EP2586104B1 - Steckverbinder mit einer radial wirkenden rasteinrichtung - Google Patents

Steckverbinder mit einer radial wirkenden rasteinrichtung Download PDF

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EP2586104B1
EP2586104B1 EP11714942.7A EP11714942A EP2586104B1 EP 2586104 B1 EP2586104 B1 EP 2586104B1 EP 11714942 A EP11714942 A EP 11714942A EP 2586104 B1 EP2586104 B1 EP 2586104B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
type connector
ring
connector
complementary
Prior art date
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Active
Application number
EP11714942.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2586104A1 (de
Inventor
Willem Blakborn
Waldemar Winterholler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG filed Critical Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Publication of EP2586104A1 publication Critical patent/EP2586104A1/de
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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
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/627—Snap or like fastening
    • H01R13/6277—Snap or like fastening comprising annular latching means, e.g. ring snapping in an annular groove
    • 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
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/639—Additional means for holding or locking coupling parts together, after engagement, e.g. separate keylock, retainer strap
    • 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
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure

Definitions

  • the present invention relates to a connector with an outer conductor part, which is formed on a cable-side end of the connector for electrical and mechanical connection to an outer conductor of a cable and forms an electromagnetic shield of the connector, with at least one inner conductor part, which at the cable end of the connector for electrical and mechanical connection with at least one inner conductor of a cable is formed, and with a housing, wherein on an outer circumference of the housing, a radially acting latching device for mechanically releasable locking of the connector in an inserted state in which the connector with a cable-side end axially opposite Plug end is plugged into a complementary connector and an electrical and mechanical contact between the inner conductor part of the connector and a complementary inner conductor part of the complementary connector and an electrical and mechanical contact between the outer conductor part of the connector and a complementary outer conductor part of the complementary connector is made, wherein the latching device is made as a ring of a resilient material having a gap in the circumferential direction, wherein the ring on the outer peripher
  • a fast pluggable and detachable electrical connector with a male connector and a female part known.
  • a spring ring is arranged with a gap in the circumferential direction in a circumferential groove, so that the spring ring is radially compressed during mating of the plug and socket.
  • the spring ring engages in a circumferential groove on an inner side of the socket part and thereby provides a holding force between the plug part and socket part available.
  • the spring ring has a groove extending in the circumferential direction, which provides a part of the spring ring with an additional, radial spring effect, so that in the radial direction, a double spring action is available.
  • a locking device which blocks a radial compression of the spring ring is not provided.
  • From the EP 0 996 201 A2 is an electrical connector with a first plug-in part, a second plug-in part, wherein first and second plug-in part are plugged into each other, and an engagement device known.
  • the engagement device has on the first male part a circumferential groove, a radially resiliently expandable and compressible, C-shaped ring which is arranged in the circumferential groove, and has on the second male part a pressure portion against which the ring abuts when mating, and an engagement groove , in which the ring locks into place.
  • a first projection is provided, which engages in a notch at a rear end of the ring and thereby prevents a displacement of the ring in the circumferential direction.
  • the first plug-in part Containing part provided which extends into the circumferential groove and has a width such that it covers a slot in the ring on an outer circumference of the ring.
  • the ring is compressed radially and relaxes again by radial expansion, as soon as it has reached the engagement groove.
  • an axially displaceable sleeve is provided on the second plug part, which radially compresses the ring at a predetermined axial position and thus releases the engagement between the ring and the engagement groove.
  • the invention has for its object to provide a connector of o.g. Design such a way that a mated state on the one hand manually easy and releasable to produce and on the other hand, an undesirable loosening of the connector is safely avoided.
  • the ring on the first and second sides each having a chamfering such that the ring has on its outer circumference a smaller axial length than on its inner circumference, wherein on the housing a movable between a locking position and a release position latch is arranged such that the latch engages in the locking position in the gap of the ring and blocks a radial compression of the ring and in the release position, the gap of the ring is free, so that the ring is radially compressible when a stop edge on one of the chamfers the sides of the ring when making or loosening the inserted state runs up.
  • a particularly functionally reliable embodiment with respect to the locking of the ring is achieved by the fact that the bolt is designed as a slide displaceable in the axial direction.
  • a particularly simple structure with cost-effective production and installation of the connector is achieved by the fact that the housing is a part of the outer conductor part.
  • An axial fixation of the ring on the outside of the housing is achieved in that on the outer circumference of the housing, a radially encircling groove is formed, in which the ring is arranged.
  • the bolt is designed such that it only fits into the gap of the ring, when the ring is in a radially completely relaxed state without radial restoring forces in the radially outward direction, the bolt forms at the same time a control for that a plug connection of the connector with a complementary mating connector is completely made, since the latch can not otherwise move into the locking position.
  • An automatic locking of the ring upon insertion of the connector into a complementary connector is achieved in that an elastic spring element is provided which acts on the bolt in the direction of the locking position with an elastic spring force.
  • the elastic spring element is designed as a helical spring, which acts on the slide in the axial direction with the resilient force.
  • a particularly simple structure with cost-effective production and installation of the connector is achieved in that the bolt has a rocker made of a resilient material which is integrally formed the bolt.
  • a functionally reliable detection of the complete and locked connector between the connector and the complementary connector is achieved in that the means for electrically checking the complete production of a connector on the bolt is arranged such that the means for electrically checking the complete production of a connector only a fully prepared connector reports back when in the plugged state, the latch is in its locking position.
