CH683470A5

CH683470A5 - A releasable coupling device with separation assurance.

Info

Publication number: CH683470A5
Application number: CH1482/92A
Authority: CH
Inventors: Othmar Voser
Original assignee: Kupferdraht Isolierwerk Ag
Priority date: 1992-05-07
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1994-03-15
Also published as: EP0569322A1

Description

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CH 683 470 A5 CH 683 470 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Kupplungsvorrichtung mit Trennsicherung für elektrische und optische Leiter bestehend aus einem Steckerteil und einem Buchsenteil, welche zusammenwirkende Gegenstücke sind, wobei jedes der beiden Gegenstük-ke ein Endstück eines Kabels mit mindestens einem Leiter bildet und auf eine Kupplungsachse ausgerichtete Kontaktelemente enthält. The invention relates to a releasable coupling device with disconnect protection for electrical and optical conductors consisting of a plug part and a socket part, which are cooperating counterparts, each of the two counterparts forming an end piece of a cable with at least one conductor and containing contact elements aligned with a coupling axis.

Kupplungsvorrichtungen dieser Art finden Verwendung an Steckverbindungen bei Verbindungsleitungen in der Datenkommunikation. Bekannte Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Verbindungen zwischen Computern und Peripheriegeräten, Verbindungen zwischen Mess- und Steuerstellen sowie Prozessleitsystemen in der industriellen Steuerungstechnik, aber auch Verbindungen zwischen Sensoren oder Messgeräten und Überwachungssystemen, bzw. Anzeigegeräten in der Medizinaltechnik. Im Bereiche der elektronischen Datenverarbeitung ist es bekannt, beispielsweise Stecker mit seitlich angeordneten schwenkbaren Federverriegelungen auszustatten und am Buchsenteil entsprechende Gegenstücke anzubringen, in welche die Federn einrasten. Diese Kupplungsvorrichtungen für Datenkommunikationsleiter werden aus Metall hergestellt und müssen aus korrosionsfreiem Material bestehen. Insbesondere bei auf dem Boden liegenden Kupplungsvorrichtungen können die Federn durch die Rollen von mobilen Objekten oder durch darauf stehende Personen leicht beschädigt werden. Die Verbindung der Kupplungsvorrichtung ist dann nicht mehr sicher, und die beiden Leiterteiie können sich leicht voneinander trennen. Dies kann bei Überwachungsaufgaben in der Industrie und insbesondere im Medizinaltechnikbereich zu Störungen führen, welche nicht akzeptiert werden können. Es ist auch bereits bekannt, Kupplungsvorrichtungen für Verbindungen zu Messsensoren aus Kunststoff herzustellen. Dabei ist an einem Teil der Kupplung ein Bügel schwenkbar angeordnet, welcher bei zusammengestecktem Stecker- und Buchsenteil über die beiden Teile geschwenkt werden kann und an einer Schnappvorrichtung einrastet. Auch diese bekannte Ausführung kann leicht beschädigt werden wenn, wie oben erwähnt, die Kupplungsvorrichtungen auf dem Boden liegen oder anderweitig durch bewegte Objekte belastet werden. Zudem besteht bei häufigem Gebrauch die Gefahr, dass die Lagerungen der schwenkbaren Bügel brechen oder die Rasterelemente abgenutzt werden und dann die Sicherungswirkung des Bügels versagt. Bei Anwendungen im Medizinalbereich besteht zudem die Schwierigkeit, dass derartige Kupplungsvorrichtungen mit Trennsicherungen sterilisiert werden müssen. Bei den bekannten Kupplungsvorrichtungen ist dies nur in beschränktem Umfange möglich, da in den Lagerungen und in den Schnappvorrichtungen der schwenkbaren Elemente Vertiefungen