HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbinder mit einem Hebel, der
dazu dient, die für eine Steckverbindung zwischen zueinander passenden,
Kabelstränge aufnehmenden Verbindern benötigte Kraft zu verringern, und
spezieller einen Verbinder mit einer Hebeleinheit, die an einem der Verbinder
gehalten ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
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Weil zum Verbinden von mehrpoligen Verbindern, die zwanzig oder mehr
Klemmen aufnehmen, eine hohe Verbindungskraft erforderlich ist, wird
üblicherweise ein Hebel verwendet, um die Kraft zu reduzieren. Ein Beispiel
eines solchen Verbinders ist in Figur 4 gezeigt.
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Dieser Verbinder weist eine passende Steckereinheit 2 und eine
Aufnahmeeinheit 1 mit einem Aufnahmeraum 1a zur Aufnahme der Steckereinheit 2
auf. Allgemein hat die Aufnahmeeinheit 1 einen Hebel 3, der frei auf Stiften 4
drehbar ist, die an ihren Außenwänden vorgesehen sind. Die Steckereinheit
2 hat Führungsstifte 5 an ihren Außenwänden 2a. Die Führungsstifte 5 passen
zu Führungsausnehmungen 3a, die in inneren Seitenflächen des Hebels 3
ausgebildet sind. Wenn der Hebel 3 geschwenkt wird, betätigen die
Führungsausnehmungen 3a die Führungsstifte 5 so, daß die Steckereinheit 2 entweder
in der Richtung zum Herstellen oder zum Lösen der Verbindung mit der
Aufnahmeeinheit 1 bewegt wird.
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Für das Einstecken der Steckereinheit 1 in die Aufnahmeeinheit 2 mit von
den Führungsausnehmungen 3a erfaßten Führungsstiften 5 wird der Hebel 3
in Figur 4 gesehen im Uhrzeigersinn geschwenkt. Damit dieser Vorgang
ungehindert durchgeführt werden kann, ist der Verbinder mit Eingriffsgliedern
an der Steckereinheit 1 und dem Hebel 3 versehen, so daß das Anfangsende
3e der Führungsausnehmung 3a an dem Hebel 3 die korrekte Position in
bezug auf die Führungsstifte 5 der anzuschließenden Aufnahmeeinheit 2
einnimmt.
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Weil der Hebel 3 in bezug auf die Stifte 4 frei schwenkbar ist, liegt das
Anfangsende 3e der Führungsausnehmung 3a dem Führungsstift 5 nicht mehr
gegenüber, wenn der Hebel 3 versehentlich geschwenkt wird, und der
Einsteckvorgang der Einheiten 1 und 2 kann nicht mehr ungehindert vollendet
werden. Deswegen war es notwendig, den Hebel 3 im Gegenuhrzeigersinn
zurückzuschwenken, um die Anfangsenden 3e wieder in die korrekte Position
in bezug auf die Führungsstifte 5 zu bringen. Dann wird der Einsteckvorgang
wiederholt, um die Steckereinheit 2 mit der Aufnahmeinheit 1 in Eingriff zu
bringen.