  • a particularly simple structure with cost-effective production and assembly of the connector is achieved in that the means for electrically testing the complete production of a connector is an interrupted electrical conductor, which is arranged and designed such that the electrical conductor is electrically closed when the Plug connector fully inserted into the complementary connector and the ring is locked by the bolt.
  • a particularly functionally reliable detection of the complete connector by a non-contact sensor is achieved in that the means for electrically testing the complete production of a connector Reed contact is, which is arranged and formed such that the reed contact is electrically closed when the connector is completely inserted into the complementary connector and the ring is locked by the bolt.
  • the first preferred embodiment of a connector comprises an outer conductor part 10 which is formed on a cable-side end of the connector for electrical and mechanical connection to an outer conductor 12 of a cable 14 and forms an electromagnetic shield of the connector.
  • an outer conductor part 10 Radially within the outer conductor part 10 a plurality of inner conductor parts 16 are arranged, which are held by an insulating member 18 at predetermined locations radially within the outer conductor part 10.
  • the inner conductor parts 16 are designed for electrical and mechanical connection to at least one inner conductor (not shown) of the cable 14.
  • a housing 20 surrounds the outer conductor part 10.
  • a ring 24 is arranged in a groove 22, which in the circumferential direction a gap 26 (FIG. Fig. 1 ) and is made of a resilient material.
  • an inner diameter of the ring 24 is larger than an outer diameter of the housing 20 in the region of the groove 22.
  • the ring 24 can be pressed together radially inward, so that the outer diameter of the ring 24 is reduced.
  • the outer diameter of the ring 24 is greater than an outer diameter of the housing 20 adjacent to the groove 22, so that the ring 24 extends beyond the housing in the radial direction outwards.
  • This ring 24 serves as a radially acting locking means for mechanically releasable locking of the connector in an inserted state, in which the connector in a complementary connector 28, as in Fig. 4 and 5 is shown, inserted and an electrical and mechanical contact between the inner conductor part 16 of the connector and a complementary inner conductor part 30 of the complementary connector 28 and an electrical and mechanical contact between the outer conductor part 10 of the connector and a complementary outer conductor part 32 of the complementary connector 28 is made.
  • the housing 20 of the connector is in a complementary housing 34 of the complementary Connector 28 inserted. This mechanically releasable locking will be explained in more detail below.
  • a radially encircling locking groove 38 is formed, which cooperates with the ring 24.
  • the complementary housing 34 of the complementary connector 28 has on the inner wall 36 an inner diameter which is on the one hand larger than the outer circumference of the housing 20 adjacent to the groove 22 and on the other hand smaller than an outer periphery of the ring 24 in its relaxed state.
  • the ring 24 on its side surfaces chamfers 40, which act as ramps for the inner surface 36 of the complementary housing 34. Leg insertion of the housing 20 in the complementary housing 34 abuts the complementary housing 34 on the ring 24 in the chamfer 40 on one side.
  • the complementary housing 34 Under the axial insertion force, the complementary housing 34 then compresses the ring 24 radially inwardly such that the outer diameter of the ring 24 decreases and the complementary housing 34 slides over the housing 20, with the ring 24 on the inner wall 36 of the complementary housing 34 along dragging.
  • the housing 20 is now inserted so far into the complementary housing 34 of the complementary connector 28 in the axial direction until the ring 24 reaches the locking groove 38.
  • the ring engages with radial expansion to the outside.
  • an axial force is exerted on connectors and complementary connectors in the direction opposite to the insertion direction, wherein an edge of the locking groove 38 abuts against the corresponding opposite chamfer 40 of the ring 24.
  • the ring 24 is compressed radially inwardly so that the housing 20 can be pulled out of the complementary housing 34 of the complementary connector 28.
  • the chamfers 40 on the one hand ensure that the locking of the ring 24 in the locking groove 38 is releasable. On the other hand, the chamfers 40 determine the corresponding axial force necessary to mate and disassemble the male and female connectors 28.
  • an axially displaceable latch 42 is provided on the outer circumference of the housing 20.
  • This latch 42 is in the axial direction between a locking position, as in Fig. 2 to 5 shown, and a release position, as in Fig. 1 shown, movable.
  • the latch 42 is formed such that it engages in the locking position in the gap 26 of the ring 24 and the free ends of the ring 24 prevents it, that they are movable toward each other in the circumferential direction. As a result, a radial compression of the ring 24 is blocked. In this locking position, it is therefore a pulling apart plugged connector and complementary connector blocked because the ring 24 can not be released from the groove 38 of the complementary connector.
  • a coil spring 44 acts on the latch 42 in the direction of the locking position with an elastic spring force. In this way, the latch 42 automatically assumes the locking position as soon as the connector is fully inserted into the complementary connector 28, without the need for additional action by a technician.
  • the latch 24 is still in the release position. Therefore, the installer pushes the connector axially into the complementary connector 28 until the latch 42 automatically snaps back into the locking position. This is the installer's indication that the connector between connector and complementary connector 28 is fully and properly made.
  • electrical energy is transmitted in the inserted state.
  • This serves, for example, as a carrier of information, that is to say for the transmission of an electrical signal.
  • electrical energy for example, as a drive for an electric motor via the connector according to the invention.
