EP1959523B1 - Kodiereinrichtung für Steckverbinder - Google Patents

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EP1959523B1
EP1959523B1 EP08002414.4A EP08002414A EP1959523B1 EP 1959523 B1 EP1959523 B1 EP 1959523B1 EP 08002414 A EP08002414 A EP 08002414A EP 1959523 B1 EP1959523 B1 EP 1959523B1
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EP
European Patent Office
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encoding
plug
coding
plug body
connector
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EP08002414.4A
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English (en)
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EP1959523A1 (de
Inventor
Jean-Merri De Vanssay
Alexandre Mermaz
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Harting Electric Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting Electric GmbH and Co KG
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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
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/64—Means for preventing incorrect coupling
    • H01R13/645—Means for preventing incorrect coupling by exchangeable elements on case or base

Definitions

  • the invention relates to a coding device for avoiding mishaps in connectors, wherein the connectors each have a plug body in which electrical contacts and coding elements are arranged, and wherein the electrical contacts are arranged in openings on both sides of the coding.
  • Such an encoder is needed to prevent mismating within a system of like connectors.
  • an encoder for two mutually complementary plugs is known, one of which is provided with at least one first coding element and the other with at least one complementary thereto second coding, wherein at least one of the plug comprises a housing with a clip-on over which at least one of the coding elements is arranged ,
  • the shows EP-A-0 354 582 a multi-pin connector having a device for coding the two appliance connectors, prismatic Codierchane are provided, on the one hand have a six- or octagonal section and on the other hand, an approximately half-section.
  • the halved cross section in each case to plug side, so that only with a corresponding angular position of the two a plug is possible.
  • a coding for a unilaterally connected rotatable or pivotable socket and pin header provided.
  • the coding device is arranged near the pivot point of the plug-in device, and is provided on one side with a pin and on the other side with a pin receptacle, which engage in the closing of the plug-in device.
  • each coding part is mounted in a turntable and locked within predetermined pivoting ranges in a trained as a sprocket Codteililfact.
  • the DE 25 32 885 A1 shows an encryptable connector, consisting of two relative to each other uniquely performed complementary parts, each with at least one encryption device.
  • the encryption element embodied as a block in different forms has in each case complementary mating sides in the form of matching bevels, each of which can be used in a chamber provided for this purpose of the female and male connector part.
  • each coding pin comprises a plurality of predetermined, about the Codierchanachse rotated angular positions in a receptacle of a connector component insertable mounting portion and a Codierabites which can be overlapped with a Codierabrough a second Codierroches.
  • the invention is based, to ensure a simple, unmistakable and codable plug for a connector of plug-in hybrid connector having power contacts as well as signal contacts the task.
  • each plug body has a slot opening in which a sheet-like coding element can be inserted, that the two coding elements have mutually interlocking coding structures on the plug side, which ensure unmistakable plugging, and in that the coding structures aligned in the insertion direction of the coding elements have vertical, horizontal, oblique and curvilinear portions in different variations at their outer edges that abut each other with an exact fit.
  • the electrical contacts receiving the plug body is provided on the mating side with a slot opening into which the advantageous area-shaped coding elements are inserted and latched.
  • the outer edges of the coding abut each other during the mating process accurately.
  • the increased distance with the additional air gap contributes to a favorable signal separation.
  • the plug contacts and the coding structures of the coding elements are protected by a correspondingly formed metallic shielding sleeve surrounding the plug body.
  • a V-shaped polarization is formed in the shielding sleeve, which initially ensures a correct insertion position of the two connectors during insertion, while the complementary coding ensure that exactly these two connectors are correctly plugged together in a plurality of possible connectors.
  • the Fig. 1 shows a trained according to the so-called push-pull principle connector 1 in a side view.
  • the shielding sleeve 16 is arranged on a plug body 10 which receives the electrical contacts.
  • FIG. 2 is shown in an isometric view of the plug connector 1 matching mating connector 5, the plug body 10 is disposed in a flange 6.
  • three juxtaposed electrical contacts 28 are provided for a current / voltage transmission, as well as four other signal contacts 29, which are separated in pairs by an enlarged central distance recognizable.
  • the contacts are disposed within openings 26 and 27 in the plug body 10, 10 '.
  • a slot opening 12 is provided on the mating side, which is provided for receiving a planar coding element 20.
  • the rectangular, insulating plug body 10 is surrounded by a shielding sleeve 16, whose interface extends in a V-shaped, central groove 18 between the paired signal contacts 29.
