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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder mit
einer Funktion zum Verhindern einer unvollständigen Kupplung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Beispiel für
einen elektrischen Verbinder, der mit einem Federmittel zum Erkennen
des zusammengesetzten Zustandes eines Steckergehäuses oder Buchsengehäuses versehen
ist, ist in der
JP-9-219257 gezeigt.
Dieser Verbinder weist eine auf einem Stecker vorgesehene Haube
auf und kann in eine Buchse eingepasst werden. In einer benachbart zu
der Haube vorgesehenen Gehäusekammer
sind jeweils zwei Metallfedern und ein Kunststofffederpressglied
aufgenommen. Beim Zusammensetzen der beiden Gehäuse stellt das Federpressglied
einen Kontakt zu dem Buchsengehäuse
her und wird in eine Richtung nach innen geschoben. Die Metallfedern
werden elastisch zusammengedrückt.
Wird der Vorgang des Zusammensetzens auf halbem Wege unterbrochen,
so wird die komprimierte Federkraft freigesetzt und das Buchsengehäuse bewegt
sich zurück.
Hierdurch wird der Zustand der unvollständigen Kupplung der beiden
Gehäuse
erkannt.
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Jedoch
sind in dem herkömmlichen
Beispiel die Metallfedern sowie das Federpressglied separat ausgebildet.
Im Ergebnis führt
dies zu einer großen Anzahl
von Bauteilen des Verbinders und dessen Kosten nehmen zu. Ferner
ist der Vorgang des Zusammensetzens schwierig und verschlechtert
die Bedienbarkeit.
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In
der
EP 0-789425A ist
ein elektrischer Verbinder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
beigefügten
Anspruches 1 offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß ist ein
Verbinder vorgesehen, umfassend zwei Gehäuse, die zum gegenseitigen
Zusammensetzen ausgestaltet sind, wobei eines der Gehäuse sowohl
eine Feder als auch ein Federpressglied zum Kontakt mit dem anderen
Gehäuse aufweist
und die Feder so ausgestaltet ist, dass sie im Betrieb dem gegenseitigen
Zusammensetzen so lange widersteht, bis sich die Gehäuse in einem
vollständig
zusammengesetzten bzw. eingepassten Zustand befinden, dadurch gekennzeichnet,
dass die Feder und das Federpressglied einstückig aus einem Kunststoff hergestellt
sind, und wobei die Feder ein flaches Formteil mit Schenkelbereichen
umfasst, die sich zur Ausbildung umschlossener Räume aufeinanderfolgend bzw.
sequentiell vereinigen und trennen.
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Vorzugsweise
ist die Feder in einer Kammer eines der Gehäuse aufgenommen und weist sowohl vordere
als auch hintere Anschläge
auf, zwischen welchen die Feder unter geringem Druck gehalten wird.
Das bewegliche Ende der Feder weist vorzugsweise einen aufrechtstehenden
Vorsprung zum Eingriff mit dem vorderen Anschlag auf.
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Die
Räume zwischen
sich nähernden
und auseinandergehenden Schenkeln kann beispielsweise diamant- oder
bogenförmig
sein. Im letzteren Beispiel können
die Räume
oval sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das andere der Gehäuse
einen elastischen Verriegelungsarm zum Verriegeln der Gehäuse in einem vollständig zusammengesetzten
bzw. eingepassten Zustand, wobei der Verriegelungsarm so ausgebildet ist,
dass er beim Zusammensetzen der Gehäuse in Kontakt mit dem Federpressglied
biegbar ist und der Verriegelungsarm und das Federpressglied außer Eingriff
kommen, wenn die Gehäuse
den vollständig zusammengesetzten
bzw. eingepassten Zustand erreichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung mehrerer
bevorzugter Ausführungsformen
hervor, die in den beiliegenden Zeichnungen lediglich anhand eines
Beispiels gezeigt sind. Es zeigen:
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1 eine
Schrägansicht
einer Feder und eines Steckergehäuses
gemäß einer
nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 eine
Querschnittdarstellung eines Verbinders vor dem Zusammensetzen bzw.