und Überdeckungen vorhanden sind, welche nur beschränkt zugänglich sind, und in welchen sich Rückstände bilden können, welche nicht keimfrei zu halten sind. Coupling devices of this type are used on plug connections for connecting lines in data communication. Known areas of application are, for example, the connections between computers and peripheral devices, connections between measuring and control points and process control systems in industrial control technology, but also connections between sensors or measuring devices and monitoring systems, or display devices in medical technology. In the field of electronic data processing, it is known, for example, to provide plugs with laterally arranged pivotable spring locks and to mount corresponding counterparts on the socket part, into which the springs snap into place. These coupling devices for data communication conductors are made of metal and must be made of corrosion-free material. In the case of coupling devices lying on the floor in particular, the springs can easily be damaged by the rollers of mobile objects or by persons standing on them. The connection of the coupling device is then no longer secure, and the two conductor parts can easily separate from one another. With monitoring tasks in industry and especially in the field of medical technology, this can lead to malfunctions which cannot be accepted. It is also already known to produce coupling devices for connections to measuring sensors made of plastic. In this case, a bracket is pivotally arranged on part of the coupling, which can be pivoted over the two parts when the plug and socket part are plugged together and engages in a snap device. This known design can also be easily damaged if, as mentioned above, the coupling devices lie on the floor or are otherwise loaded by moving objects. In addition, with frequent use there is a risk that the bearings of the swiveling bracket break or the grid elements are worn and then the securing effect of the bracket fails. In applications in the medical field there is also the difficulty that coupling devices of this type have to be sterilized with separation safeguards. In the known coupling devices, this is only possible to a limited extent, since there are recesses and covers in the bearings and in the snap-in devices of the pivotable elements, which are only accessible to a limited extent and in which residues can form which cannot be kept sterile.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Verbindung, eine Kupplungseinrichtung mit Trennsicherung für elektrische und optische Leiter zu schaffen welche einfach handhabbar ist, eine grosse Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Trennen der Kupplung aufweist, möglichst unempfindlich gegenüber Rollen oder Trittbelastungen durch Personen ist, und welche bei Anwendungen im medizinaltechnischen Bereich leicht desinfiziert oder sterilisiert werden kann. It is the task of the present connection to create a coupling device with disconnection protection for electrical and optical conductors which is easy to handle, has a high level of security against unintentional disconnection of the coupling, is as insensitive as possible to roles or tread loads by persons, and which is used in applications in the medical field can be easily disinfected or sterilized.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche. This object is achieved by the features defined in the characterizing part of patent claim 1. Advantageous developments of the invention result from the features of the dependent claims.

Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, dass eines der Gegenstücke der Kupplungsvorrichtung, d.h. entweder das Steckerteil oder das Buchsenteil mit einem flexiblen Mantel ausgestattet ist, welcher einen integrierten Bestandteil dieses Gegenstückes bildet. Der flexible Mantel weist keine Scharniere, bewegliche Lagerungen oder Schnappeinrichtungen auf, sondern ist einstückig ausgebildet. Als Material für den flexiblen Mantel ist ein Elastomer, z.B. Polyurethan oder ein Material mit ähnlichen Eigenschaften, geeignet. Zweckmässigerweise ist es Chemikalien- und hitzebeständig mindestens bis über die Sterilisationstemperatur für Medizinaltechnikgeräte hinaus. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Gegenstück welches in den Hohlraum des flexiblen Mantels passt und von diesem aufgenommen wird, keine zusätzlichen Einrichtungen wie Gegenhalter, Schnappleisten und dergleichen aufweisen muss. Beide Teile der Kupplungsvorrichtung, nämlich das Steckerteil und das Buchsenteil weisen eine möglichst einfache Form auf, wobei Hohlräume, unzugängliche Stellen und Teilbereiche welche nicht gereinigt werden können, praktisch vollständig vermieden sind. Trotzdem lässt sich die Aussenform der durch den Mantel gebildeten Trennsicherung formschön und griffsicher gestalten und an die unterschiedlichsten Formen von Stecker- und/oder Buchsenteilen anpassen. Das Kupplungsteil mit der Trennsicherung lässt sich in einfacher Weise in einem Arbeitsgang durch Um-spritzen oder Umgiessen des Leiters mit den Kontaktelementen herstellen. Es sind keine zusätzlichen Montage- oder Anpassungsarbeiten notwendig, wodurch die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung mit Trennsicherung sehr kostengünstig herstellbar ist. Ein unbeabsichtigtes Trennen der beiden Teile der Kupplungsvorrichtung aus der zusammengesteckten Position, in welcher der flexible Mantel beide Teile umfasst, wird bei Anwendung normaler Kräfte durch das bandförmige Hintergreifen des eingesteckten Teiles durch die vorderen Mantelteile verhindert. Trotzdem ist eine Trennung der Kupplungsvorrichtung relativ leicht möglich, indem die Endteile des Mantels welcher die Trennsicherung bildet, auf die Seite gedrückt werden und dann die beiden Teile der Kupplung auseinandergezogen werden können. Die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung ist erheblich widerstandsfähiger gegen Beschädigung durch Überrollen oder Begehen als die bekannten Lösungen, und die Festigkeit des Mantels welcher die Trennsicherung bildet ist mindestens so gross wie die Festigkeit der übrigen Kupplungsvorrichtung. One of the advantages of the invention is that one of the counterparts of the coupling device, i.e. either the plug part or the socket part is equipped with a flexible jacket, which forms an integrated part of this counterpart. The flexible jacket has no hinges, movable bearings or snap devices, but is made in one piece. An elastomer, e.g. Polyurethane or a material with similar properties. It is expediently chemical and heat-resistant at least up to the sterilization temperature for medical technology devices. Another advantage is that the counterpart, which fits into the cavity of the flexible jacket and is received by the latter, does not have to have any additional devices such as counterholders, snap strips and the like. Both parts of the coupling device, namely the plug part and the socket part have the simplest possible shape, cavities, inaccessible places and partial areas which cannot be cleaned are practically completely avoided. Nevertheless, the external shape of the isolating fuse formed by the jacket can be designed in an elegant and secure manner and can be adapted to the most varied shapes of plug and / or socket parts. The coupling part with the isolating fuse can be produced in one simple step by overmolding or casting around the conductor with the contact elements. No additional assembly or adjustment work is necessary, as a result of which the coupling device according to the invention with a disconnection fuse can be produced very inexpensively. An unintentional separation of the two parts of the coupling device from the assembled position, in which the flexible jacket comprises both parts, is prevented when the normal forces are applied by the band-shaped engagement of the inserted part by the front jacket parts. Nevertheless, a separation of the coupling device is relatively easy, in that the end parts of the jacket which forms the separation protection are pressed to the side and then the two parts of the coupling can be pulled apart. The coupling device according to the invention is considerably more resistant to damage from rolling over or walking on than the known solutions, and the strength of the casing which forms the separation protection is at least as great as the strength of the rest of the coupling device.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 die Ansicht einer Kupplungsvorrichtung mit Trennsicherung bestehend aus Steckerteil und Buchsenteil in getrennter Position, 1 is a view of a coupling device with isolating device consisting of a plug part and a socket part in a separate position,