  • the groove is initially provided for polarization for a correct connection of the two connectors 1, 5.
  • the coding element 20 may have different geometric shapes on its mating side. Possible are simple horizontally and vertically arranged outer edges, as well as oblique and curve-like shapes. It is only important that the outer edges provided for encoding during mating process accurately fit together to prevent mis-insertion of two connectors 1 and 5.
  • the coding element 20 is in each case inserted into the plug-side slot opening 12 and latched in the plug body 10 by means of latching hooks 24, the coding structures 22 protruding partially from the plug body.
  • plug body 10 is in addition to the slot opening 12 for the coding element 20, in each case a passage 13, provided for the two latching hooks 24.
  • the ends of the through-channels 13 each have a latching edge 15, on which the latching hooks 24 of the coding element 20 latch.
  • the locking edges 15 are formed in a recessed recess 14 of the rear plug body such, so that the latching hooks survive only minimally over the housing end.
  • the coding element 20 can be replaced by the latching hooks 24 are compressed, and the coding element from the passageways 13 and the slot opening 12 is pulled out.
  • the connector 2 which is normally formed with the flange housing 6, is provided at the rear with the printed circuit board 8, on which the current / voltage contacts 28, the signal contacts 29 and the connection pins 17 of the shielding sleeve 16 are soldered.
  • additional mounting pins 19 are provided, which are inserted into corresponding holes and hold the plug body to the soldering to the circuit board.
  • the Fig. 4 shows a plug connection between the push-pull connector 1 and the mating connector 5 in the flange 6, wherein only the coding of the two coding elements 20 and 20 'in the connector 2 and the connector 1 are authoritative shown here.
  • the coding structures 22, 22 ' protrude approximately centrally from each of the plug bodies 10, 10' and protrude into the respectively oppositely arranged part.
  • FIG. 5 are some surface-shaped embodiments for paired together coding elements 20, 20 'with the molded locking hooks 24, 24' are shown, which can have in principle by means of straight, vertical, horizontal, oblique and curved lines an arbitrary amount of matching coding structures 22, 22 '.

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

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kodiereinrichtung zur Vermeidung von Fehlsteckungen bei Steckverbindern, wobei die Steckverbinder jeweils einen Steckerkörper aufweisen in denen elektrische Kontakte sowie Kodierelemente angeordnet sind, und wobei die elektrischen Kontakte in Öffnungen beidseitig der Kodierelemente angeordnet sind.
  • Eine derartige Kodiereinrichtung wird benötigt, um eine Fehlsteckung innerhalb eines Systems von gleichartigen Steckverbindern zu verhindern.
    • Stand der Technik
  • Aus der DE 298 23 719 U1 ist eine Kodiereinrichtung für zwei zueinander komplementäre Stecker bekannt, deren einer mit wenigstens einem ersten Kodierelement und deren anderer mit wenigstens einem dazu komplementären zweiten Kodierelement versehen ist, wobei wenigstens einer der Stecker ein Gehäuse mit einem aufsteckbaren Überwurfumfasst, an dem wenigstens eines der Kodierelemente angeordnet ist.
  • Des weiteren ist in der US-A-5 254 019 ein konfigurierbarer, kodierbarer elektrischer Steckverbinder gezeigt, bei dem in einer ersten Steckverbinderhälfte jeweils zwei rechteckig ausgeführte Schlüsselstifte in jeweils einem quadratisch ausgeführten Fenster einer Befestigungsvorrichtung so ausgerichtet sind, dass sie mit rechteckig ausgeführten Schlüsselstiften, die ebenfalls in quadratischen Fenstern in einer zweiten Befestigungsvorrichtung einer zweiten Steckverbinderhälfte derartig angeordnet sind, dass beim Zusammenfügen der beiden Steckverbinder, die Schlüsselstifte der ersten Steckverbinderhälfte mit den Schlüsselstiften der zweiten Steckverbinderhälfte jeweils in den Fenstern der beiden Steckverbinderhälften passgenau zusammentreffen.
  • In der DE 86 20 526 U1 ist ein Steckverbinder mit leistenförmigen Isolierstoffkörpern gezeigt, in denen im mittleren Bereich in einer zweizeiligen Anordnung eine Kodiervorrichtung vorgesehen ist, wobei die eine Anordnung runde Durchgangsöffnungen aufweist, und die andere abtrennbare Stifte, die in entsprechende Ausnehmungen eintauchen.