Einpassen;
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3 eine
Querschnittdarstellung eines Verbinders während des Zusammensetzens bzw.
Einpassens;
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4 eine
Querschnittdarstellung eines Verbinders nach dem Zusammensetzens
bzw. Einpassen;
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5 eine
Schrägansicht
einer Feder nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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6 eine
Schrägansicht
einer Feder nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
folgenden soll eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform anhand der 1 bis 4 beschrieben
werden. Ein Verbinder umfasst ein Buchsengehäuse 10 sowie ein Steckergehäuse 20.
Das Buchsengehäuse 10 ist
auf der linken Seite der 2 dargestellt und das Steckergehäuse 20 auf
der rechten. Die beiden Gehäuse 10 und 20 sind
zum gegenseitigen Zusammensetzen ausgestaltet, wobei eine Feder 40 zum
Verhindern einer unvollständigen Kupplung
innerhalb des Steckergehäuses 20 vor gesehen
ist. Die Kupplungsstirnseiten der beiden Gehäuse 10 und 20 sind
als die Vorderseiten anzusehen.
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Das
Buchsengehäuse 10 ist
blockähnlich, wobei
hierin zwei Hohlräume 11 in
einer Breitenrichtung ausgerichtet sind. In jedem Hohlraum ist ein
aufnehmendes Anschlusspassstück 12 durch
eine festgelegte Sperrkonfiguration in einem verriegelten Zustand
gehalten. Ein Verriegelungsarm 14 zum Halten der beiden
Gehäuse 10 und 20 in
einem zusammengesetzten Zustand ist an der Oberseite des Buchsengehäuses 10 vorgesehen.
Ferner ragt ein Betätigungsglied 13 aus
einem hinteren Endbereich dieser Oberseite hervor, wobei dieses
Betätigungsglied 13 zum
Schieben des Buchsengehäuses 10 beim
Zusammensetzen beider Gehäuse 10 und 20 verwendet
wird.
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Der
Verriegelungsarm 14 ist vorkragend geformt, wobei ein Basisende
hiervon an einem vorderen Ende des Buchsengehäuses 10 ausgebildet
ist und ein freies Ende hiervon sich in eine hintere Richtung erstreckt.
Dieser Verriegelungsarm 14 ist in einer Auf-/Abwärtsrichtung
biegbar. Verriegelungsvorsprünge 15 ragen
aus beiden Seitenflächen
des Verriegelungsarms hervor, wobei diese Verriegelungsvorsprünge 15 mit
Sperrgliedern 27 des Steckergehäuses 20 in Eingriff
gelangen. Kupplungsseitige Enden dieser Verriegelungsvorsprünge 15 weisen
eine lange und schmale Form auf, wobei die unteren Seiten hiervon
kegelförmige
Flächen 16 ausbilden
und die gegenüberliegenden
Seiten hiervon Sperrflächen 17 ausbilden,
die mit den Sperrgliedern 27 in Eingriff gelangen. Die
kegelförmigen
Flächen 16 überragen die
Sperrglieder 27, wodurch das freie Ende des Verriegelungsarms
hochgehoben wird (s. 3). Ein Pressvorsprung 18 ist
auf einer Oberseite des Verriegelungsarms 14 an einer Stelle
vorgesehen, die hinter den Verriegelungsvorsprüngen 15 liegt. Wird
der Verriegelungsarm 14 in einen erhobenen Zustand gebogen,
so stellt der Pressvorsprung 18 einen Kontakt mit der Feder 40 des
Steckergehäuses 20 her und
drückt
gegen dieselbe. Ferner ist an dem freien Ende des Verriegelungsarms 14 ein
Löseglied 19 vorgesehen,
um die Durchführung
eines Schiebevorganges in einer Abwärtsrichtung zu ermöglichen.
