DE2822365A1

DE2822365A1 - Elektrischer steckverbinder

Info

Publication number: DE2822365A1
Application number: DE19782822365
Authority: DE
Inventors: Carl Lee Knapp; Clifford Robert Waldron
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1978-05-23
Publication date: 1978-11-30
Also published as: IT7823777A0; IL54717A0; IL54717A; JPS53147292A; JPS6012746B2; IT1095650B; DE2822365C2; US4109990A; FR2392513B1; FR2392513A1; CA1080820A; GB1585438A

Description

Elektrischer Steckverbinder

Die Erfindung betrifft elektrische Steckverbinder mit Kupplungs- oder Überwurfmuttern, um die Teile eines elektrischen Steckverbinders zu kuppeln und zu lösen.

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Für verbesserte elektrische Steckverbinder steht eine laufende Notwendigkeit, um die strengen Leistungsnormen auf dem Gebiete der Luft— und Raumfahrt zu erfüllen. Diese elektrischen Steckverbinder müssen leicht und schnell unter Einsatz entsprechender Kräfte gekuppelt und gelöst werden können. Die einmal gekuppelten Steckverbinderhälften müssen trotz Schwingungs- oder anderen Kräften, die auf den Steckverbinder einwirken können und bestrebt sein können, die beiden Steckverbinderhälften zu trennen, verbunden bleiben.

Mehrere frühere Patentschriften haben sich diesem Problem direkt oder indirekt gewidmet. So verhindert das frühere US-Patent 3 971 614 von Paole die Trennung eines elektrischen Steckverbinders durch Verriegelungsteile am Steckergehäuse, an der Oberwurf mutter sowie auf einer Kupplungsmanschette oder Muffe, welche die überwurfmutter umschließt.

Ein zweiter früherer Versuch zur Lösung des Problems ist im Patent 2 784 385 von Ennis beschrieben. Hier ist eine Außenmuffe am Kupplungsteil mit einer Reihe von freistehenden Zähnen vorge-

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sehen, und eine am feststehenden. Gewindegang befestigte Feder steht mit diesen Zähnen im Eingriff.

Bei einer dritten Anordnung zur Verhinderung einer ungewollten oder zufälligen Trennung, nämlich im Patent 3 784 966, wird eine Feder beschrieben, welche in eine von drei Vertiefungen eingreift.

Die früheren Vorrichtungen zur Verhinderung einer Trennung wiesen die Nachteile auf, daß sie entweder nicht betriebssicher, schwierig herzustellen oder fehleranfällig waren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen schnell kuppelbaren und lösbaren elektrischen Steckverbinder zu schaffen, der einer zufälligen oder unversehenen Trennung entsprechenden Widerstand bietet, nämlich, wenn der Steckverbinder Schwingungskräften ausgesetzt ist, wodurch die Nachteile des früheren Standes der Technik überwunden werden. Es handelt sich um eine billige und betriebssichere Vorrichtung, die leicht zu fertigen und zu montieren ist.

Die Erfindung ist ein elektrischer Steckverbinder mit den folgenden Bauteilen: Ein erstes Gehäuses mit einem mit einer Anzahl von Axialdurchführungen bestückten Einsatz, ein zweites Gehäuses mit einem mit einer Anzahl von Axialdurchführungen bestückten Einsatz, das auf einem Teil seiner Außenfläche mit einem Gewinde versehen ist, eine Anzahl von elektrischen Kontaktstiften, die jeweils in einer entsprechenden Axialdurchführung eines der Einsätze montiert sind, eine Anzahl von elektrischen Kontaktbuchsen,