  • Weiterhin zeigt die EP-A-0 354 582 eine mehrpolige Steckverbindung, mit einer Vorrichtung zur Codierung der beiden Gerätestecker aufweist, wobei prismatische Codierstifte vorgesehen sind, die einerseits einen sechs- oder achtkantigen Abschnitt aufweisen und andererseits einen etwa halbierten Querschnitt. Dabei zeigt der halbierte Querschnitt jeweils zu Steckseite, so dass nur bei einer entsprechenden Winkelstellung der beiden eine Steckung möglich ist.
  • Weiterhin ist in der GB-A-2 262 001 eine Kodierung für eine einseitig verbundene dreh- bzw. schwenkbare Buchsen- und Stiftleiste vorgesehen. Wobei die Kodiervorrichtung nahe des Drehpunktes der Steckvorrichtung angeordnet ist, und auf der einen Seite mit einem Zapfen und auf der anderen Seite mit einer Zapfenaufnahme versehen ist, die beim Schließen der Steckvorrichtung ineinander greifen. Dabei ist jedes Kodierteil in einem Drehkranz gelagert und innerhalb vorbestimmter Schwenkbereiche in einer als Zahnkranz ausgebildeten Kodierteilaufnahme arretierbar.
  • Die DE 25 32 885 A1 zeigt eine verschlüsselbare Steckverbindung, bestehend aus zwei relativ zueinander eindeutig geführten komplementären Teilen mit je mindestens einem Verschlüsselungsorgan. Wobei das als Block in unterschiedlichen Formen ausgeführte Verschlüsselungsorgan jeweils komplementäre Steckseiten in Form von zueinander passenden Schrägen aufweist, die jedes in einer dazu vorgesehenen Kammer des weiblichen und männlichen Steckverbinderteiles einsetzbar sind.
  • Und in der DE 298 09 931 U1 ist ein Codierstiftsystem für Steckverbinder mit mindestens zwei übersteckbaren Codierstiften gezeigt, wobei jeder Codierstift einen in mehreren vorbestimmten, um die Codierstiftachse gedrehten Winkellagen in einer Aufnahmevorrichtung eines Steckverbinderbauteiles einsetzbaren Befestigungsabschnitt und einen Codierabschnitt umfasst, der mit einem Codierabschnitt eines zweiten Codierstiftes übersteckbar ist.
  • Nachteilig wirkt sich bei den bekannten Kodiereinrichtungen aus, dass diese häufig erst nachträglich für den Steckverbindertyp konzipiert sind, und somit meist Hilfslösungen darstellen.
    • Aufgabenstellung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Steckverbindung von zu steckende Hybridsteckverbinder, die Leistungskontakte wie auch Signalkontakte aufweist, eine einfache, unverwechselbare und kodierbare Steckung sicherzustellen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass jeder Steckerkörper eine Schlitzöffnung aufweist, in der ein flächenförmiges Kodierelement einfügbar ist,
    dass die beiden Kodierelemente steckseitig gegenseitig ineinandergreifende Kodierstrukturen aufweisen, die ein unverwechselbares Stecken sicherstellen, und
    dass die in Steckrichtung ausgerichteten Kodierstrukturen der Kodierelemente an ihren passgenau aneinanderstoßenden Außenkanten senkrechte, waagrechte, schräge sowie kurvenförmige Anteile in unterschiedlichen Variationen aufweisen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 - 4 angegeben.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit einer relativ einfachen Ausgestaltung mittels geraden, senkrechten, waagrechten, schrägen und gebogenen Linienführungen prinzipiell eine beliebige Menge an Kodierstrukturen für gegenseitig steckbare Kodierelemente, eingefügt in den Steckerkörper, zweier miteinander zu verbindender Steckverbinder zulassen.
  • Dazu ist der die elektrischen Kontakte aufnehmende Steckerkörper auf der Steckseite mit einer Schlitzöffnung versehen, in die die vorteilhaft flächenförmig ausgebildeten Kodierelemente eingefügt und verrastet sind.
  • Dabei stoßen die Außenkanten der Kodierelemente beim Steckvorgang passgenau aneinander.
  • Ober- und unterhalb der Schlitzöffnung sind elektrische Kontakte, getrennt nach Signalkontakten und Strom/Spannungskontakten angeordnet.
  • Dabei trägt der vergrößerte Abstand mit dem zusätzlichen Luftspalt zu einer günstigen Signaltrennung bei.