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Weiterhin, wenn die Verriegelungskraft der Eingriffsglieder erhöht wird, so
daß der Hebel 3 nicht so leicht versehentlich verschwenkt werden kann,
wird zum Schwenken des Hebels 3 und zum Lösen dieser Verriegelung eine
starke Kraft benötigt, und es ergeben sich erhöhte Schwierigkeiten für das
Arbeitspersonal.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist mit dem Ziel entwickelt worden, die oben
beschriebenen Nachteile im wesentlichen zu überwinden, und hat im
wesentlichen die Aufgabe, einen verbesserten Verbinder zu schaffen.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe umfaßt ein Verbinder, der zur
Verbindung eines Paares erster und zweiter Klemmen dient, ein erstes
Verbinderelement, das zur Aufnahme der ersten Klemme dient und mit ersten
Eingriffsmitteln versehen ist, ein zweites Verbinderelement, das zur Aufnahme der
zweiten Klemme dient und mit zweiten Eingriffsmitteln versehen ist, die mit
den ersten Eingriffsmitteln in Eingriff gebracht werden können, wobei das
zweite Verbinderelement mit einer ersten Positioniereinrichtung versehen
ist, eine schwenkbar an den zweiten Verbinder angeordnete
Hebeleinrichtung, die mit dritten Eingriffsmitteln versehen ist, die mit den ersten
Eingriffsmitteln in Eingriff gebracht werden können, wobei die Hebeleinrichtung
eine Schwenkachse aufweist, und eine Vorspanneinrichtung, die zwischen
dem zweiten Verbinderelement und der Hebeleinheit angeordnet ist, um die
Hebeleinrichtung in einer ersten vorgegebenen Position zu halten, derart,
daß die Hebeleinrichtung mit den ersten Positioniermitteln in Berührung
gehalten wird und die zweiten und dritten Eingriffsmittel miteinander
ausgerichtet sind, um einen Einlaß für die ersten Eingriffsmittel zu bilden,
wodurch, wenn die Hebeleinrichtung aus der ersten vorgegebenen Position
herausschwenkt, die ersten Eingriffsmittel von den zweiten und dritten
Eingriffsmitteln erfaßt werden und dann durch die dritten Eingriffsmittel
beaufschlagt und längs der zweiten Eingriffsmittel bewegt werden, so daß das
erste Verbinderelement fest mit dem zweiten Verbinderelement in Eingriff ist,
wenn sich die Hebeleinrichtung in einer zweiten vorgegebenen Position
befindet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden durch die nachfolgende Beschreibung verdeutlicht, im Zusammenhang
mit der bevorzugten Ausführungsform derselben, anhand der beigefügten
Zeichnungen, in denen durchgehend gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet sind und in denen zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Verbinders
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung,
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Fig. 2 eine Seitenansicht des Verbinders nach Figur 1 vor
Herstellung der Verbindung,
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Fig. 3 eine Seitenansicht des Verbinders nach Figur 1 nach
Herstellung der Verbindung und
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Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
herkömmlichen Verbinders.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In Figur 1 ist ein Verbinder mit einem Hebel gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Verbinder umfaßt eine
passende Steckereinheit 20 (erstes Verbinderelement) zur Aufnahme
mehrere erster elektrischer Drähte W1 mit männlichen Klemmen (nicht gezeigt)
und eine Aufnahmeeinheit 10 (zweites Verbinderelement) zur Aufnahme
mehrerer zweiter elektrischer Drähte W2 mit weiblichen Klemmen (nicht
gezeigt). In Figur 1 ist der Einfachheit halber nur ein Paar von Drähten W1
und W2 gezeigt. Wenn die Steckereinheit 20 und die Aufnahmeeinheit 10
miteinander in Eingriff gebracht werden, werden die ersten und zweiten
elektrischen Drähte W1 und W2 elektrisch durch ihre zueinander passenden
männlichen und weiblichen Klemmen verbunden. Es versteht sich, daß die
Aufnahmeeinheit 10 auch die elektrischen Drähte mit männlichen Klemmen
und die Steckereinheit 20 die elektrischen Drähte mit weiblichen Klemmen
aufnehmen kann. Eine Hebeleinheit 30, die dazu ausgebildet ist, die
Steckereinheit 20 in die Aufnahmeeinheit 10 zu ziehen, ist schwenkbar an der
Aufnahmeeinheit 10 montiert. Die Hebeleinheit 30 ist durch eine Vorspannungs-
Feder 6 in Richtung auf die Rückseite der Aufnahmeeinheit 10 vorgespannt.
Die Vorspannungs-Feder ist an ersten und zweiten Haken 18 und 19
verankert, die an der Aufnahmeeinheit 10 bzw. der Hebeleinheit 30 vorgesehen
sind.
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Die Steckereinheit 20 weist ein Steckergehäuse mit allgemein
quaderförmiger Gestalt auf, das durch gegenüberliegende erste und zweite Stirnflächen
und vier zwischen den ersten und zweiten Stirnflächen verlaufende
Seitenwände gebildet wird. Je zwei Paare der vier Seitenwände liegen einander
gegenüber und bilden rechte und linke Seitenwände sowie obere und untere
Seitenwände. Das Steckergehäuse ist mit mehreren ersten
Klemmenkammern 23 versehen, die sich zwischen den ersten und zweiten Stirnflächen
erstrecken. Der erste Draht W1 ist im Inneren jeder ersten
Klemmenkammer 23 so aufgenommen, daß die männliche Klemme sich an der zweiten
Stirnfläche befindet (in Figur 1 auf der rechten Seite der Steckereinheit 20
gezeigt). Die Steckereinheit 20 ist weiterhin mit zwei Führungsstiften 25
(erste Eingriffsmittel) versehen, die von ihren rechten und linken
Seitenwänden ausgehen.