  • high electrical currents are transmitted and it may be appropriate high electrical voltages to the inner conductor parts 16 of the connector and / or the complementary inner conductor parts 30 of the complementary connector 28 at. Therefore, it is important that inadvertent contact of the live electrical conductor parts 16 and 30 of the connector or complementary connector by an installer or other person who solves the connector is avoided.
  • the inner conductor parts 16 of the connector may be designed such that it is not mechanically possible to touch with a body part, such as the fingers, the inner conductor parts 16 of the connector.
  • a voltage applied to the inner conductor parts 16 of the connector electrical voltage is turned off.
  • a corresponding detector is provided which detects a manufacture or release of the connector of connector and complementary connector 28 and reports to a corresponding controller, which then correspondingly activates or deactivates the electrical voltage for the connector or the complementary connector.
  • Fig. 6 to 8 show in a second preferred embodiment of a connector according to the invention such a detector 46, which is hereinafter referred to as "interlock”.
  • This interlock 46 is at the Outside of the housing 20 and arranged on the latch 42, so that the interlock 46 is moved axially together with the latch 42.
  • a complementary interlock 48 is arranged, wherein the interlock 46 and the complementary interlock 48 cooperatively signal a manufactured connector.
  • the interlock 46 is arranged axially movable on the bolt 42, because this way, a control unit already experiences when releasing the lock or when moving the bolt 42 in the release position, ie even before the actual release of the connector the connector and the complementary connector will soon be released from each other, so that there is additional time available for switching off the electrical energy transmission via the connector and the complementary connector.
  • the complementary interlock 48 on the complementary connector 28 is designed, for example, as a reed relay, which forms an electrical circuit via electrical lines 50 (FIG. Fig. 8 ) optionally opens or closes.
  • the interlock 46 on the connector is accordingly designed as a magnet which switches the reed relay according to whether the magnet of the interlock 46 is at the reed relay of the complementary interlock 48, which in the mated state of connector and complementary connector 28 with the bolt in Locking position is the case, is or not.
  • the bolt 42 has a rocker made of a resilient material, which is integrally formed the latch 42. This rocker locks the latch 42 in the locking position. To move the bolt 42 in the release position, the rocker must first be resiliently deflected so that the bolt 42 is movable in the axial direction.

Landscapes

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

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Außenleiterteil, welches an einem kabelseitigen Ende des Steckverbinders zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit einem Außenleiter eines Kabels ausgebildet ist sowie eine elektromagnetische Abschirmung des Steckverbinders ausbildet, mit mindestens einem Innenleiterteil, welches an dem kabelseitigen Ende des Steckverbinders zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit mindestens einem Innenleiter eines Kabels ausgebildet ist, und mit einem Gehäuse, wobei an einem Außenumfang des Gehäuses eine radial wirkende Rasteinrichtung zum mechanisch lösbaren Verriegeln des Steckverbinders in einem eingesteckten Zustand, in dem der Steckverbinder mit einem dem kabelseitigen Ende axial gegenüberliegenden steckseitigen Ende in einen komplementären Steckverbinder eingesteckt ist und ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen dem Innenleiterteil des Steckverbinders und einem komplementären Innenleiterteil des komplementären Steckverbinders sowie ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen dem Außenleiterteil des Steckverbinders und einem komplementären Außenleiterteil des komplementären Steckverbinders hergestellt ist, wobei die Rasteinrichtung als ein Ring aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt ist, welcher in Umfangsrichtung eine Lücke aufweist, wobei der Ring an dem Außenumfang des Gehäuses in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Steckverbinders angeordnet ist, so dass eine erste Seite des Ringes dem steckseitigen Ende des Steckverbinders und eine zweite Seite des Ringes dem kabelseitigen Ende des Steckverbinders zugewandt ist, wobei sich der Ring in radialer Richtung von dem Außenumfang des Gehäuses erhebt, wobei ein Innendurchmesser des Ringes größer ist als ein Außehdurchmesser des Gehäuses in dem Abschnitt, in dem sich der Ring befindet, so dass der Ring gegen eine federelastische Kraft radial zusammendrückbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 38 23 617 C2 ist ein elektrischer Steckverbinder bekannt, bei dem eine metallische Gehäusehülse und ein Steckkontaktgehäuse aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff über einen Federring miteinander verrastet sind.
  • Aus der US 5 938 465 ist ein schnell steckbarer und lösbarer elektrischer Steckverbinder mit einem Steckerteil und einem Buchsenteil bekannt. Am Steckerteil ist ein Federring mit einer Lücke in Umfangsrichtung in einer Umfangsnut angeordnet, so dass der Federring beim Zusammenstecken von Stecker und Buchse radial zusammengedrückt wird. In dem Buchsenteil rastet der Federring in eine Umfangsnut an einer Innenseite des Buchsenteils ein und stellt dadurch eine Haltekraft zwischen Steckerteil und Buchsenteil zur Verfügung. Zusätzlich weist der Federring eine in Umfangsrichtung verlaufende Kerbe auf, die einen Teil des Federringes mit einer zusätzlichen, radialen Federwirkung versieht, so dass in radialer Richtung eine doppelte Federwirkung zur Verfügung steht. Eine Verriegelungsvorrichtung, welche ein radiales Zusammendrücken des Federringes blockiert ist nicht vorgesehen.