  • Die nur unwesentlich größer als die scheibenförmigen Kodierelemente geformten Schlitzöffnungen sind mit Durchgriffskanälen versehen, durch die an den Kodierelementen angeformte Rasthaken geführt sind, die an Rastkanten an der Kabelanschlussseite des jeweiligen Steckerkörpers verrastbar sind. Dabei können verrastete Kodierelemente auch wieder aus den Schlitzöffnungen entfernt oder ausgetauscht werden.
  • Zu ihrem Schutz sind die Steckkontakte und die Kodierstrukturen der Kodierelemente, die aus dem Steckerkörper hervorragen, durch eine entsprechend ausgebildete, den Steckerkörper umgebende metallische Abschirmhülse geschützt.
  • Dabei ist in der Abschirmhülse eine V-förmige Polarisierung eingeformt, die zunächst eine korrekte Steckposition der beiden Steckverbinder beim Steckvorgang sicherstellt, während die sich ergänzenden Kodierelemente gewährleisten, dass genau diese beiden Steckverbinder bei einer Mehrzahl von möglichen Steckverbindungen korrekt zusammensteckbar sind.
    • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Steckverbinder in einer Seitenansicht,
    Fig. 2
    einen als Flanschgehäuse ausgebildeten Steckverbinder,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch den Steckverbinder im Flanschgehäuse,
    Fig. 4
    einen Schnitt durch eine gesteckte Verbindung der beiden Steckverbinder aus Fig. 1 und Fig. 2, und
    Fig. 5
    mehrere Varianten von Kodierelementen.
  • Die Fig. 1 zeigt einen nach dem so genannten Push-Pull-Prinzip ausgebildeten Steckverbinder 1 in einer Seitenansicht.
  • Dabei ist ein Teil eines die elektrischen Kontakte 28, 29 umgebende Abschirmhülse 16 gebrochen dargestellt ist, so dass noch die Spitze eines erfindungsgemäßen Kodierelementes 20 sichtbar ist. Dabei ist der Signalkontakt 29 nicht sichtbar.
  • Innerhalb einer verschiebbaren Außenhülse 2 ist die Abschirmhülse 16 auf einem Steckerkörper 10 angeordnet, der die elektrischen Kontakte aufnimmt.
  • In der Fig. 2 ist in einer isometrischen Darstellung ein zum Steckverbinder 1 passender Gegenstecker 5 dargestellt, dessen Steckerkörper 10 in einem Flanschgehäuse 6 angeordnet ist.
  • In dem Steckerkörper 10 sind drei nebeneinander angeordnete elektrische Kontakte 28 für eine Strom/Spannungsübertragung vorgesehen, sowie vier weitere Signalkontakte 29, die paarweise getrennt durch einen vergrößerten mittigen Abstand erkennbar sind. Die Kontakte sind innerhalb von Öffnungen 26 und 27 im Steckerkörper 10, 10' angeordnet.
  • Zwischen den unterschiedlichen ausgeführten elektrischen Kontakten ist auf der Steckseite eine Schlitzöffnung 12 vorgesehen, die zur Aufnahme eines flächenartigen Kodierelementes 20 vorgesehen ist.
  • Der rechteckige, isolierende Steckerkörper 10 ist von einer Abschirmhülse 16 umgeben, deren Nahtstelle in einer V-förmigen, mittigen Nut 18 zwischen den paarweise angeordneten Signalkontakten 29 verläuft.
  • Dabei ist die Nut zunächst zur Polarisierung für eine korrekte Steckung der beiden Steckverbinder 1, 5 vorgesehen.
  • Rückseitig sind die elektrischen Kontakte mit einer Leiterplatte 8 verbunden. Das Kodierelement 20 kann auf seiner Steckseite unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Möglich sind einfache waagerecht und senkrecht angeordnete Außenkanten, wie auch schräge und kurvenähnliche Formen. Wichtig ist nur, dass die zur Kodierung vorgesehenen Außenkanten beim Steckvorgang passgenau aneinander stoßen, um eine Fehlsteckung von zwei Steckverbindern 1 und 5 zu unterbinden.
  • Aus der Schnittdarstellung des Steckerkörpers 10 in der Fig. 3, durch die Ebene des Kodierelementes, ist die Lage und Befestigung des Kodierelementes 20 am Beispiel des Steckverbinders 5 ohne das umgebende Flanschgehäuse 6 gezeigt.
  • Das Kodierelement 20 wird jeweils in die steckseitige Schlitzöffnung 12 eingesetzt und verrastet im Steckerkörper 10 mittels Rasthaken 24, wobei die Kodierstrukturen 22 teilweise aus dem Steckerkörper hervorragen.
