EP0131105B1 - Drehkupplung für Mehrleiterkabel - Google Patents

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EP0131105B1
EP0131105B1 EP84105174A EP84105174A EP0131105B1 EP 0131105 B1 EP0131105 B1 EP 0131105B1 EP 84105174 A EP84105174 A EP 84105174A EP 84105174 A EP84105174 A EP 84105174A EP 0131105 B1 EP0131105 B1 EP 0131105B1
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EP
European Patent Office
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coupling sleeve
rotating joint
joint according
contact springs
connecting piece
Prior art date
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EP84105174A
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English (en)
French (fr)
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EP0131105A1 (de
Inventor
Gerhard Meisel
Rudolf Hahn
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Braun GmbH
Original Assignee
Braun GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64—Devices for uninterrupted current collection

Definitions

  • the invention relates to a rotary coupling for multi-conductor cables according to the preamble of the main claim.
  • Such couplings are known in various designs. They are generally used in electrical devices that are in use - e.g. due to frequent gripping - are exposed to constant or frequent twisting, which would lead to a twisting of the connection cable without such a rotating coupling.
  • the invention overcomes the disadvantages described by a new rotary coupling, which is designed according to the characterizing part of the main claim and which simultaneously optimizes the electrical contacting and the mechanical rotary bearing completely independently of it, and in addition by the releasable locking of the rotating part an unproblematic assembly and interchangeability of the Connection cable is guaranteed.
  • the rotary coupling according to the invention has a coupling sleeve 10 which is generally firmly inserted into the housing of the electrical device to be connected or, in a special embodiment, can also be part of the device housing.
  • the two contact springs 5 and 12 which preferably have the approximately equilateral triangular shape shown in FIG. 4, are firmly inserted into this coupling sleeve 10.
  • the connector 15 inserted concentrically into the coupling sleeve 10 carries two correspondingly arranged slip rings 6 and 7, on which the contact springs 5 and 12 bear in an electrically conductive manner.
  • the kink protection sleeve 1 and the connecting cable 2 guided therein form with the connecting piece 15 an endlessly rotatable structural unit in the coupling sleeve 10.
  • the connector 15 is designed as a rotationally symmetrical body and carries the two slip rings 6 and 7 on cylindrical sections 15.1 and 15.2 of different circumference.
  • the two cylindrical sections mentioned are connected to one another by a conical section 15.3, which facilitates the self-centering insertion of the network-side connector 15 into the device-side coupling sleeve 10 during assembly.
  • the connector 15 is mounted at its two outer ends with large sliding surfaces in the coupling sleeve, with the inner end portion 18 in a recess 10.1 formed in the bottom 10.2 of the coupling sleeve 10, where it is encompassed by an annular bead 16; and with the guide section 4 on the circumferential edge 11 of the coupling sleeve 10 surrounding it.
  • the coupling sleeve 10 and the connector 15 have molded or molded locking elements in the area of their outer bearing formed by the guide section 4 and the edge 11, which lock the connector 15 to the coupling sleeve 10 coaxially rotatable but axially immovable.
  • the coupling sleeve 10 preferably carries, as a latching element, a nose 11.1 encircling the outside of its edge 11 and the connector 15 a molded-on fastening ring 3 which overlaps this nose 11.1. It has proven expedient to design the fastening ring 3 in such a way that it encircling locking lug 11.1 engages only at individual sections 17 and that it can be radially elastically deflected or stretched at these sections 17.
  • the later disassembly can be made even easier by the fact that the fastening ring 3 in the area of the sections 17 has recesses 17.1 on its outside for inserting unlocking means - for example a simple lever tool.
  • the - as already mentioned - preferably approximately triangular contact springs 5 and 12, the corners of which are expediently adapted to the inner rounding of the coupling sleeve 10, each have a connecting lug 13 and 14, which are parallel to the coupling axis through corresponding recesses in the bottom 10.1 of the coupling sleeve 10 extend and to which the device-side electrical conductor connections are connected - for example can be soldered on.