  • Aus der EP 0 996 201 A2 ist ein elektrischen Steckverbinder mit einem ersten Steckteil, einem zweiten Steckteil, wobei erstes und zweites Steckteil ineinander steckbar sind, und einer Eingriffvorrichtung bekannt. Die Eingriffvorrichtung weist an dem ersten Steckteil eine Umfangsnut, einen radial federelastisch aufweitbaren und zusammendrückbaren, C-förmigen Ring, der in der Umfangsnut angeordnet ist, auf und weist an dem zweiten Steckteil einen Druckabschnitt, an dem der Ring beim Zusammenstecken anschlägt, und eine Eingriffsnut, in die der Ring einrastet, auf. An dem ersten Steckteil ist ein erster Vorsprung vorgesehen, der in eine Kerbe an einem rückseitigen Ende des Ringes eingreift und dadurch eine Verschiebung des Ringes in Umfangsrichtung verhindert. Weiterhin ist am ersten Steckteil ein Begrenzungsteil vorgesehen welches sich bis in die Umfangsnut erstreckt und eine derartige Breite aufweist, dass es an einem Außenumfang des Ringes einen Schlitz im Ring überdeckt. Hierdurch ist eine übermäßige radiale Aufweitung des Ringes verhindert. Beim Zusammenstecken der beiden Steckteile wird der Ring radial zusammengedrückt und entspannt sich wieder durch radiales Aufweiten, sobald er die Eingriffsnut erreicht hat. Zum Lösen der Steckverbindung ist am zweiten Steckteil eine axial verschiebbare Hülse vorgesehen, die den Ring bei einer vorbestimmten axialen Position radial zusammendrückt und so den Eingriff zwischen dem Ring und der Eingriffsnut löst. Es ist kein Riegel vorgesehen, welcher ein radiales Zusammendrücken des Ringes blockiert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der o.g. Art derart auszugestalten, dass ein gesteckter Zustand einerseits manuell einfach und lösbar herstellbar und andererseits ein unerwünschtes Lösen der Steckverbindung sicher vermieden ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Steckverbinder der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Bei einem Steckverbinder der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ring an der ersten und zweiten Seite jeweils eine Anfasung derart aufweist, dass der Ring an seinem Außenumfang eine kleiner axiale Länge aufweist als an seinem Innenumfang, wobei an dem Gehäuse ein zwischen einer Verriegelungsposition und einer Freigabeposition bewegbarer Riegel derart angeordnet ist, dass der Riegel in der Verriegelungsposition in die Lücke des Ringes eingreift und ein radiales Zusammendrücken des Ringes blockiert und in der Freigabeposition die Lücke des Ringes frei gibt, so dass der Ring radial zusammendrückbar ist, wenn eine Anschlagkante auf eine der Anfasungen an den Seiten des Ringes beim Herstellen oder Lösen des gesteckten Zustandes aufläuft.
  • Dies hat den Vorteil, dass der Steckverbinder derart mit einem komplementären Steckverbinder verbindbar ist, dass diese Steckverbindung einerseits lösbar ist und andererseits jedoch nur mit besondern Maßnahmen gelöst werden kann. Ein unerwünschtes Lösen der Steckverbindung, beispielsweise durch Vibrationen, ist wirksam vermieden, wobei gleichzeitig das manuelle Herstellen und Lösen der Steckverbindung einfach und mit geringem Kraftauswand gelingt.
  • Eine besonders funktionssichere Ausführungsform hinsichtlich der Verriegelung des Ringes erzielt man dadurch, dass der Riegel als ein in axialer Richtung verschiebbarer Schieber ausgebildet ist.
  • Einen besonders einfachen Aufbau mit kostengünstiger Herstellung und Montage des Steckverbinders erzielt man dadurch, dass das Gehäuse ein Teil des Außenleiterteiles ist.
  • Eine axiale Fixierung des Ringes an der Außenseite des Gehäuses erzielt man dadurch, dass an dem Außenumfang des Gehäuses eine radial umlaufende Nut ausgebildet ist, in der der Ring angeordnet ist.
  • Dadurch, dass der Riegel derart ausgebildet ist, dass dieser nur dann in die Lücke des Ringes passt, wenn sich der Ring in einem in radialer Richtung vollständig entspannten Zustand ohne radiale Rückstellkräfte in Richtung radial nach außen befindet, bildet der Riegel gleichzeitig eine Kontrolle dafür, dass eine Steckverbindung des Steckverbinders mit einem komplementären Gegensteckverbinder vollständig hergestellt ist, da sich der Riegel ansonsten nicht in die Verriegelungsposition bewegen lässt.
  • Eine automatische Verriegelung des Ringes bei einem Einstecken des Steckverbinders in einen komplementären Steckverbinder erzielt man dadurch, dass ein elastisches Federelement vorgesehen ist, welches den Riegel in Richtung der Verriegelungsposition mit einer elastischen Federkraft beaufschlagt.
  • Eine besonders zuverlässige Verriegelung erzielt man dadurch, dass das elastische Federelement als eine Schraubenfeder ausgebildet ist, welche den Schieber in axialer Richtung mit der federelastischen Kraft beaufschlagt.
  • Einen besonders einfachen Aufbau mit kostengünstiger Herstellung und Montage des Steckverbinders erzielt man dadurch, dass der Riegel eine Wippe aus einem federelastischen Werkstoff aufweist, welche einstückig den Riegel ausgebildet ist.