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Wie
in der 1 gezeigt, besteht das Steckergehäuse 20 aus
einem blockähnlichen
Anschlussgehäuseglied 21,
dessen Vorderteil mit einer Haube 22 versehen ist. Das
Buchsengehäuse 10 wird
in diese Haube 22 eingepasst. Wie in 2 gezeigt,
sind zwei Hohlräume 23 innerhalb
des Anschlussgehäusegliedes 21 ausgerichtet,
wobei diese Hohlräume 23 dem
Buchsengehäuse 10 entsprechen.
Ein Steckeranschlusspassstück 24 ist
innerhalb jedes Hohlraumes 23 aufgenommen, wobei diese
Steckeranschlusspassstücke 24 darin
mittels einer festgelegten Sperrkonfiguration in einem verriegelten
Zustand gehalten sind.
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Ein
Paar von Seitenwänden 25 ragt
in einer vorderen Richtung an einem oberen Bereich des Anschlussgehäusegliedes 21 hervor.
Eine Verriegelungsarmgehäusekammer 26 zur
Aufnahme des Verriegelungsarms 14 des Buchsengehäuses 10 ist
zwischen diesen beiden Seitenwänden 25 ausgebildet. Ferner
befinden sich vordere Ränder
dieser Seitenwände 25 in
der gleichen Position wie ein vorderes Ende der Haube und sind mit
dieser verbunden. Die Sperrglieder 27 ragen von einem vorderen
Endbereich der beiden Seitenwände 25 nach
innen, wobei diese Sperrglieder 27 mit den Sperrvorsprüngen 15 des
Verriegelungsarms 14 in Eingriff gelangen. An den vorderen
Oberflächen
der Sperrglieder 27 sind kegelförmige Führungsflächen 28 ausgebildet,
wobei diese die kegelförmigen
Flächen 16 führen, wenn
sie über
die Sperrglieder 27 ragen. Sperrvorsprünge 29 der Sperrglieder 27 gelangen
mit den Sperrflächen 17 der
Sperrvorsprünge 15 in
Eingriff.
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Eine
Federgehäusekammer 30 zur
Aufnahme der Feder 40 ist in einem oberen Bereich der Verriegelungsarmgehäusekammer 26 ausgebildet.
Eine hintere Wand 31 der Federgehäusekammer 30 hat die
Funktion, die Feder 40 in einer hinteren Richtung zu sperren,
wenn diese Feder 40 darin aufgenommen ist, und ein Hakenglied 32,
das an einem vorderen Ende der Federgehäusekammer 30 vorgesehen ist,
sperrt die Feder 40 in einer vorderen Richtung. Ein mittlerer
Bereich einer Unterseite dieses vorderen Endes der Federgehäusekammer 30 ist
offen und vereinigt sich mit der Verriegelungsarmgehäusekammer 26,
wobei der Verriegelungsarm 14 in diese eintritt, wenn er
hochgefahren ist.
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Die
Feder 40 ist zusammengesetzt aus einem Federpressglied 41,
welches von dem Pressvorsprung 18 des Verriegelungsarms 14 gepresst
wird, und einem Federglied 44, das sich hinter dem Federpressglied 41 befindet
und so ausgestaltet ist, dass es seine Form elastisch verändern kann.
Wie in der 1 gezeigt, sind das Federpressglied 41 und
das Federglied 44 einstückig
aus Kunststoff hergestellt.
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Wie
in der 3 gezeigt, ist ein mittlerer Bereich an einem
vorderen Rand des Federpressgliedes 41 leicht konkav. Hieraus
bildet sich ein Kontaktglied 42, das so ausgestaltet ist,
dass es einen Kontakt mit dem Pressvorsprung 18 des Verriegelungsarms 14 herstellen
kann. Wird das Kontaktglied 42 von dem Pressvorsprung 18 des
Verriegelungsarms 14 gepresst, so gleitet das Federpressglied 41 in
einer hinteren Richtung in die Federgehäusekammer 30. Ferner
ist auf einer Oberseite des Federpressgliedes 41 ein hakenförmiger Vorsprung 43 ausgebildet.