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die jeweils in einer entsprechenden Axialdurchführung des anderen Einsatzes montiert sind und in diesem anderen Einsatz in der gleichen Weise wie die elektrischen Kontaktstifte im ersten Einsatz angeordnet und mit diesen steckbar sind, eine Überwurfmutter, zur wahlweisen Verbindung und Aufrechterhaltung der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuse sowie zur Aufrechterhaltung der hergestellten Steckverbindung zwischen elektrischen Kontaktstiften und Kontaktbuchsen, wobei die Überwurfmutter drehbar am ersten Gehäuse mit Gewindegängen befestigt ist, die in Gewindegänge am zweiten Gehäuse eingreifen, um das erste und zweite Gehäuse zu verbinden, wobei die elektrischen Kontaktstifte und Kontaktbuchsen steckbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Steckverbinder eine Einrichtung zur Verzögerung der Drehbewegung der Überwurfmutter gegenüber dem ersten und dem zweiten Gehäuse besitzt, daß die Drehbewegung in einer Richtung gegenüber der Drehbewegung der Überwurfmutter in Gegenrichtung verzögert wird, ferner dadurch, daß diese Verzögerungseinrichtung die folgenden Bauteile umfaßt: Einen am ersten Gehäuse und der Überwurfmutter montierten ringförmigen Absatz, der radial zum ersten Gehäuse und der Überwurfmutter hinragt und an seiner Außenfläche mit Zähnen versehen ist, die sich radial von ihm aus erstrecken, sowie einen an der Überwurfmutter und dem ersten Gehäuse montierten Bausatz, der ein in radialer Richtung gegen das erste Gehäuse und die Überwurfmutter vorgespanntes elastisches Teil umfaßt, welches,wie auch die Zähne am ringförmigen Absatz,eine erste und eine zweite Seite aufweisen, wobei die erste Seite eine steilere Flanke als die zweite Seite aufweist, um die Drehbewegung der Überwurfmutter gegenüber den Gehäusen in

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Richtung der steileren Flanke gegenüber der Drehbewegung in Richtung der zweiten Seite zu verzögern.

Die Überwurfmutter hält die beiden Kupplungshälften des elektrischen Steckverbinders in ihrem gesteckten Zustand und verhindert über die Radzähne und die Feder eine unbeabsichtigte Trennung, wobei Radzähne und Feder den Trennungskräften einen verhältnismäßig hohen Widerstand bieten, während der Widerstand gegen die Kupplungskräfte erheblich geringer ist. Somit sind Schwingungsund Reibungskräfte nicht bestrebt, den zusammengefügten elektrischen Steckverbinder zu trennen.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Ansicht mit Ausschnitt der drei Hauptteile des

elektrischen Steckverbinders, Figur 2 eine Ansicht mit Ausschnitt des zusammengefügten

elektrischen Steckverbinders, Figur 3 einen Querschnitt durch die Überwurfmutter und den elektrischen Steckverbinder längs der Linie III-III

der Figur 2,
Figur 4 eine Teilansicht der überwurfmutter längs der Linie

IV-IV der Figur 3,
Figur 5 eine vergrößerte Teilansicht der am Flansch eines Gehäuses angebrachten Zähne,

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Figur 6 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Teil der mit Feder und Radzähnen bestückten überwurfmutter.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen in Sprengzeichnung einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders. Dieser umfaßt ein erstes Gehäuses 100, ein zweites Gehäuse 200 sowie eine am ersten Gehäuse 100 montierte überwurfmutter 300, um die Gehäuse 100 und 200 miteinander zu verbinden. Die normalen Bauteile einer elektrischen Kupplungshälfte umfassen eiri erstes Gehäuse 100 mit einer oder mehreren elektrischen Kontaktbuchsen 170, die durch Kontakteinsätze 110,120,130 im Gehäuse 100 gehalten werden. Die Außenseite des ersten Gehäuses 100 umfaßt meistens einen Rückteil, der zur Aufnahme einer Spritzwasserdichtung bzw. einer Kabelentlastungsmutter (nicht gezeigt) mit Gewindegängen versehen ist, sowie einem Vorderteil, der einen oder mehrere sich axial erstreckende Stifte oder Keile 101 umfaßt, um das erste Gehäuse 100 mit einem zweiten Gehäuse 200 wohl unverwechselbar zusammenzustecken.