  • the connecting lugs 13 and 14 preferably start from one of the three rounded corners of the contact springs, while the contact springs are divided at one of the other two rounded corners, so that their free ends opposite each other at this division can spring together and the contact springs can be elastically deformed overall are.
  • the contact springs can be deflected radially in the region of their legs lying between the rounded corners, since they are supported only on the coupling sleeve 10 with the rounded corners and the legs run straight and freely through the interior of the coupling sleeve.
  • the inner radius of the contact springs can initially be dimensioned somewhat smaller than the outer radius of the slip rings, and when the connector with the slip rings is inserted axially into the coupling sleeve with the contact springs, each of the three contact spring legs is pressed radially outward in the shape of an arc, the resulting elastic restoring force thereby being one uniform contact pressure against the slip rings and thus a good electrical contact to the slip rings evenly distributed over the three legs.
  • the contact springs 5 and 12 on the edges of their legs 19, 20 and 21 facing the cable feed have outwardly bent sliding tabs 22, 23 and 24, which axially insert the connector 15 into the coupling sleeve and the associated radial expansion of the contact springs in that the slip rings 5 and 12 first place on the slopes of these sliding tabs and slide on them into the contact springs.
  • the axial centering achieved during assembly by the triangular shape of the contact springs 5 and 12 can be further improved in that the two equilateral-triangular contact springs are rotated relative to one another by an angle of 60 °. This arrangement also ensures that the connecting lug 14 of the contact spring 5 can be guided past the contact spring 12 at a sufficient safety distance.
  • a particular advantage of the present invention has been found to be that a rotary coupling that is reliable under all practical conditions can be realized, which has exceptionally small external dimensions and nevertheless allows the transmission of relatively high electrical powers. Furthermore, the particularly smooth and wear-resistant rotary bearing of the coupling according to the invention should be emphasized.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Drehkupplung für Mehrleiterkabel gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Derartige Kupplungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie werden im allgemeinen in elektrischen Geräten verwendet, die im Gebrauch - z.B. durch häufiges Umgreifen - einem ständigen oder häufigen Verdrehen ausgesetzt sind, was ohne eine solche Drehkupplung zu einer Verdrillung des Anschlusskabels führen würde.
  • Da derartige Drehkupplungen im Gebrauch ständig einer starken Beanspruchung ausgesetzt sind, müssen sowohl ihre Drehlagerung als auch ihre elektrischen Kontaktmittel hohen Anforderungen genügen. Ausserdem müssen sie - insbesondere da sie in grossen Stückzahlen hergestellt werden - kostengünstig produzierbar und montierbar sein, und ferner sollten sie tunlichst die Möglichkeit bieten, das besonders stark beanspruchte Anschlusskabel beim Bruch eines seiner elektrischen Leiter leicht auswechseln zu können.
  • Die bisher bekannten Drehkupplungen erfüllen diese Forderungen nur teilweise und sind deshalb unbefriedigend: Bei den aus den DE-C-2511 294 und DE-C-2813139 bekannten Drehkupplungen erfolgt die endlos drehbare elektrische Kontaktierung über einen zentralen Kontaktstift, dem ein entsprechender federnder Mittenkontakt gegenüberliegt. Dabei dient der besagte zentrale Kontaktstift zusätzlich zur einseitigen Drehlagerung des kabelseitigen Kupplungsteiles, was ihn offensichtlich erheblich mechanisch belastet und wodurch seine elektrische Funktionssicherheit beeinträchtigt werden kann. Auch bei den aus der DE-A-2507965 und dem DE-U-71 40600 bekannten Lösungsvorschlägen, die zur Stromabnahme an den besagten zentalen Kontaktstiften tangential anliegende, U-förmige Federkontakte vorsehen, sind die Kontaktstifte durch ihre zusätzliche Drehlager-Funküon mechanisch belastet.