Dieser hakenförmige
Vorsprung 43 kommt mit dem Hakenglied 32 der Federgehäusekammer 30 in Eingriff
und verhindert die Bewegung der Feder 40 in einer vorderen
Richtung.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst das Federglied 44 streifenförmige Plattenglieder 45,
die eine Zickzackform aufweisen, wobei ein vorderes Ende hiervon
mit einem Rand einer hinteren Endfläche der Federpressgliedes 41 verbunden
ist. Wie in 2 gezeigt, wird ein hinteres
Ende des Federgliedes 44 von der hinteren Wand 31 der
Federgehäusekammer 30 gestützt. Wird
das Federpressglied 41 in eine hintere Richtung geschoben,
so verändert
das Federglied 44 seine Form und wird in die Verschieberichtung
zusammengedrückt.
Ferner wird die Kraft, die während
der Kompression von dem Federglied 44 angesammelt wurde,
bei der Wegnahme der Schiebkraft auf das Federpressglied 41 freigesetzt.
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist wie oben beschrieben ausgestaltet. Im folgenden soll deren Wirkungsweise
erläutert
werden. Das Betätigungsglied 13 des
Buchsengehäuses 10 wird
geschoben, und die beiden Gehäuse 10 und 20 werden aus
dem in der 2 gezeigten getrennten Zustand zusammengesetzt.
Das Buchsengehäuse 10 wird
in die Haube 22 eingesetzt, und der Verriegelungsarm 14 tritt
dann in die Verriegelungsarmgehäusekammer 26 ein.
Die kegelförmigen
Flächen 16 der
Verriegelungsvorsprünge 15 stellen
einen Kontakt mit den Führungsflächen 28 der Sperrglieder 27 her,
und die Verriegelungsvorsprünge 15 ragen
während
des fortschreitenden Zusammensetzens über die Führungsflächen 28 hinaus. Auf
diese Weise wird der Verriegelungsarm 14 nach oben gebogen
und nimmt einen Zustand ein, in dem dessen rückwärtiges Ende angehoben wird
(3).
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Dieses
Biegen des Verriegelungsarms 14 hat zur Folge, dass der
Pressvorsprung 18 in die Federgehäusekammer 30 des Steckergehäuses 20 eintritt.
Daraufhin stellt der Pressvorsprung 18 einen Kontakt mit
dem Kontaktglied 42 her und presst es nach innen. Wie in
der 3 gezeigt, lässt
die auf das Buchsengehäuse 10 ausgeübte erhöhte Presskraft
das Federpressglied 41 nach innen gleiten und verursacht
ein Zusammendrücken
bzw. Kompression des Federgliedes 44. Mit der Erhöhung des
Kompressionsgrades des Federgliedes 44 erhöht sich
die dem Zusammensetzen entgegenwirkende Kraft.
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Wird
der Vorgang des Zusammensetzens der beiden Gehäuse 10 und 20 in
diesem unvollständig
gekuppelten Zustand gestoppt, so wird das Federglied 44,
das sich in einem zusammengedrückten bzw.
komprimierten Zustand befindet, gelöst, und die von dem Federglied 44 bis
dahin angesammelte Kraft wird freigesetzt und veranlasst das Buchsengehäuse 10,
sich in eine Trennungsrichtung zu bewegen. Hiermit kann der unvollständig gekuppelte
Zustand der beiden Gehäuse 10 und 20 bestimmt
werden.