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Die Aufnahmeeinheit 10 weist ein Aufnahmegehäuse mit einem Gehäuseteil
12 und einem Aufnahmeteil 14 auf, die in einem Stück ausgebildet sind. Der
Gehäuseteil 12 hat eine allgemein quaderförmige Gestalt und wird durch
einander gegenüberliegende erste und zweite Seiten und vier Seitenwände
gebildet, nämlich gegenüberliegende obere und untere Seitenwände und
gegenüberliegende rechte und linke Seitenwände, die sich zwischen den
ersten und zweiten Stirnseiten erstrecken. Der Gehäuseteil 12 ist mit
mehreren zweiten Klemmenkammern 15 versehen, die sich zwischen seinen
ersten und zweiten Stirnseiten erstrecken. Der zweite Draht W2 ist im Inneren
jeder zweiten Klemmenkammer 15 aufgenommen, so daß die weibliche
Klemme sich an der ersten Stirnseite befindet (in Figur 1 auf der linken
Seite des Gehäuseteils 12 gezeigt). An der ersten Stirnseite ist der Gehäuseteil
12 einstückig mit dem Aufnahmeteil 14 verbunden.
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Der Aufnahmeteil 14 hat eine rechteckige röhrenartige Konfiguration und
wird durch vier Seitenwände, gegenüberliegende obere und untere
Seitenwände und gegenüberliegende rechte und linke Seitenwände gebildet, mit
einer Öffnung auf einer Seite, die der ersten Stirnseite des Gehäuseteils 12
gegenüberliegt. Somit bildet der Aufnahmeteil 14 im Inneren einen
Aufnahmeraum 16, der weit und tief genug ist, daß er die Steckereinheit 20
aufnehmen kann.
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Zwei Führungskanäle 17 (zweite Eingriffsmittel) sind in einer vorgegebenen
Höhe in den rechten und linken Seitenwänden des Aufnahmeteils 14
ausgebildet. Die Führungskanäle 17 gehen vom offenen Rand der rechten und
linken Seitenwände 33R und 33L aus, wo Kanal-Einlässe 17I gebildet werden,
in Richtung auf den Gehäuseteil 12, mit einer vorgegebenen Länge. Die
Führungskanäle 17 dienen zur Aufnahme und Führung der Führungsstifte 25,
wenn die Steckereinheit 20 in einer Richtung B in den Aufnahmeraum 16
eingesteckt wird. Der Aufnahmeteil 14 ist mit zwei Gelenkzapfen 14P an den
Außenflächen seiner rechten und linken Seitenwände versehen, die auf einer
Linie X in einer vorgegebenen Position oberhalb der Führungskanäle 17
ausgerichtet sind.
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Der Aufnahmeteil 14 ist weiterhin mit einem länglichen Anschlagelement 13
auf seiner oberen Seitenwand versehen. Das Anschlagelement 13 steht um
eine vorgegebene Länge über die rechte Seitenwand des Aufnahmeteils 14
über, um die Schwenkbewegung der Hebeleinheit 30 zu stoppen und die
Hebeleinheit aufgrund der vorspannenden Kraft der Feder 6 in der Lösestellung
zu fixieren, wie in Figur 1 gezeigt ist. Die Zugkraft der Feder 6 ist stark
genug, die Hebeleinheit 30 entgegen einer Widerstandskraft wie etwa Gewicht
und Drehreibung der Hebeleinheit 30 zu schwenken und die Hebeleinheit 30
in der Lösestellung zu halten. Mit anderen Worten, die Hebeleinheit 30 kann
durch eine geringe Kraft einer Bedienungsperson im Gegenuhrzeigersinn
geschwenkt werden und kann in die in Figur 1 gezeigte Lösestellung
zurückschwenken, wenn eine solche Kraft der Bedienungsperson aussetzt. Deshalb
sind die Schwierigkeiten für die Bedienungsperson beim Betätigen der
Hebeleinheit 30 beim Herstellen der Steckverbindung verringert.