  • Eine zusätzliche Sicherheit für die Steckverbindung und einen Anwender des Steckverbinders erzielt man dadurch, dass an dem Steckverbinder zusätzlich eine Einrichtung zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder und einem komplementären Steckverbinder angeordnet ist. Hierdurch wird beispielsweise eine über das Kabel des Steckverbinders übertragene elektrische Spannung abgeschaltet, sobald die Einrichtung zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung meldet, dass keine vollständige Steckverbindung mehr vorliegt. Auf diese Weise ist ein Anwender vor einem elektrischen Stromschlag über die ggf. frei zugänglichen elektrischen Kontakte des Steckverbinders geschützt.
  • Eine funktionssicher Detektion der vollständigen und Verriegelten Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder und dem komplementäre Steckverbinder erzielt man dadurch, dass die Einrichtung zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung an dem Riegel derart angeordnet ist, dass die Einrichtung zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung nur dann eine vollständig hergestellte Steckverbinder zurück meldet, wenn sich in eingestecktem Zustand der Riegel in seiner Verriegelungsposition befindet.
  • Einen besonders einfachen Aufbau mit kostengünstiger Herstellung und Montage des Steckverbinders erzielt man dadurch, dass die Einrichtung zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung ein unterbrochener, elektrische Leiter ist, welcher derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der elektrische Leiter elektrisch geschlossen ist, wenn der Steckverbinder vollständig in den komplementären Steckverbinder eingesteckt und der Ring von dem Riegel verriegelt ist.
  • Eine besonders funktionssichere Detektion der vollständigen Steckverbindung durch einen berührungslosen Sensor erzielt man dadurch, dass die Einrichtung zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung ein Reedkontakt ist, welcher derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der Reedkontakt elektrisch geschlossen ist, wenn der Steckverbinder vollständig in den komplementären Steckverbinder eingesteckt und der Ring von dem Riegel verriegelt ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
    • Fig. 1
    eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einem Riegel in Freigabestellung in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 2
    die erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 1 mit einem Riegel in Verriegelungsstellung in Seitenansicht,
    Fig. 3
    die erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 1 mit einem komplementären Steckverbinder in ungestecktem Zustand in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 4
    die erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 1 mit einem komplementären Steckverbinder in gestecktem Zustand in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 5
    die erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 1 mit einem komplementären Steckverbinder in gestecktem Zustand in einer Schnittansicht,
    Fig. 6
    eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 7
    die zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 6 mit einem komplementären Steckverbinders in ungestecktem Zustand in perspektivischer Ansicht, und
    Fig. 8
    die zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 6 mit einem komplementären Steckverbinder in ungestecktem Zustand in einer weiteren perspektivischen Ansicht
  • Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte, erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders umfasst ein Außenleiterteil 10, welches an einem kabelseitigen Ende des Steckverbinders zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit einem Außenleiter 12 eines Kabels 14 ausgebildet ist und eine elektromagnetische Abschirmung des Steckverbinders ausbildet. Radial innerhalb des Außenleiterteiles 10 sind mehrere Innenleiterteile 16 angeordnet, die von einem Isolierteil 18 an vorbestimmten Stellen radial innerhalb des Außenleiterteiles 10 gehalten sind. Die Innenleiterteile 16 sind zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit mindestes einem Innenleiter (nicht dargestellt) des Kabels 14 ausgebildet Ein Gehäuse 20 umgibt das Außenleiterteil 10.
  • An dem Außenumfang des Gehäuses 20 ist in einer Nut 22 ein Ring 24 angeordnet, welcher in Umfangsrichtung eine Lücke 26 (Fig. 1) aufweist und aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt ist. Gleichzeitig ist ein Innendurchmesser des Ringes 24 größer als ein Außendurchmesser des Gehäuses 20 im Bereich der Nut 22. Auf diese Weise kann der Ring 24 radial nach innen zusammen gedrückt werden, so dass sich der Außendurchmesser des Ringes 24 verringert. Der Außendurchmesser des Ringes 24 ist dagegen Größer als ein Außendurchmesser des Gehäuses 20 benachbart zur Nut 22, so dass der Ring 24 in radialer Richtung nach außen das Gehäuse überragt. Dieser Ring 24 dient als radial wirkende Rasteinrichtung zum mechanisch lösbaren Verriegeln des Steckverbinders in einem eingesteckten Zustand, in dem der Steckverbinder in einen komplementären Steckverbinder 28, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, eingesteckt ist und ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen dem Innenleiterteil 16 des Steckverbinders und einem komplementären Innenleiterteil 30 des komplementären Steckverbinders 28 sowie ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen dem Außenleiterteil 10 des Steckverbinders und einem komplementäre Außenleiterteil 32 des komplementären Steckverbinders 28 hergestellt ist. Hierbei ist das Gehäuse 20 des Steckverbinders in ein komplementäres Gehäuse 34 des komplementären Steckverbinders 28 eingesteckt. Diese mechanisch lösbare Verriegelung wird nachfolgend näher erläutert.