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Während des
fortschreitenden Zusammensetzens ragen die Sperrvorsprünge 15 über die Sperrglieder 27 hinaus
und, wie in 4 gezeigt, der Verriegelungsarm 14 bewegt
sich elastisch nach unten und kehrt in seine ursprüngliche
Position zurück. Während der
Verriegelungsarm 14 seine Position verändert, wird der Pressvorsprung 18 der
Verriegelungsvorsprünge 15 nach
unten bewegt, und sein Kontakt mit dem Kontaktglied 42 des
Federpressgliedes 41 wird gelöst. Im Ergebnis kehrt das Federglied 44 elastisch
aus seinem zusammengedrückten
bzw. komprimierten Zustand in seine ursprüngliche Position zurück, das
Federpressglied 41 wird veranlasst, in eine vordere Richtung
zu gleiten und der hakenförmige
Vorsprung 43 gelangt mit dem Hakenglied 32 in Eingriff
und kehrt in den Zustand zurück,
der in der 2 gezeigt ist. Auf diese Weise
kehrt das Federglied 44, nachdem die beiden Gehäuse 10 und 20 zusammengesetzt
wurden, in seinen Zustand vor dem Zusammendrücken bzw. Komprimieren zurück, wodurch
verhindert wird, dass in diesem Kunststofffederglied 44 eine
Ermüdung
auftritt.
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Während der
Verriegelungsarm 14 elastisch in seine ursprüngliche
Position zurückkehrt,
greifen die Sperrvorsprünge 29 der
Sperrglieder 27 in die Sperrflächen 17 der Verriegelungsvorsprünge 15 ein. Auf
diese Weise erreichen die beiden Gehäuse 10 und 20 einen
vollständig
zusammengesetzten Zustand, wobei die Buchsen- und Steckeranschlusspassstücke 12 und 24 in
Kontakt kommen. Die beiden Gehäuse 10 und 20 werden
in diesem Zustand gehalten.
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Müssen die
beiden Gehäuse 10 und 20 zur Wartung
oder dergleichen getrennt werden, so wird das Löseglied 19 des Verriegelungsarms 14 nach
unten gedrückt
und der Verriegelungsarm 14 wird nach unten gebogen. Dieser
Vorgang löst
die Sperrflächen 17 aus
ihrem verriegelten Zustand mit den Sperrgliedern 27, und
die Verriegelungsvorsprünge 15 bewegen
sich unter das Sperrglied 27. Aus diesem Zustand wird das
Buchsengehäuse 10 in
eine hintere Richtung gezogen, wodurch die beiden Gehäuse 10 und 20 getrennt
werden.
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Gemäß der oben
erläuterten
Ausführungsform
ist die Feder 40 in einheitlicher Weise aus Kunststoff
hergestellt. Folglich ist eine einfache Herstellung der Feder 40 möglich. Zusätzlich wird
die Anzahl der Bauteile des Verbinders reduziert, wodurch der Vorgang
des Zusammenbaus des Verbinders sowie die Herstellung des Verbinders
vereinfacht wird. Ferner reduzieren sich die Kosten hierfür.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im folgenden anhand der 5 beschrieben.
In dieser Ausführungsform
unterscheidet sich die Form der Feder, und ihre elastische Kraft wird
erhöht.
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Wie
in 5 gezeigt, umfasst eine Feder 40 ein
Federglied 40 umfasst ein Federglied 44 bestehend
aus einer Vielzahl von Federkomponentenverbindungsgliedern 46A und 46B,
die sich mit beiden Seitenrändern
einer hinteren Endfläche
eines Federpressgliedes 41 vereinigen. Äußere Formen der Federkomponentenglieder 46A sind
dreieckig, und zentrale Räume 47A,
die in deren inneren Bereichen ausgebildet sind, besitzen die gleiche
Form. Äußere Formen
der Federkomponentenglieder 46B sind diamantförmig und
besitzen diamantförmige
zentrale Räume 47B,
die in deren inneren Bereichen ausgebildet sind. Das Federglied 44 umfasst
ein Federkomponentenglied 46A, das mit dem Federpressglied 41 vereinigt
ist, dessen hinterer Bereich zwei mit ihm vereinigte Federkomponentenglieder 46B aufweist, wobei
der hintere Bereich dieser beiden Federkomponentenglieder 46B ein
weiteres mit ihm vereinigtes Federkomponentenglied 46A aufweist,
wobei dieses letzte Federkomponentenglied 46A relativ zum
ersten in die entgegengesetzte Richtung weist. Dieses Federglied 44 ist
in einer symmetrischen Form entlang einer symmetrischen Achse L
ausgebildet, die sich entlang einer Mittellinie des Federpressgliedes 41 erstreckt.