  • Die Erfindung überwindet die geschilderten Nachteile durch eine neue Drehkupplung, die gemäss dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ausgebildet ist und die gleichzeitig die elektrische Kontaktierung und von dieser völlig unabhängig die mechanische Drehlagerung optimiert, wobei ausserdem durch die lösbare Steckarretierung des Drehteiles eine unproblematische Montage und Auswechselbarkeit des Anschlusskabels gewährleistet ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Drehkupplung, zum Teil als Längsschnitt,
    • Figur 2 das in die Drehkupplung mündende Kabelende mit der Knickschutztülle in perspektivischer Ansicht sowie die mit den Leiterenden verbundenen Schleifringe der Drehkupplung, die zur Verdeutlichung im Längsschnitt dargestellt sind,
    • Figur 3 einen Längsschnitt durch das komplette Drehteil der Kupplung und
    • Figur 4 eine Draufsicht (in Achsrichtung von der Kabelseite aus gesehen) auf eine in der erfindungsgemässen Drehkupplung vorzugsweise verwendete Kontaktfeder in stark vergrösserter Darstellung.
  • Wie Figur 1 erkennen lässt, weist die erfindungsgemässe Drehkupplung eine Kupplungshülse 10 auf, die im allgemeinen in das Gehäuse des anzuschliessenden Elektrogerätes fest eingesetzt ist oder aber auch in einer besonderen Ausführungsform Bestandteil des Gerätegehäuses sein kann. In diese Kupplungshülse 10 sind die beiden Kontaktfedern 5 und 12, die vorzugsweise die in Figur 4 dargestellte, annähernd gleichseitigdreieckige Form besitzen, fest eingesetzt. Das in die Kupplungshülse 10 konzentrisch eingesetzte Anschlussstück 15 trägt zwei entsprechend angeordnete Schleifringe 6 und 7, an denen die Kontaktfedern 5 und 12 elektrisch leitend anliegen. Die Knickschutztülle 1 und das darin geführte Anschlusskabel 2 bilden mit dem Anschlussstück 15 eine in der Kupplungshülse 10 endlos drehbare Baueinheit.
  • Das Anschlussstück 15 ist als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet und trägt die zwei Schleifringe 6 und 7 auf zylindrischen Abschnitten 15.1 und 15.2 unterschiedlichen Umfangs. Die beiden genannten zylindrischen Abschnitte sind durch einen konischen Abschnitt 15.3 miteinander verbunden, was das selbstzentrierende Einsetzen des netzseitigen Anschlussstückes 15 in die geräteseitige Kupplungshülse 10 bei der Montage erleichtert.
  • Das Anschlussstück 15 ist an seinen beiden äusseren Enden mit grossen Gleitflächen in der Kupplungshülse gelagert, und zwar mit dem inneren Endabschnitt 18 in einer in den Boden 10.2 der Kupplungshülse 10 eingeformten Vertiefung 10.1, wo er von einer ringförmigen Wulst 16 umfasst wird; und mit dem Führungsabschnitt 4 an dem diesen umschliessenden umlaufenden Rand 11 der Kupplungshülse 10.
  • Die Kupplungshülse 10 und das Anschlussstück 15weisen im Bereich ihrer durch den Führungsabschnitt 4 und den Rand 11 gebildeten äusseren Lagerung an- oder eingeformte Rastelemente auf, die das Anschlussstück 15 zur Kupplungshülse 10 koaxial drehbar, aber axial unverschiebbar arretieren. Vorzugsweise trägt die Kupplungshülse 10 zu diesem Zweck als Rastelement eine an der Aussenseite ihres Randes 11 umlaufende Nase 11.1 und das Anschlussstück 15 einen angeformten, diese Nase 11.1 übergreifenden Befestigungsring 3. Dabei hat es sich als zweckmässig erwiesen, den Befestigungsring 3 so auszubilden, dass erdie umlaufende Rastnase 11.1 nur an einzelnen Abschnitten 17 rastend übergreift und dass er an diesen Abschnitten 17 radial elastisch auslenkbar oder dehnbar ist. Hierdurch wird die Montage erleichtert und gleichzeitig eine spätere Demontage ermöglicht. Die spätere Demontierbarkeit kann noch dadurch erleichtert werden, dass der Befestigungsring 3 im Bereich der Abschnitte 17 an seiner Aussenseite Ausnehmungen 17.1 zum Einsetzen von Entriegelungsmitteln - beispielsweise eines einfachen Hebelwerkzeuges - aufweist.