Das zweite Gehäuse 200 enthält einen oder mehrere elektrische Kontaktstifte 270, die mit den Kontaktbuchsen 170 des ersten Gehäuses 100 steckbar zu verbinden sind. Die Stifte 270 werden im zweiten Gehäuse durch einen oder mehrere Kontakteinsätze 230 gehalten. Auch die Kontaktstifte können in der gleichen Weise wie die Kontaktbuchsen 170 im ersten Gehäuse 100 befestigt sein, d.h. mit einer Anzahl von Kontakteinsätzen. Im Vorderteil des zweiten Gehäuses 200 sind eine ödere mehrere sich axial erstreckende Ausnehmungen oder Keilnuten 201 ausgeformt, welche mit

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dem Keil 101 im ersten Gehäuse 100 in Eingriff stehen. Die Keile 101 und die Keilnuten 201 sind am Umfang des Gehäuses angeordnet, um das erste und zweite Gehäuse in richtigen Drehstellungen zu positionieren, so daß Kontaktstifte und Kontaktbuchsen wohl unverwechselbar miteinander einschnäbeln. Am Vorderteil der Außenseite des zweiten Gehäuses 200 befindet sich eine Anzahl von Gewindegängen 210 zur Aufnahme der Gewindegänge 310 der Überwurfmutter 300.

Wie in Figur 2 gezeigt ist, passen das erste Gehäuse 100 und das zweite Gehäuse 200 über die Gewindegänge 210, 310 zusammen, wodurch die Stifte 270 in den Buchsen 170 gehalten werden.

Die Überwurfmutter 300 ist am ersten Gehäuse 100 drehbar durch einen Sprengring 400 befestigt, der in eine Nut 102 im ersten Gehäuse 100 eingelassen ist, wodurch der Rückteil· 305 der Überwurfmutter 300 zwischen dem Ring 400 und einem Flansch 140 unverlierbar angeordnet ist.

Wie in Figur 3 gezeigt ist, ist der Flansch 140 des ersten Gehäuses 100 mit einer Anzahl von Zahnradzähnen 141 bestückt.

An der Überwurfmutter 300 ist eine Feder 321 befestigt. Diese besitzt einen ringförmigen Endteil 322 zur Montage sowie eine auswärts ragende, d.h. von der überwurfmutter 300 abgekehrte Auskragung 323. Die Auskragung 323 ste^t einen starren und erhabenen Teil auf der Mitte der Längsausdehnung der Feder 321 dar und ist der einzige Teil der Feder 321, der mit den auf dem Flansch

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140 angeordneten Zähnen in Eingriff kommt.

Wie in Figur 4 gezeigt ist, ist die Feder 321 an der Überwurfmutter 300 in einer Hinterschneidung oder Ausnehmung 3 07 der Überwurfmutter 300 befestigt. Ein Stift 331 hält den kreisförmigen Endteil 322 der Feder 321 in der Ausnehmung 307. Der Stift 331 wird vom Rückteil 305 der Überwurfmutter 300 durch ein Loch eingeführt.

Die Feder muß zweckmäßigerweise fest an der Überwurfmutter 300 gehalten werden, um eine unerwünschte Bewegung und einen möglichen frühen Ausfall zu verhindern. Dies muß erreicht werden, ohne den Vorteil der leichten Montage aufzugeben. Zu diesem Zweck ist die Ausnehmung 3 07 größer ausgeformt als der kreisförmige Abschlußteil 322 der Feder 321. An der Vorderkante des Stiftes 331 ist ein konischer Teil 332 ausgeformt, ein zylinderförmiger Teil 333 in der Mitte und ein quadratischer Kopfteil 335 an der Hinterkante oder am Rückteil; die Bezeichnungen Vorder- und Rückteil sind auf den Montagevorgang des Steckverbinders bezogen. Der Durchmesser des zylinderförmigen Teils 333 ist etwas größer als der Innendurchmesser des kreisförmigen Endteils 322 der Feder 321. Der konische Teil und der etwas größere Durchmesser des zylindrischen Teils 333 drücken den kreisförmigen Endteil 322 der Feder während der Montage nach außen, so daß er sich ausdehnt, und einen Preßsitz zwischen dem kreisförmigen Endteil 322 der Feder 321 und dem zylinderförmigen Teil 333 bewirkt. Der Vierkantkopf 335 des Stiftes 331 wird in ein rundes Loch in der Überwurfmutter 300 gepreßt. Die Abmessungen des runden Loches und des Vierkant-