  • An einer Innenwandung 36 des komplementären Gehäuses 34 des komplementären Steckverbinders 28 ist eine radial umlaufende Rastnut 38 ausgebildet, die mit dem Ring 24 zusammenwirkt. Das komplementäre Gehäuse 34 des komplementären Steckverbinders 28 weist an der Innenwandung 36 einen Innendurchmesser auf, welcher einerseits größer als der Außenumfang des Gehäuses 20 benachbart zur Nut 22 und andererseits kleiner als ein Außenumfang des Ringes 24 in dessen entspanntem Zustand ist. Weiterhin weist der Ring 24 an seinen Seitenflächen Anfasungen 40 auf, die als Auflauframpen für die Innenfläche 36 des komplementären Gehäuses 34 wirken. Bein Einstecken des Gehäuses 20 in das komplementäre Gehäuse 34 schlägt das komplementäre Gehäuse 34 an dem Ring 24 im Bereich der Anfasung 40 an einer Seite an. Unter der axialen Steckkraft drückt dann das komplementäre Gehäuse 34 den Ring 24 radial nach innen zusammen, so dass sich der Außendurchmesser des Ringes 24 verkleinert und das komplementäre Gehäuse 34 über das Gehäuse 20 gleitet, wobei der Ring 24 an der Innenwandung 36 des komplementären Gehäuses 34 entlang schleift. Das Gehäuse 20 wird nun in axialer Richtung so weit in das komplementäre Gehäuse 34 des komplementäre Steckverbinders 28 eingeschoben, bis der Ring 24 die Rastnut 38 erreicht. Hier rastet der Ring unter radialem Aufweiten nach außen ein. Zum Lösen der Steckverbindung wird eine axiale Kraft auf Steckverbinder und komplementären Steckverbinder in Richtung entgegengesetzt zur Einsteckrichtung ausgeübt, wobei eine Kante der Rastnut 38 an der entsprechend gegenüberliegenden Anfasung 40 des Ringes 24 anschlägt. Wiederum wird der Ring 24 radial nach innen zusammen gedrückt, so dass das Gehäuse 20 aus dem komplementären Gehäuse 34 des komplementären Steckverbinders 28 heraus gezogen werden kann. Die Anfasungen 40 sorgen einerseits dafür, dass die Verrastung des Ringes 24 in der Rastnut 38 lösbar ist. Andererseits bestimmt die Anfasungen 40 die entsprechende axiale Kraft, die zum Zusammenstecken und auseinander ziehen von Steckverbinder und komplementären Steckverbinder 28 notwendig ist.
  • Um nun ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckverbindung zu verhindern, ist am Außenumfang des Gehäuses 20 ein axial verschiebbarer Riegel 42 vorgesehen. Dieser Riegel 42 ist in axialer Richtung zwischen einer Verriegelungsposition, wie in Fig. 2 bis 5 dargestellt, und einer Freigabeposition, wie in Fig. 1 dargestellt, bewegbar. Hierbei ist der Riegel 42 derart ausgebildet, dass dieser in der Verriegelungsposition in die Lücke 26 des Ringes 24 eingreift und die freien Enden des Ringes 24 daran hindert, dass diese in Umfangsrichtung aufeinander zu bewegbar sind. Dadurch ist ein radiales Zusammendrücken des Ringes 24 blockiert. In dieser Verriegelungsposition ist es daher ein Auseinanderziehen von ineinander gesteckten Steckverbinder und komplementärem Steckverbinder blockiert, da der Ring 24 nicht aus der Nut 38 des komplementären Steckverbinders gelöst werden kann.
  • Eine Schraubenfeder 44 beaufschlagt den Riegel 42 in Richtung der Verriegelungsposition mit einer elastischen Federkraft. Auf diese Weise nimmt der Riegel 42 die Verriegelungsposition selbsttätig ein, sobald der Steckverbinder vollständig in den komplementären Steckverbinder 28 eingesteckt ist, ohne dass hierfür eine zusätzliche Aktion eines Monteurs erforderlich ist. Zum Zusammenstecken und Lösen von Steckverbinder und komplementärem Steckverbinder 28 ist es lediglich erforderlich, den Riegel 42 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 44 von der Verriegelungsposition in die Freigabeposition zu bewegen und dort zu halten, bis sich der Ring 24 beim Zusammenstecken in dem Gehäuse 34 des komplementären Steckverbinders 28 befindet oder bis der Ring 24 beim Lösen der Steckverbindung die Nut 38 des komplementären Steckverbinders 28 verlassen hat. In dem Zwischenstadium, beispielsweise beim Zusammenstecken von Steckverbinder und komplementärem Steckverbinder 28, in dem sich der Ring 24 bereits innerhalb des Gehäuses 34 des komplementären Steckverbinders 28 befindet und damit radial zusammengedrückt ist, wobei jedoch der Ring noch nicht in die Nut 38 des komplementären Steckverbinders 28 eingerastet ist, ist eine Bewegung des Riegels 42 in die Verriegelungsposition blockiert, da die Lücke 26 zur Aufnahme des Riegels 42 zu klein ist. Erst wenn der Ring 24 in die Nut 38 des komplementären Steckverbinders 28 einrastet und sich dabei entsprechend radial aufweitet, wird die Lücke 26 groß genug, so dass der Riegel 42 unter Einwirkung der Kraft der Schraubenfeder 44 von der Freigabeposition in die Verriegelungsposition gleitet. Hierdurch liegt für einen Monteur eine einfache optische Kontrollmöglichkeit vor, ob der Steckverbinder vollständig in den komplementären Steckverbinder 28 eingeschoben ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, befindet sich der Riegel 24 noch in der Freigabeposition. Daher schiebt der Monteur den Steckverbinder solange axial in den komplementären Steckverbinder 28 ein, bis der Riegel 42 selbsttätig in die Verriegelungsposition zurück schnappt. Dies ist der Indikator für den Monteur, dass die Steckverbindung zwischen Steckverbinder und komplementärem Steckverbinder 28 vollständig und ordnungsgemäß hergestellt ist.