  • Die - wie bereits erwähnt - vorzugsweise etwa dreieckförmigen Kontaktfedern 5 und 12, deren Ecken zweckmässigerweise durch Abrundung an die Innenrundung der Kupplungshülse 10 angepasst sind, weisen je eine Anschlussfahne 13 und 14 auf, die sich parallel zur Kupplungsachse durch entsprechende Ausnehmungen im Boden 10.1 der Kupplungshülse 10 erstrecken und an die die geräteseitigen elektrischen Leiteranschlüsse angeschlossen - z.B. angelötet - werden können. Die Anschlussfahnen 13 bzw. 14 gehen vorzugsweise von einer der drei abgerundeten Ecken der Kontaktfedern aus, während die Kontaktfedern an einer der beiden anderen abgerundeten Ecken geteilt sind, so dass ihre an dieser Teilung einander gegenüberliegenden freien Enden elastisch zueinanderfedern können und die Kontaktfedern insgesamt elastisch verformbar sind. Zusätzlich sind die Kontaktfedern im Bereich ihrer zwischen den abgerundeten Ecken liegenden Schenkel radial auslenkbar, da sie sich nur mit den abgerundeten Ekken an der Kupplungshülse 10 abstützen und die Schenkel geradlinig frei durch den Innenraum der Kupplungshülse verlaufen. Infolgedessen kann der Innenradius der Kontaktfedern zunächst etwas kleiner bemessen sein als der Aussenradius der Schleifringe, und beim axialen Einsetzen des Anschlussstückes mit den Schleifringen in die Kupplungshülse mit den Kontaktfedern wird jeder der drei Kontaktfederschenkel radial bogenförmig nach aussen gedrückt, wobei ihre hierdurch entstehende elastische Rückstellkraft einen gleichmässigen Anpressdruck gegen die Schleifringe und damit einen guten, gleichmässig auf die drei Schenkel verteilten elektrischen Kontakt zu den Schleifringen erzeugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kontaktfedern 5 und 12 an den der Kabelzuführung zugewandten Kanten ihrer Schenkel 19, 20 und 21 nach aussen gebogene Gleitlaschen 22, 23 und 24 auf, die das axiale Einsetzen des Anschlussstückes 15 in die Kupplungshülse und die damit verbundene radiale Aufweitung der Kontaktfedern dadurch erleichtern, dass die Schleifringe 5 bzw. 12 zunächst auf den Schrägen dieser Gleitlaschen aufsetzen und auf ihnen in die Kontaktfedern hineingleiten.
  • Die durch die Dreiecksform der Kontaktfedern 5 und 12 erzielte axiale Zentrierung während der Montage kann noch dadurch verbessert werden, dass die beiden gleichseitig-dreieckigen Kontaktfedern um einen Winkel von 60° gegeneinander verdreht angeordnet sind. Ausserdem ist bei dieser Anordnung gewährleistet, dass die Anschlussfahne 14 der Kontaktfeder 5 in einem hinreichenden Sicherheitsabstand von der Kontaktfeder 12 an dieser vorbeigeführt werden kann.
  • Als ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass damit eine unter allen Praxisbedingungen betriebssichere Drehkupplung realisierbar ist, die aussergewöhnlich kleine Aussenabmessungen aufweist und trotzdem die Übertragung verhältnismässig hoher elektrischer Leistungen gestattet. Ferner ist die besonders leichtgängige und verschleissbeständige Drehlagerung der erfindungsgemässen Kupplung hervorzuheben.