Fig. 2 die Aufsicht auf den Steckerteil gemäss Fig. 1 mit der seitlichen Aussparung, 2 shows the top view of the plug part according to FIG. 1 with the lateral recess,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Steckerteiles mit der Einführungsöffnung. Fig. 3 is an end view of the connector part with the insertion opening.

Die in Fig. 1 dargestellte Kupplungsvorrichtung besteht aus zwei Gegenstücken, nämlich dem Stekkerteil 1 und dem Buchsenteil 2. Sowohl Steckerteil 1 wie Buchsenteil 2 bilden die Endstücke von Kabeln 3 und 4. Diese Kabel 3, 4 können elektrische und/oder optische Leiter enthalten, welche mit den Kontaktelementen 6, bzw. 7 im Steckerteil 1, bzw. Buchsenteil 2 verbunden sind. Die Kontaktelemente 6 und 7 bilden in bekannter Weise formschlüssig ineinander greifende Gegenstücke, welche entlang der Kupplungsachse 5 ineinander geschoben werden können. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen den in den Kabeln 3 und 4 enthaltenen Leitern hergestellt. Das Steckerteil 1 besteht im hinteren Teil aus einem Gehäuse 17, welches den Endbereich 19 des Kabels 3 sowie das Verbindungsteil 20 zu den Kontaktelementen 6 umschliesst. Einstückig mit dem Gehäuse 17 ist ein Mantel 8 verbunden, welcher aus elastischem Material, im dargestellten Beispiel aus Polyurethan, besteht. Dieser Mantel 8 weist einen Hohlraum 9 auf, welcher etwa der Form des Gegenstückes, bzw. des Buchsenteiles 2, entspricht. Im vorderen Bereich des Hohlraumes 9 ist an der Stirnseite 13 des Mantels 8 eine Öffnung 10 vorhanden, durch welche das Buchsenteil 2 in den Hohlraum 9 des Mantels 8 eingeschoben werden kann. In vollständig zusammengeschobener Position des Steckerteiles 1 und des Buchsenteiles 2 umschliesst der Mantel 8 den vorderen Bereich 21 des Buchsenteiles 2 und hintergreift diesen im Bereiche der Rückseitenflä-chen 16. Das Zusammenschieben des Steckerteiles 1 und des Buchsenteiles 2 ist möglich, weil der Mantel 8 aus elastischem Material besteht und dieses so gewählt wird, dass sich die Öffnung 10 entsprechend elastisch aufweiten lässt. Nach vollständigem Zusammenschieben der beiden Gegenstücke 1 und 2 der Kupplungsvorrichtung nimmt der Mantel 8 wieder seine ursprüngliche Form ein und bildet durch Umschliessen des vorderen Bereiches 21 des Buchsenteiles 2 eine sichere formschlüssige Verbindung. Der Mantel 8 bildet somit eine Trennsicherung, welche weder Scharniere noch zusätzliche Klemmelemente aufweist und eine Verbindung zwischen den beiden Gegenstücken 1 und 2 ermöglicht, welche eine möglichst glatte Oberfläche aufweist. The coupling device shown in Fig. 1 consists of two counterparts, namely the plug part 1 and the socket part 2. Both the plug part 1 and the socket part 2 form the end pieces of cables 3 and 4. These cables 3, 4 can contain electrical and / or optical conductors, which are connected to the contact elements 6 or 7 in the plug part 1 or socket part 2. The contact elements 6 and 7 form in a known manner interlocking interlocking counterparts which can be pushed into one another along the coupling axis 5. In this way, the connection between the conductors contained in cables 3 and 4 is established. The plug part 1 consists in the rear part of a housing 17 which encloses the end region 19 of the cable 3 and the connecting part 20 to the contact elements 6. In one piece with the housing 17, a jacket 8 is connected, which consists of elastic material, in the example shown of polyurethane. This jacket 8 has a cavity 9 which corresponds approximately to the shape of the counterpart or the socket part 2. In the front area of the cavity 9 there is an opening 10 on the end face 13 of the jacket 8 through which the socket part 2 can be inserted into the cavity 9 of the jacket 8. In the fully pushed-together position of the plug part 1 and the socket part 2, the jacket 8 encloses the front region 21 of the socket part 2 and engages behind it in the region of the rear side surfaces 16. The pushing together of the plug part 1 and the socket part 2 is possible because the jacket 8 consists of there is elastic material and this is selected so that the opening 10 can be expanded elastically accordingly. After the two counterparts 1 and 2 of the coupling device have been pushed completely together, the jacket 8 returns to its original shape and forms a secure positive connection by enclosing the front region 21 of the socket part 2. The jacket 8 thus forms a separation fuse, which has neither hinges nor additional clamping elements and enables a connection between the two counterparts 1 and 2, which has the smoothest possible surface.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher zusätzlich zur Öffnung 10 in der Stirnfläche 13 in der Seitenfläche 14 eine Aussparung 15 angeordnet ist. Die Form dieser Aussparung 15 ist so gewählt, dass sich der Hohlraum 9 des Mantels 8 besser aufweiten lässt und bei zusammengefügten Gegenstücken 1 und 2 das Buchsenteil 2 genügend umschlossen ist. 2 shows an embodiment variant in which, in addition to the opening 10 in the end face 13, a recess 15 is arranged in the side face 14. The shape of this recess 15 is chosen so that the cavity 9 of the jacket 8 can be widened better and the socket part 2 is sufficiently enclosed when the counterparts 1 and 2 are joined together.