  • Im Steckerkörper 10 ist dazu neben der Schlitzöffnung 12 für das Kodierelement 20, jeweils ein Durchgangskanal 13, für die beiden Rasthaken 24 vorgesehen.
  • Anschlussseitig, zu der Leiterplatte 8 bzw. generell auch bei einem anzuschließenden elektrischen Kabel beim Steckverbinder 1, weisen die Enden der Durchgangskanäle 13 jeweils eine Rastkante 15 auf, an der die Rasthaken 24 des Kodierelementes 20 verrasten.
  • Dabei sind die Rastkanten 15 in einer vertieften Ausnehmung 14 des rückseitigen Steckerkörpers derartig eingeformt, so dass die Rasthaken nur minimal über das Gehäuseende überstehen.
  • So lange der Steckverbinder noch nicht auf der Leiterplatte 8 verlötet ist, kann das Kodierelement 20 ausgewechselt werden, indem die Rasthaken 24 zusammengedrückt werden, und das Kodierelement aus den Durchgangskanälen 13 und der Schlitzöffnung 12 herausgezogen wird.
  • Der regulär mit dem Flanschgehäuse 6 ausgebildete Steckverbinder 2 ist rückseitig mit der Leiterplatte 8 versehen, auf der die Strom/Spannungskontakte 28, die Signalkontakte 29 und die Anschlussstifte 17 der Abschirmhülse 16 verlötet werden.
  • Wobei zur Montage auf der Leiterplatte 8 an dem Steckerkörper 10 zusätzlich Montagestifte 19 vorgesehen sind, die in entsprechende Bohrungen eingesetzt werden und den Steckerkörper bis zur Verlötung mit der Leiterplatte zusammenhalten.
  • Die Fig. 4 zeigt eine Steckverbindung zwischen dem Push-Pull-Steckverbinder 1 und dem Gegenstecker 5 in dem Flanschgehäuse 6, wobei hier nur die Kodierung der beiden Kodierelemente 20 und 20' im Steckverbinder 2 und im Steckverbinder 1 maßgebend dargestellt sind.
  • Dabei ist auch erkennbar, dass die Kodierstrukturen 22, 22' etwa mittig aus jedem der Steckerkörper 10, 10' hervorragen und in den jeweils gegenüberliegend angeordneten Teil hineinragen.
  • In der Fig. 5 sind einige flächenförmige Ausführungsbeispiele für paarweise zusammenfügbare Kodierelemente 20, 20' mit den angeformten Rasthaken 24, 24' dargestellt, die mittels gerader, senkrechter, waagrechter, schräger und gebogener Linienführungen prinzipiell eine beliebige Menge an passenden Kodierstrukturen 22, 22' aufweisen können.

Claims (4)

  1. Kodiereinrichtung eines Systems von gleichartigen Steckverbindern zur Vermeidung von Fehlsteckungen bei Steckverbindern, wobei die Steckverbinder (1, 5) jeweils einen Steckerkörper (10 10') aufweisen in denen elektrische Kontakte (28, 29) sowie Kodierelemente (20, 20') angeordnet sind, und wobei die elektrischen Kontakte (20, 20') in Öffnungen (26, 27) beidseitig der Kodierelemente (20, 20') angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass jeder Steckerkörper (10, 10') eine Schlitzöffnung (12) aufweist, in der ein flächenförmiges Kodierelement (20, 20') einfügbar ist,
    dass die beiden Kodierelemente (20, 20') steckseitig gegenseitig ineinandergreifende Kodierstrukturen (22, 22') aufweisen, die ein unverwechselbares Stecken sicherstellen, und
    dass die in Steckrichtung ausgerichteten Kodierstrukturen (22, 22') der Kodierelemente (20, 20') an ihren passgenau aneinanderstoßenden Außenkanten, bezogen auf die Steckrichtung, senkrechte, waagrechte, schrage sowie kurvenförmige Anteile in unterschiedlichen Variationen aufweisen.
  2. Kodiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kodierelement (20, 20') Rasthaken (24, 24') aufweist, mittels derer es in der Schlitzöffnung (12) im Steckerkörper (10, 10') gehalten ist.
  3. Kodiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kodierstrukturen (22, 22') der Kodierelemente (20, 20') aus der Schlitzöffnung (12) der Steckseite des Steckerkörpers (10, 10') hervorragen.
  4. Kodiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die elektrischen Kontakte als Signalkontakte (29) und als Strom-/Spannungskontakte (28) ausgebildet sind.
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