässig verhindert.
Im übrigen können die Teile des Steckverbinders konstruktiv
in konventioneller Weise gestaltet werden.
Für die Ausbildung der jeweiligen Kontakte schlägt eine
Ausführungsform vor, diese so zu wählen, daß es beim Ver
rasten der Steckverbinder-Teile zu einer schleifenden
Berührung zwischen den Kontakten kommt. Ein wichtiger
Vorteil der beschriebenen Gestaltung liegt darin, daß die
Teile nicht nur durch axiale Relativbewegung verrastet
werden, sondern aufgrund der Schräge des Verriegelungs
gliedes auch eine dazu senkrechte Bewegung erfolgt. Auf
diese Weise kommt es bei der Kontaktierung der Kontakte der
beiden Teile nicht (nur) zu einer axialen Stoß-Kontaktie
rung, sondern auch zu einem Aufgleiten der Kontakte eines
Teils auf die Kontakte des anderen Teils und damit zu einem
gewünschten Selbstreinigungseffekt im Kontaktbereich.
Unter diesem Gesichtspunkt kann beispielsweise ein Teil mit
bogenförmig gestalteten Kontakten und ein Teil mit
planaren, einseitig geführten Kontakten ausgebildet sein.
Auch diese Ausführungsform ergibt sich beispielhaft aus der
nachfolgenden Figurenbeschreibung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei
spieles näher erläutert.
Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Steckerteils
eines Steckverbinders,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zugehörigen
Buchse des Steckverbinders,
Fig. 3a bis d einen Verriegelungsvorgang der Steckver
binderteile nach den Fig. 1, 2 in vier ver
schiedenen Phasen,
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile
mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
In Fig. 1 ist ein Stecker eines Steckverbinders mit dem
Bezugszeichen 10 dargestellt. Zu erkennen ist ein Gehäuse
12 mit einer rückseitigen Kabelzuführung 14 und einer am
gegenüberliegenden Ende angeordneten Kontaktleiste 16 mit
bogenförmig geformten, federnden Kontakten 18, die über
eine vordere Stirnfläche 20 des Gehäuses 12 vorstehen.
In axialer Verlängerung (Linie A-A) stehen zwei Ver
riegelungsglieder 22A, B in Form von abgewinkelten Ver
riegelungsarmen über die Stirnfläche 20 vor.
Jedes Verriegelungsglied 22A, 22B besteht im wesentlichen
aus einem axial verlaufenden Basisteil 22Aa, 22Ba und einem
daran anschließenden abgekröpften Endabschnitt 22Ae, 22Be.
Die Verriegelungsglieder 22A, 22B sind statisch.
Oberhalb der Basisabschnitte 22Aa, 22Ba ist jeweils ein
Sperrglied 24A, 24B angeordnet, welches, wie nachstehend
noch beschrieben wird, druckfedergelagert ist und seine
maximale Auslenkung (von der Stirnfläche 20 weg) ungefähr
in dem Abschnitt erreicht, an dem die Endabschnitte 22Ae,
22Be der Verriegelungsglieder 22A, 22B beginnen.
Fig. 2 zeigt eine zugehörige Buchse, die das Bezugszeichen
50 trägt. Die Buchse 50 weist eine der Zahl der Kontakte 18
korrespondierende Zahl von Gegenkontakten 52 auf, die hier
als einseitig (bei 52L) gelagerte Federkontakte gestaltet
sind.
Korrespondierend zu den Verriegelungsgliedern 22A, 22B sind
in der Buchse 50 Ausnehmungen 54A, 54B vorgesehen, deren
geometrischer Aufbau sich aus Fig. 3 im Detail ergibt.
Dabei zeigt Fig. 3a sowohl den Stecker 10 als auch die
Buchse 50 im jeweils "unbelasteten" Zustand, das heißt in
ihrer Ausgangsposition.
Das Verriegelungsglied 22A und das zugehörige Sperrglied
24A befinden sich entsprechend in einer Fig. 1 analogen
Zuordnung.
Das vordere Ende 22Ae des Verriegelungsgliedes 22A ragt in
die Ausnehmung 54A der Buchse 50, wobei die untere Stirn
fläche 22As des Endteils 22Ae und die obere Stirnfläche 22S
des Basisteils 22Aa auf korrespondierenden Parallelflächen
der Ausnehmung 54A anliegen. Das Sperrglied 24A ist
unbelastet.
Drückt man, wie in Fig. 3b dargestellt, den Stecker 10
gegen die Buchse 50, so dringt das Verriegelungsglied 22A
tiefer in die Ausnehmung 54A ein, bis der abgeschrägte
Endabschnitt 22Ae gegen eine korrespondierende Schrägfläche
54As der Ausnehmung 54A stößt, während parallel dazu das
Sperrglied 24A gegen die Wirkung der Druckfeder 26 durch
die Buchse 50 verschoben wird.
Da die Sperrglieder 24A, 24B kraftschlüssig miteinander
verbunden sind und diese Verbindung in einer durch eine
Gehäuseöffnung 12 O vorstehenden Schiebertaste 30 mündet,
wird die Schiebertaste 30 parallel zur Bewegung der Sperr
glieder 24A, 24B in Richtung auf die Kabelzuführung 14 ver
schoben, wie aus Fig. 3b im Vergleich zu Fig. 3a zu
erkennen ist.