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Die Hebeleinheit 30 weist rechte und linke flache Arme 33R und 33L auf, die
einander gegenüberliegen, sowie ein Verbindungsglied 33C, das die rechten
und linken Arme 33R und 33L verbindet, und ist in einem Stück in einer von
links in Figur 1 gesehen allgemein umgekehrt U-förmlgen Konfiguration
ausgebildet.
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Die Hebeleinheit 30 hat zwei Zapfenlöcher 34, die jeweils in einer
vorgegebenen Position in den Armen 33R und 33L ausgebildet sind. In den inneren
Oberflächen der Arme 33R und 33L sind zwei gekrümmte Führungsnuten 35
(dritte Eingriffsmittel) vorgesehen. Die Führungsnut 35 öffnet sich jeweils am
linken Seitenrand des Armes 33R bzw. 33L und bildet dort einen Nut-Einlaß
35I. Die Führungsnut 35 erstreckt sich von dem Einlaß 35I zu dem
Verbindungsglied 33C und verläuft oberhalb des Loches 34, so daß ihre konkaven
Linien dem linken Seitenrand zugewandt sind.
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Die Hebeleinheit 30 ist so auf dem Aufnahmeteil 14 installiert, daß jeder
Gelenkzapfen 14P drehbar in die Zapfenlöcher 34 eingreift. Somit kann die
Hebeleinheit 30 frei um die Achse X schwenken. Es ist zu bemerken, daß der
Abstand zwischen dem Zapfenloch 34 und dem von der Führungsnut 35 und
dem Führungskanal 17 eingenommenen Raum klein wird, wenn die
Hebeleinheit 30 in der Richtung A geschwenkt wird. Wenn die Hebeleinheit 30
aufwärts geschwenkt wird, wie in Figur 1 gezeigt ist, dreht sich die
Hebeleinheit 30 im Uhrzeigersinn, bis der rechte Arm 33R an dem Anschlagelement
13 (erstes Positioniermittel) anschlägt. Somit wird die Hebeleinheit 30 in
der Lösestellung fixiert, in der der Nut-Einlaß 35I nahezu mit dem Kanal-
Einlaß 17I überlappt, wie am besten in Figur 2 zu erkennen ist.
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In Figur 2 ist der Verbinder mit der durch die Zugfeder 6 in der Lösestellung
gehaltenen Hebeleinheit 30 gezeigt. Weil der Nut-Einlaß 35I mit dem Kanal-
Einlaß 17I ausgerichtet ist, können die Führungsstifte 25 der Steckereinheit
20 präzise in die Einlässe 35I und 17I eingeführt werden, so daß die
Steckereinheit 20 ungehindert in den Aufnahmeraum 16 eintreten kann. Da
die Hebeleinheit 30 selbst dann, wenn sie versehentlich in
Gegenuhrzeigerrichtung geschwenkt wird, durch die Zugfeder 6 automatisch in die
Lösestellung zurückgestellt wird, braucht die Steckereinheit 20 die Hebeleinheit 30
nicht zurückzuschwenken.
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Der Vorgang der Verbindungsherstellung zwischen den Stecker- und
Aufnahmeeinheiten 20 und 10 wird anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben. Wenn
die Aufnahmeeinheit 10 mit der Steckereinheit 20 verbunden wird, wird die
Hebeleinheit 30 zunächst durch die Zugfeder 6 in die Lösestellung
zurückgeschwenkt, wie in Figur 2 gezeigt ist. Am Beginn des Verbindungsvorgangs
werden die Führungsstifte 25 der Steckereinheit 20 in den Nut-Einlaß 35I
der Hebeleinheit 30 und den Kanal-Einlaß 17 der Aufnahmeeinheit 10
eingeführt.
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Dann wird die Hebeleinheit 30 angehoben und im Gegenuhrzeigersinn in
Pfeilrichtung A gedreht, wobei die Führungsnuten 35 die Führungsstifte 25
mit ihrem oberen Rand erfassen und Druck auf sie ausüben. Das
Weiterschwenken der Hebeleinheit 30 führt dazu, daß sich die Führungsstifte 25
längs des Führungskanals 17 nach innen bewegen. Dies liegt daran, daß der
Abstand zwischen dem Loch 34 und dem von der Führungsnut 35 und dem
Führungskanal 17 eingenommenen Raum kürzer wird, wenn sich die
Hebeleinheit 30 in Richtung des Pfeils A dreht, wie oben beschrieben wurde.