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kopfes 335 sind sorgfältig gewählt,um einen Preßsitz zu erzielen. Somit wird durch die Passung des zylinderförmigen Teils 333 des Stiftes 331 im kreisförmigen Endteil 322 der Feder 321 der Stift 331 fest mit der Überwurfmutter 300 und die Feder 321 fest mit dem Stift 331 verbunden.

Aus Gründen der Stabilität, der Betriebssicherheit und der besseren Leistung ist eine Anzahl von Federn 321 an der Überwurfmutter 300 symmetrisch angeordnet. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden zwei Federn 321 vorgezogen, es können jedoch auch mehr Federn verwendet werden.

Wie in Figur 5 gezeigt ist, sind die einzelnen Radzähne 141 nicht symmetrisch, sondern weisen auf einer Kante 142 eine flachere Neigung auf als auf der anderen Kante 143, die eine steilere Neigung besitzt. Die Kante 142 mit der flachen Steigung stellt während des Kupplungsvorganges die voreilende oder Vorderkante dar, d.h., daß sich das Gehäuse 100 im Uhrzeigersinn für die Kupplung oder den stärkeren Eingriff mit dem zweiten Gehäuse dreht. Während des Kupplungsvorganges bietet sich der Drehung somit ein verhältnismäßig geringer Widerstand.

Beim Trennen oder Lösen der Kupplung bildet die Kante 143 mit der steileren Neigung die voreilende oder Vorderkante. Sie bietet einer Drehbewegung den größeren Widerstand.

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Normalerweise ist die Kante 142 in einem Winkel von 45° (Bezugszeichen 144) und die Kante 143 in einem Winkel von 30° (Bezugszeichen 145) geschnitten.

Da im bevorzugten Ausführungsbeispiel das Steckergehäuse 100 ein stranggepreßtes Teil ist, die überwurfmutter 300 aber nicht gepreßt ist, lassen sich die Radzähne 141 ohne große Kosten an ihrem umfang ausformen, d.h. am Flansch 140. Die Radzähne können aber auch der überwurfmutter durch Maschinenbearbeitung oder durch einen an ihr befestigten Einsatz zugeordnet sein. Diese Anordnung würde erfordern, daß die Feder 32T mit dem Gehäuse 100 verbunden ist.

Anstelle einer unterschiedlichen Neigung der Kanten der Zähne 141 könnte die Neigung auch an der Erhöhung 323 auf der Feder 321 oder auf beiden Bauteilen ausgeformt sein.

Ein weiteres Ausführungsbexspiel der Erfindung ist in Figur 6 gezeigt. Anstelle des in den Figuren 3 und 4 gezeigten kreisförmigen Teils besitzt die Feder 321 ein abgewinkeltes Ende 340. Dieses abgewinkelte Ende 340 paßt in ein kleines Loch 350, das teilweise in die überwurfmutter 300 hineinragt. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt in geringeren Fertigungskosten, sein Nachteil jedoch in einer geringeren Betriebssicherheit.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. In einigen Fällen können bestimmte Merkmale der Erfindung in vor-

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teilhafter Weise ohne entsprechende Verwendung anderer Merkmale eingesetzt werden. Auch würden andere Federn, wie eine Spiralfeder mit einer geeigneten Spitze, für den Eingriff in die Zähne genügen.