Beim weiteren Aufschieben des Steckers 10 auf die Buchse 50
(oder umgekehrt) gleiten die Verriegelungsglieder 22A, 22B
entlang den Schrägflächen 54As, so daß es zu einer höhen
mäßigen Verschiebung von Stecker 10 und Buchse 50 kommt
(wie sich aus einem Vergleich der Fig. 3c, 3b ergibt),
während gleichzeitig zwischen der oberen Stirnfläche 22S
der Verriegelungsglieder 22A, B und der korrespondierenden
Innenfläche 54Ao der Ausnehmung 54A ein Raum 26 entsteht,
der seine maximale Höhe erreicht, wenn das abgekröpfte Ende
22Ae beziehungsweise 22Be der Verriegelungsglieder 22A, B
den Boden 54Ab der Ausnehmung 54A erreicht hat, wie in
Fig. 3d dargestellt.
In diesem Moment gleiten die Sperrglieder 24A, 24B in den
Raum 26 (aufgrund der Wirkung der Druckfeder 26) und bewir
ken damit eine Sperrung (Sekundärverriegelung) der Ver
riegelungsglieder 22A, 22B.
Die Verriegelungsglieder 22A, B können sich nicht
selbsttätig aus der Verriegelungsposition lösen, da sie mit
ihren Schrägflächen in den Ausnehmungen 54A, 54B gehalten
werden.
Erst durch Betätigung der Schiebertaste 30 (in Richtung auf
die Kabelzuführung 14) kann der Raum 26 wieder freigelegt
werden und die Buchse 50 vom Stecker 10 gelöst werden,
wobei umgekehrt wie vorstehend beschrieben vorzugehen ist.
Fig. 1 zeigt weiter, daß die endseitigen Abschnitte 22Ae,
22Be der Verriegelungsglieder 22A, 22B auf ihrer unteren
Stirnfläche jeweils mit einer axialen Nut 22An, 22Bn
ausgebildet sind, während im Bereich der Ausnehmungen 54A,
54B der Buchse 50 korrespondierende (nicht dargestellte)
Stege vorhanden sind.
Claims (11)
1. Zweiteiliger elektrischer Steckverbinder mit mindestens
einem Verriegelungsglied (22A, 22B) zur lösbaren
Verrastung des ersten Teils (10) mit einem zweiten Teil
(50), mit folgenden Merkmalen:
- 1. 1.1 der erste Teil (10) weist an seinem dem zweiten Teil (50) zugewandten Ende (20) mindestens ein axial vorstehendes und an seinem freien Ende (22Ae, 22Be) mit einer unter einem Winkel < 90° und < 180° verlaufenden Schräge ausgebildetes Verriegelungs glied (22A, 22B) auf,
- 2. 1.2 der zweite Teil (50) weist mindestens eine, mit einer zur Form des Verriegelungsgliedes (22A, 22B) korrespondierenden Schrägfläche gestaltete Ausnehmung (54A, 54B) zur Zwangsführung und Aufnahme der Verriegelungsglieder (22A, 22B) des ersten Teils (10) auf,
- 3. 1.3 auf der der Schräge abgewandten Seite ist neben dem axialen Abschnitt (22Aa, 22Ba) des Verriegelungs gliedes (22A, B) ein in Axialrichtung verschieb bares Sperrglied (24A, 24B) am ersten Teil (10) angeordnet, welches bei Erreichen der Endposition des Verriegelungsgliedes (22A, 22B) in der Aus nehmung (54A, 54B) des zweiten Teils in die Aus nehmung (54A, 54B) bewegbar ist und ein selbstän diges Lösen des Verriegelungsgliedes (22A, 22B) aus der Ausnehmung (54A, 54B) verhindert.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1 mit zwei außenseitig
angeordneten Verriegelungsgliedern (22A, B) und Sperr
gliedern (24A, B) am ersten Teil (10) und zwei außen
seitig angeordneten Aufnahmen (54A, B) am zweiten Teil
(50).
3. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die Verrie
gelungsglieder (22A, B) und die Ausnehmungen (54A, E)
einen Rechteckquerschnitt aufweisen.
4. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die freien
Enden (22Ae, 22Be) der Verriegelungsglieder (22A, B)
unter einem Winkel zwischen 100° und 160° zum
jeweiligen axialen Basisteil (22Aa, 22Ba) verlaufen.
5. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Sperrglied
(24A, 24B) druckbelastet ist.
6. Steckverbinder nach Anspruch 5, bei dem das Sperrglied
(24A, 24B) druckfederbelastet ist.
7. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Sperrglied
(24A, 24B) kraftschlüssig mit einem von außen betätig
baren Schieber (30) des ersten Teils (10) verbunden ist.
8. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das als Schräge
ausgebildete freie Ende (22Ae, 22Be) des Verriegelungs
gliedes (22A, B), ausgehend von seiner Stirnfläche,
einen nach außen offenen axialen Schlitz und die
Ausnehmung des zweiten Teils (50) einen dazu korrespon
dierenden Steg aufweist.
9. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Sperrglied
(24A, 24B) an seinem freien Ende ein- oder beidseitig
angeschrägt ist.
10. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die beiden
Teile (10, 50) jeweils eine Vielzahl von Kontakten (18,
52) aufweisen, die so ausgebildet und angeordnet sind,
daß es beim Verrasten der Teile (10, 50) zu einer
schleifenden Berührung zwischen den Kontakten (18, 52)
kommt.
11. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem ein Teil (10)
mit bogenförmig gestalteten Kontakten (18) und ein Teil
(50) mit planen, einseitig geführten Kontakten (52)
ausgebildet ist.
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
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