  • Über das Innenleiterteil 16 des Steckverbinders wird im gesteckten Zustand elektrische Energie übertragen. Diese dient beispielsweise als Träger von Informationen, also zur Übertragung eines elektrischen Signals. Es ist jedoch auch möglich, über den erfindungsgemäßen Steckverbinder elektrische Energie beispielsweise als Antrieb für einen Elektromotor zu übertragen. In letzterem Fall werden hohe elektrische Ströme übertragen und es liegen ggf. entsprechend hohe elektrische Spannungen an den Innenleiterteilen 16 des Steckverbinders und/oder den komplementären Innenleiterteilen 30 des komplementären Steckverbinders 28 an. Daher ist es wichtig, dass ein unbeabsichtigtes Berühren der unter elektrischer Spannung stehenden Innenleiterteile 16 bzw. 30 des Steckverbinders bzw. komplementären Steckverbinders durch einen Monteur oder einer sonstigen Person, die die Steckverbindung löst, vermieden ist. Hierzu könnten beispielsweise die Innenleiterteile 16 des Steckverbinders derart ausgebildet sein, dass es mechanisch nicht möglich ist, mit einem Körperteil, wie beispielsweise den Fingern, die Innenleiterteile 16 des Steckverbinders zu berühren. Alternativ ist es vorgesehen, dass beim Lösen der Steckverbindung von Steckverbinder und komplementärem Steckverbinder 28 eine an den Innenleiterteilen 16 des Steckverbinders anliegende elektrische Spannung abgeschaltet wird. Hierzu ist ein entsprechender Detektor vorgesehen, der ein Herstellen oder Lösen der Steckverbindung von Steckverbinder und komplementärem Steckverbinder 28 detektiert und an ein entsprechendes Steuergerät meldet, welches dann dementsprechend die elektrische Spannung für den Steckverbinder bzw. den komplementären Steckverbinder aktiviert oder deaktiviert.
  • Die Fig. 6 bis 8 zeigen bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders einen derartigen Detektor 46, welcher nachfolgend als "Interlock" bezeichnet wird. Dieses Interlock 46 ist an der Außenseite des Gehäuses 20 und an dem Riegel 42 angeordnet, so dass das Interlock 46 zusammen mit dem Riegel 42 axial bewegt wird. An dem komplementären Steckverbinder 28 ist ein komplementäres Interlock 48 angeordnet, wobei das Interlock 46 und das komplementäre Interlock 48 zusammenwirkend eine hergestellte Steckverbindung signalisieren. Sobald jedoch Interlock 46 und komplementäres Interlock 48 mechanisch voneinander getrennt werden, was beim Lösen und auseinander Ziehen von Steckverbinder und komplementären Steckverbinder der Fall ist, wird eine gelöste Steckverbindung angezeigt und eine elektrische Spannung abgeschaltet, so dass die Innenleiterteile 16 des Steckverbinders bzw. die komplementären Innenleiterteile 30 des komplementären Steckverbinders 28 gefahrlos berührt werden können, ohne dass die Gefahr eines Stromschlages für eine die Innenleiterteile 16 berührende Person besteht. Hierbei ist es besonders von Vorteil, dass das Interlock 46 axial bewegbar am Riegel 42 angeordnet ist, denn hierdurch erfährt ein Steuergerät bereits beim Lösen der Verriegelung bzw. beim Bewegen des Riegels 42 in der Freigabeposition, also bereits vor dem eigentlichen Lösen der Steckverbindung, dass der Steckverbinder und der komplementäre Steckverbinder demnächst voneinander gelöst werden, so dass zum Abschalten der elektrischen Energieübertragung über den Steckverbinder und den komplementären Steckverbinder zusätzlich Zeit zur Verfügung steht.
  • Das komplementäre Interlock 48 am komplementären Steckverbinder 28 ist beispielsweise als ein Reedrelais ausgebildet, welches einen elektrischen Stromkreis über elektrische Leitungen 50 (Fig. 8) wahlweise öffnet oder schließt. Das Interlock 46 am Steckverbinder ist dementsprechend als Magnet ausgebildet, welcher das Reedrelais entsprechend schaltet, je nach dem, ob sich der Magnet des Interlock 46 am Reedrelais des komplementären Interlocks 48 befindet, was im zusammengesteckten Zustand von Steckverbinder und komplementärem Steckverbinder 28 mit dem Riegel in Verriegelungsposition der Fall ist, befindet oder nicht.
  • Bei der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 6 bis 8 ist keine Schraubenfeder dargestellt. Es ist jedoch auch hier die Anordnung einer Schraubenfeder analog zur ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 1 bis 5 möglich.
  • Bei der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß Fig. 6 bis 8 weist der Riegel 42 eine Wippe aus einem federelastischen Werkstoff auf, welche einstückig den Riegel 42 ausgebildet ist. Diese Wippe verriegelt den Riegel 42 in der Verriegelungsposition. Zum Bewegen des Riegels 42 in die Freigabeposition muss zuerst die Wippe federelastisch ausgelenkt werden, damit der Riegel 42 in axialer Richtung bewegbar ist.