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Claims

Patentansprüche

.) Elektrischer Steckverbinder mit einem ersten Gehäuse, das einen mit einer Anzahl von Axialdurchführungen bestückten Kontakteinsatz aufweist, mit einem zweiten Gehäuse, das einen mit einer Anzahl von Axialdurchführungen bestückten Kontakteinsatz aufweist und an einem Teil seiner Außenseite mit Gewindegängen ver sehen ist, ferner mit einer Anzahl von elektrischen Kontaktstiften, die jeweils in einer entsprechenden Axialdurchführung in einem der Kontakteinsätze montiert sind, sodann mit einer Anzahl von elektrischen Kontaktbuchsen, die jeweils in einer entsprechenden Axialdurchführung des anderen Kontakteinsatzes montiert und in der gleichen Weise angeordnet sind wie die elektrischen Kontaktstifte im ersten Einsatz angeordnet und montiert sind und mit diesen elektrischen Kontaktstiften steck-

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bar sind, sodann mit einer Überwurfmutter zum wahlweisen Zusammenschluß von erstem und zweiten Gehäuse und zur Aufrechterhaltung dieser Verbindung sowie zur Aufrechterhaltung der Steckverbindung zwischen den elektrischen Kontaktstiften und Kontaktbuchsen, wobei die überwurfmutter drehbar am ersten Gehäuse mit Gewindegängen befestigt sind, die mit Gewindegängen am zweiten Gehäuse zu verbinden sind, um das erste und zweite Gehäuse mit gesteckten elektrischen Kontaktstiften und Kontaktbuchsen miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (100,200) eine Vorrichtung (141,321,323) umfaßt, um die Drehbewegung der Überwurfmutter (300) gegenüber dem ersten (100) und zweiten Gehäuse (200) zu verzögern, wobei die Verzögerung in einer Drehrichtung im Vergleich zur Drehbewegung der Überwurfmutter (300) in entgegengesetzter Drehrichtung erfolgt, sowie dadurch, daß die Verzögerungseinrichtung (141,321,323) folgende Bauteile umfaßt: Einen am ersten Gehäuse (100) und der Überwurfmutter (300) montierten ringförmigen Ansatz (140), der sich radial zum ersten Gehäuse (100) und zur überwurfmutter (300) hin erstreckt und mit Zähnen (141) an seiner Außenfläche versehen ist, die sich radial von ihm aus erstrecken, sowie ein an der überwurfmutter (300) und dem ersten Gehäuse (100) montiertes Bauteilaggregat mit einem in radialer Richtung zum ersten Gehäuse (100) und zur überwurfmutter (300) hin vorgespanntes elastisches Teil (321), das mit den Zähnen (141) am ringförmigen Ansatz (140) eine erste (143) sowie eine zweite Seite (142) aufweist, wobei die erste Seite (143) mit einer steiler geneigten Flanke (145) als die zwei-

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te Seite (144,142) ausgeformt ist, wodurch die Drehbewegung der Überwurfmutter (3 00) gegenüber den Gehäusen (100,200) in Richtung der steileren ersten Seite (143) im Vergleich zur Drehbewegung in Richtung zur zweiten Seite (142) verzögert wird.
2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (321) eine Blattfeder ist.
3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (321) ein spiralförmiges Ende (322) besitzt sowie dadurch, daß dieses spiralförmige Ende (322) am ersten Gehäuse (100) und an der überwurfmutter (300) befestigt ist.
4. Elektrische steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spiralförmige Ende (322) des elastischen Teils (321) am ersten Gehäuse (100) sowie an der überwurfmutter (300) durch einen Stift (331) befestigt ist, der von außen durch eine öffnung in das Gehäuse eingeführt wird sowie dadurch, daß der Stift (331) die Bauteilgruppe und das elastische Teil (321) gegenüber dem Steckverbinder (100,200) festhält.
5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (331) einen als Vierkant ausgebildeten Rückteil (335) besitzt und daß die öffnung ein kreisförmiges Loch ist, wobei die Größe des Vierkantrückteils (335)

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und des Lochs so gewählt ist, daß sich ein Preßsitz bei Einführung des Vierkantteils (335) in das kreisförmige Loch ergibt.
6. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des elastischen Teils (321) einen vergrößerten Teil (323) umfaßt, der in der Mitte seiner Länge angeordnet ist, die sich zum ringförmigen Ansatz (140) hin erstreckt, um mit den Zähnen (141) elastisch in Eingriff zu kommen.

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