In Fig. 3 ist eine Ansicht der Stirnseite 13 des Steckerteiles gemäss Fig. 2 dargestellt, und es sind die seitlichen Halterungen 11 und 12 besonders gut erkennbar. Diese seitlichen Halterungen 11 und 12 hintergreifen die in Fig. 1 beschriebene und dargestellte Rückseitenfläche 16 des vorderen Bereiches 21 des Buchsenteiles 2. FIG. 3 shows a view of the end face 13 of the plug part according to FIG. 2, and the side brackets 11 and 12 can be seen particularly well. These lateral brackets 11 and 12 engage behind the rear surface 16 of the front region 21 of the socket part 2 that is described and shown in FIG. 1.

Es ist leicht ersichtlich, dass sich die beiden Gegenstücke 1 und 2 der Kupplungsvorrichtung mit dem die Trennsicherung bildenden Mantel 8, zum Beispiel bei Anwendung des bekannten Spritzgiess-verfahrens, leicht an die unterschiedlichsten Formen und Anordnungen von Kontaktelementen 6, 7 sowie auch an verschiedene Arten und Formen von Kabeln 3, bzw. 4, anpassen lassen. Dabei bleibt die Funktion der Trennsicherung in jedem Falle vollumfänglich erhalten, und das elastische Material des Mantels 8 schützt die trenngesicherte Kupplungsvorrichtung vor Beschädigungen. Das Trennen von zusammengeschobenen Gegenstücken 1 und 2 der Kupplungsvorrichtung erfolgt in einfacher Weise durch Aufklappen der Halterungen 11 und 12 in seitlicher Richtung, so dass die formschlüssige Verbindung im Bereiche der Rückseitenflächen 16 des Buchsenteiles 2 gelöst wird. Da die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung keine unzugänglichen Trennflächen und keine Scharniere oder Lagerungen aufweist, ist sie auch gemäss den Anforderungen an medizinaltechnische Geräte sterilisierbar. It is easy to see that the two counterparts 1 and 2 of the coupling device with the jacket 8 which forms the separation protection, for example when using the known injection molding process, easily adapt to the most varied shapes and arrangements of contact elements 6, 7 and also to different types and shapes of cables 3 or 4 can be adjusted. In this case, the function of the separation protection is fully retained in any case, and the elastic material of the jacket 8 protects the separation-protected coupling device from damage. Separating counterparts 1 and 2 of the coupling device which have been pushed together takes place in a simple manner by opening the brackets 11 and 12 in the lateral direction, so that the positive connection is released in the region of the rear side surfaces 16 of the socket part 2. Since the coupling device according to the invention has no inaccessible separating surfaces and no hinges or bearings, it can also be sterilized in accordance with the requirements for medical devices.

Claims

1. Detachable coupling device with separation protection for electrical and optical conductors, consisting of a plug part (1) and a socket part (2) which are cooperating counterparts (1, 2), each of the two counterparts (1, 2) being an end piece of a cable (3 , 4) forms with at least one conductor and contains contact elements (6, 7) aligned with a coupling axis (5), characterized in that the plug part (1) or the socket part (2) has a flexible jacket (8), this jacket ( 8) which encloses one of the counterparts (1) and at the same time encompasses a cavity (9) adjoining this counterpart (1), the shape of this cavity (9) approximately the shape of at least one part (21) of the other counterpart (2) corresponds and the cavity (9) serves to receive this part (21) of the other counterpart (2), the jacket (8) has an opening (10) for the introduction of the other counterpart (2) into the cavity (9) Jacket (8) in the areas di eser opening (10) transversely to the coupling axis (5) is elastically expandable and at least parts of the jacket (8) in a region between the cable (4) and contact elements (7) of the other counterpart (2) releasable holders (11, 12) for this Form counterpart (2).

2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the opening (10) for the introduction of the other counterpart (2) in the jacket (8) in, at right angles to the coupling

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3. Coupling device according to claim 1 or 2, characterized in that in at least one, on the end face (13) of the jacket (8) adjacent side surface (14) has a recess (15) and this recess (15) with the opening (10 ) connected is.

4. Coupling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the parts of the casing (8) which brackets (11, 12) form part of the rear surface (18) of the other counterpart (2) engage behind.

5. Coupling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the jacket (8) is made of a permanently elastic material.

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