Das bedeutet, die symmetrische Achse L ist entlang einer Mittellinie
parallel zu der Pressrichtung des Federpressgliedes 41 ausgebildet.
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Das
Federglied 44 besitzt eine symmetrische Form. Wenn eine
Schiebkraft auf das Federpressglied 41 ausgeübt wird,
so empfängt
das Federglied 44 diese Kraft folglich gleichmäßig auf
seiner rechten und linken Seite, und das Federglied 44 wird
geradlinig geschoben. Ferner umfasst das Federglied 44 die Federkomponentenglieder 46A und 46B,
die vereinigt sind. Im Ergebnis ist es für das Federglied 44 schwieriger,
die Form elastisch zu verändern,
und seine Löskraft
wird in dem Maße
erhöht,
wie sich diese Schwierigkeit erhöht.
Wenn die beiden Gehäuse 10 und 20 in
einem unvollständig
gekuppelten Zustand gestoppt werden, wird das Buchsengehäuse 10 folglich
dazu veranlasst, sich weiter zurückzubewegen,
und es kann der unvollständig
gekuppelte Zustand der beiden Gehäuse 10 und 20 eindeutig
bestimmt werden.
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Der übrige Aufbau,
die Wirkungsweise und Auswirkungen sind dieselben, wie die der nicht
erfindungsgemäßen Ausführungsform,
so dass deshalb eine Erläuterung
derselben unterlassen wird.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der 6 beschrieben.
In dieser Ausführungsform
unterscheidet sich die Form des Federkomponentengliedes. Das bedeutet,
wie in 6 gezeigt, die äußere Form der Federkomponentenglieder 46C,
die ein Federglied 44 umfassen, ist eine annähernd ovale
Form, und es sind zentrale Räume 47C in
deren inneren Bereichen ausgebildet und weisen die gleiche Form auf.
Das Federglied 44 besteht aus drei Federkomponentengliedern 46C,
die zusammengefügt
sind, wobei die geraden Bereiche dieser Federkomponentenglieder 46C gegenseitig
zusammengefügt
sind.
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Der übrige Aufbau,
die Wirkungsweise und Auswirkungen sind dieselben, wie die der ersten
Ausführungsform,
so dass deshalb eine Erläuterung
derselben unterlassen wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben anhand der Figuren
beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Beispielsweise liegen auch die im folgenden beschriebenen Möglichkeiten
im technischen Bereich der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich kann
die vorliegende Erfindung in unterschiedlichen anderen Weisen ausgeführt sein,
ohne vom Umfang derselben abzuweichen.
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Im Gegensatz zur oben beschriebenen Ausführungsform kann die Feder auf
dem Buchsengehäuse
vorgesehen sein, und der Verriegelungsarm kann auf dem Steckergehäuse vorgesehen sein.
- (2) In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Feder,
die zusammengedrückt
ist, während
die beiden Gehäuse
unvollständig
gekuppelt sind, gelöst,
wenn diese Gehäuse
vollständig
gekuppelt sind. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann jedoch die Feder gleichermaßen zusammengedrückt bleiben,
wenn die beiden Gehäuse vollständig zusammengesetzt
sind.
- (3) Ferner müssen
die Pressmittel der Feder kein Verriegelungsarm sein.