Claims (14)

1. Drehkupplung für Mehrleiterkabel, bestehend aus einer die geräteseitigen Leiteranschlüsse enthaltenden Kupplungshülse (10) und einem an dieser drehbar gelagerten, das Kabelende (2) und dessen Leiteranschlüsse über eine Knickschutztülle (1) aufnehmenden, im wesentlichen rotationssymmetrischen Anschlussstück (15), wobei zur Kontaktierung der geräteseitigen und der kabelseitigen Leiter Schleifringe (6, 7) unterschiedlichen Durchmessers und an diesen anliegende Kontaktfedern (5, 12) in axial versetzter Anordnung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (15) insgesamt axial in die Kupplungshülse (10) hineingesteckt und darin lösbar arretiert und an seinen beiden axialen Enden mittels Lagerelementen (4, 18, 11, 16) in der Kupplungshülse (10) drehbar gelagert ist, wobei die Schleifringe (6, 7) am Anschlussstück (15) und die Kontaktfedern (5, 12) an der Kupplungshülse (10) jeweils axial zwischen den Lagerelementen (4, 18, 11, 16) angeordnet sind.
2. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als inneres, dem Gerät zugewandtes Drehlager eine den zylindrischen Endabschnitt (18) des Anschlussstückes (15) umschliessende, an den Boden (10.2) der Kupplungshülse (10) angeformte ringförmige Wulst (16) und als äusseres, dem Anschlusskabel zugewandtes Drehlager der den Führungsabschnitt (4) des Anschlussstückes (15) umschliessende Rand (11) der Kupplungshülse (10) dient.
3. Drehkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie an der Kupplungshülse (10) und am Anschlussstück (15) im Bereich von deren gegenseitiger äusserer Lagerung (4, 11) an- oder eingeformte Rastelemente aufweist, die das Anschlussstück (15) zur Kupplungshülse (10) koaxial drehbar, aber axial unverschiebbar arretieren.
4. Drehkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (10) als Rastelement eine an der Aussenseite ihres Randes (11) umlaufende Nase (11.1) und das Anschlussstück (15) einen diese Nase (11.1) übergreifenden Befestigungsring (3) aufweist.
5. Drehkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (3) die umlaufende Rastnase (11.1) nur an einzelnen Abschnitten (17) rastend übergreift, an denen er radial elastisch auslenkbar oder dehnbar ist.
6. Drehkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (3) im Bereich der Abschnitte (17) an seiner Aussenseite Ausnehmungen (17.1 ) zum Einsetzen von ihn radial auslenkenden Entriegelungsmitteln aufweist.
7. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Anschlussstückes (15) sich in den zwischen den Schleifringen (6, 7) liegenden Abschnitt (15.3) vom Durchmesser des geräteseitigen, kleineren Schleifringes (7) auf den Durchmesser des kabelseitigen, grösseren Schleifringes (6) konisch erweitert.
8. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (5, 12) im wesentlichen gleichseitig-dreieckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Schleifringe (6, 7) alle drei Dreiecksschenkel (19. 20,21) von innen leitend berühren.
9. Drehkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im wesentlichen dreiekkige Querschnitt der Kontaktfedern (5, 12) abgerundete Ecken aufweist.
10. Drehkupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (5, 12) im Bereich einer ihrer Ecken je eine Kontaktfahne (14,13) aufweisen und im Bereich einer anderen Ecke offen sind.
11. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dassdie Kontaktfedern (5, 12) kraft- und formschlüssig in der Kupplungshülse (10) gehaltert sind.
12. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (5, 12) an den der Kabelzuführung zugewandten Kanten ihre Schenkel (19, 20, 21) nach aussen gebogene Gleitlaschen (22, 23, 24) aufweisen.
13. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die etwa dreieckigen Kontaktfedern (5, 12) zueinander um 60° verdreht angeordnet sind.
14. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (10) Teil des Gehäuses eines Elektrogerätes ist.
EP84105174A 1983-05-18 1984-05-08 Drehkupplung für Mehrleiterkabel Expired EP0131105B1 (de)

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DE3318057A DE3318057A1 (de) 1983-05-18 1983-05-18 Drehkupplung fuer mehrleiterkabel

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EP0131105A1 EP0131105A1 (de) 1985-01-16
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