Dabei wird die Steckereinheit 20 in die Aufnahmeeinheit 10 gezogen,
wodurch ein zuverlässiger Kontakt zwischen den weiblichen und männlichen
Klemmen der in den Kammern 23 und 15 gehaltenen Drähte W1 und W2
hergestellt wird.
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Wenn die Hebeleinheit 30 danach im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird,
so wird die Steckereinheit 20 tief in den Aufnahmeraum 16 eingesteckt und
mit dem Aufnahmeteil 14 verbunden. Weil die Kraft auf die Arme der
Hebeleinheit
30 ausgeübt wird, die sich auf dem Gelenkzapfen 14 dreht, bewirkt
das Hebelprinzip eine Verringerung der Kraft, die zum Herstellen einer
zuverlässigen Verbindung zwischen den Stecker- und Aufnahmeeinheiten 20
und 10 erforderlich ist, bis die Hebeleinheit 30 eine Eingriffsposition
erreicht, wie in Figur 3 gezeigt ist.
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In Figur 3 ist der Verbinder gezeigt, der durch die in der Eingriffsposition
befindliche Hebeleinheit 30 fest verbunden gehalten wird. Weil die
Verbindungskraft der Einheiten 10 und 20 stark ist, wenn die Aufnahmeeinheit 10
und die Steckereinheit 20 verbunden sind, wird die Hebeleinheit 30 nicht
durch die Zugfeder 6 in Uhrzeigerrichtung aus der Eingriffsposition
herausgeschwenkt.
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Das Lösen der Steckereinheit 20 aus der Aufnahmeeinheit 10 kann wie folgt
ausgeführt werden. Zunächst wird die Hebeleinheit 30 im Uhrzeigersinn aus
der Eingriffsposition herausgeschwenkt, so daß der rechte Seitenrand der
Führungsnuten 35 die Führungsstifte 25 beaufschlagt und die Steckereinheit
20 längs des Führungskanals 17 in der der Richtung B entgegengesetzen
Richtung bewegt. Dann wird die Hebeleinheit 30 durch die Zugfeder 6 in der
Lösestellung gehalten. Wenn dann an der Steckereinheit 20 gezogen wird,
kann sie aus dem Aufnahmeteil 14 der Aufnahmeeinheit 10 austreten, wie in
Figur 2 gezeigt ist.
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Es ist zu bemerken, daß die Hebeleinheit 30 und die Führungsstifte 25 an
der Aufnahmeeinheit 10 vorgesehen sein können. In diesem Fall kann das
eine Ende der Zugfeder 6 an der Steckereinheit 20 verankert sein. Weiterhin
kann die Zugfeder 6 an einem anderen geeigneten Teil als dem rechten
Seitenteil des Verbinders angeordnet sein, beispielsweise in der Mitte oder im
linken Bereich desselben. Das Positionierelement 13 kann an irgendeiner
Stelle des Verbinders vorgesehen sein, die geeignet ist, die Hebeleinheit 30
entgegen der Zugkraft der Zugfeder 6 in der Lösestellung zu halten.
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Da bei einem Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung die Hebeleinheit
30 durch die Zugfeder 6 mit dem Anschlagelement 13 in Berührung gehalten
wird, sind die Nut-Einlässe 35I mit dem Kanal-Einlaß 17I ausgerichtet, so
daß ein Durchlaß für die Führungsstifte 25 gebildet wird. Die Federkraft hält
die Hebeleinheit 30 in der Lösestellung, und selbst wenn die Hebeleinheit 30
versehentlich verschwenkt wird, stellt die Feder 6 die Hebeleinheit 30
automatisch wieder in die korrekte Position zurück. Da weiterhin die Federkraft
so schwach ist, daß sie die Hebeleinheit 30 nur in der Lösestellung hält, kann
die Hebeleinheit 30 mit geringer Kraft betätigt werden.
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Obgleich die vorliegende Erfindung vollständig anhand der bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben worden ist, versteht es sich, daß verschiedene Änderungen und
Abwandlungen für den Fachmann auf der Hand liegen. Solche Änderungen und
Abwandlungen liegen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie
er durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, sofern sie nicht davon
abweichen.