Claims (12)

  1. Steckverbinder mit einem Außenleiterteil (10), welches an einem kabelseitigen Ende des Steckverbinders zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit einem Außenleiter (12) eines Kabels (14) ausgebildet ist sowie eine elektromagnetische Abschirmung des Steckverbinders ausbildet, mit mindestens einem Innenleiterteil (16), welches an dem kabelseitigen Ende des Steckverbinders zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit mindestens einem Innenleiter eines Kabels (14) ausgebildet ist, und mit einem Gehäuse (20), wobei an einem Außenumfang des Gehäuses (20) eine radial wirkende Rasteinrichtung zum mechanisch lösbaren Verriegeln des Steckverbinders in einem eingesteckten Zustand, in dem der Steckverbinder mit einem dem kabelseitigen Ende axial gegenüberliegenden steckseitigen Ende in einen komplementären Steckverbinder (28) eingesteckt ist und ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen dem Innenleiterteil (16) des Steckverbinders und einem komplementären Innenleiterteil (30) des komplementären Steckverbinders (28) sowie ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen dem Außenleiterteil (10) des Steckverbinders und einem komplementären Außenleiterteil (32) des komplementären Steckverbinders (28) hergestellt ist, wobei die Rasteinrichtung als ein Ring (24) aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt ist, welcher in Umfangsrichtung eine Lücke (26) aufweist, wobei der Ring (24) an dem Außenumfang des Gehäuses (20) in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Steckverbinders angeordnet ist, so dass eine erste Seite des Ringes (24) dem steckseitigen Ende des Steckverbinders und eine zweite Seite des Ringes (24) dem kabelseitigen Ende des Steckverbinders zugewandt ist, wobei sich der Ring (24) in radialer Richtung von dem Außenumfang des Gehäuses (20) erhebt, wobei ein Innendurchmesser des Ringes (24) größer ist als ein Außendurchmesser des Gehäuses (20) in dem Abschnitt, in dem sich der Ring (24) befindet, so dass der Ring (24) gegen eine federelastische Kraft radial zusammendrückbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ring (24) an der ersten und zweiten Seite jeweils eine Anfasung (40) derart aufweist, dass der Ring (24) an seinem Außenumfang eine kleinere axiale Länge aufweist als an seinem Innenumfang, wobei an dem Gehäuse (20) ein zwischen einer Verriegelungsposition und einer Freigabeposition bewegbarer Riegel (42) derart angeordnet ist, dass der Riegel (42) in der Verriegelungsposition in die Lücke (26) des Ringes (24) eingreift und ein radiales Zusammendrücken des Ringes (24) blockiert und in der Freigabeposition die Lücke (26) des Ringes (24) frei gibt, so dass der Ring radial zusammendrückbar ist, wenn eine Anschlagkante auf eine der Anfasungen (40) an den Seiten des Ringes (24) beim Herstellen oder Lösen des gesteckten Zustandes aufläuft.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (42) als ein in axialer Richtung verschiebbarer Schieber ausgebildet ist.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) ein Teil des Außenleiterteiles (10) ist.
  4. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenumfang des Gehäuses (20) eine radial umlaufende Nut (22) ausgebildet ist, in der der Ring (24) angeordnet ist.
  5. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (42) derart ausgebildet ist, dass dieser nur dann in die Lücke (26) des Ringes (24) passt, wenn sich der Ring (24) in einem in radialer Richtung vollständig entspannten Zustand ohne radiale Rückstellkräfte in Richtung radial nach außen befindet.
  6. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisches Federelement (44) vorgesehen ist, welches den Riegel (42) in Richtung der Verriegelungsposition mit einer elastischen Federkraft beaufschlagt.
  7. Steckverbinder nach Anspruch 2 und 6, dadurch, gekennzeichnet, dass das elastische Federelement als eine Schraubenfeder (44) ausgebildet ist, welche den Schieber (42) in axialer Richtung mit der federelastischen Kraft beaufschlagt.
  8. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (42) eine Wippe (52) aus einem federelastischen Werkstoff aufweist, welche einstückig den Riegel (42) ausgebildet ist.
  9. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Steckverbinder zusätzlich eine Einrichtung (46) zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder und einem komplexentären Steckverbinder angeordnet ist.
  10. Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (46) zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung an dem Riegel (42) derart angeordnet ist, dass die Einrichtung (46) zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung nur dann eine vollständig hergestellte Steckverbinder zurück meldet, wenn sich in eingestecktem Zustand der Riegel (42) in seiner Verriegelungsposition befindet.
  11. Steckverbinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (46) zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung ein unterbrochener, elektrische Leiter (50) ist, welcher derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der elektrische Leiter elektrisch geschlossen ist, wenn der Steckverbinder vollständig in den komplementären Steckverbinder (28) eingesteckt und der Ring (24) von dem Riegel (42) verriegelt ist.
  12. Steckverbinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (46) zum elektrischen Prüfen der vollständigen Herstellung einer Steckverbindung ein Reedkontakt ist, welcher derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der Reedkontakt elektrisch geschlossen ist, wenn der Steckverbinder vollständig in den komplementären Steckverbinder (28) eingesteckt und der Ring (24) von dem Riegel (42) verriegelt ist.
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