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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder, insbesondere einen
Rechtecksteckverbinder. Insbesondere bezieht sie sich auf die Kontaktbefestigung,
d. h. die Befestigung von Kontaktelementen in dem Isolierkörper des
Steckverbinders.
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Kontaktbefestigungen
von Kontaktelementen in einem Isolier- bzw. Kontaktkörper sind
in einer großen
Vielzahl bekannt.
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Beispielsweise
zeigt die
EP 0 610
681 A2 einen Isolierkörper,
der aus zwei Teilen besteht, und zwar dem sogenannten Körper und
einem seitlichen Halteteil. Das seitliche Halteteil ist mit einer
Vielzahl von elastischen Zähnen
ausgestattet, die mit entsprechenden Ankersitzen im Körper in
Schnappeingriff bringbar sind. Kontaktelemente werden in zugehörigen Sitzen
einer radial äußeren Gruppe
durch Radialbewegungen relativ zum Körper von der Außenumfangsseite
her eingesetzt. Gleichfalls sind Kontaktelemente in den Sitzen der
radial inneren Gruppe durch eine Bewegung der Kontaktelemente in
Radialrichtung eingesetzt. Bei dem Vorgang des Einlegens laufen
die Kontaktelemente durch die Schlitze bis sie eine Öffnung erreichen,
durch die die Kontaktelemente individuell in den entsprechenden Sitzen
plaziert werden. Um dieses Manöver
zu gestatten, definiert die Öffnung
einen freien Raum mit Abmessungen, die größer sind als der Maximaldurchmesser
jedes der Kontakte.
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Des
weiteren zeigt die
DE
42 38 817 A1 ein Stifthalteglied aus Kunstharz, das ein
zylindrisches Hauptgehäuse
mit einem Boden und einen Kern umfasst, wobei der Kern in den Innenraum
des Hauptgehäuses
eingepasst ist. Es sind an einer Außenumfangswand des Kernteils
Polstift-Halteöffnungen
zur Aufnahme von je einem Kontaktstift ausgebildet und zwar in Form
einer Einstecknut mit U-förmigem Querschnitt,
wobei sich ein Seitenspaltabschnitt in der Umfangsseitenwand des
Kernteils öffnet.
In dem Bodenwandabschnitt des Hauptgehäuses sind Polstift-Halteöffnungen
zum Durchstecken der Kontaktstifte vorgesehen.
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Steckverbinder, insbesondere einen
Rechtecksteckverbinder, vor, bei dem die Kontaktbefestigung, d.
h. die Befestigung der Kontaktelemente im Isolierkörper und im
fertigen Steckverbinder in einfacher Weise möglich ist, wobei eine sichere
Halterung der Kontaktelemente gewährleistet ist. Ferner soll
die Kontaktbefestigung derart erfolgen, daß die Montage des Isolierkörpers, vorzugsweise
nachdem die Kontaktelemente eingesetzt sind, von der Rückseite
eines Gehäuses
her erfolgen kann. Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist montagefreundlich,
und es werden keine zusätzlichen Befestigungsschrauben
im Bereich des Isolierkörpers
benötigt.
Freiraum für
den Bügel ist
vorhanden.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung sind auch Mittel zur Kontaktierung eines
PE-Kontaktelementes vorgesehen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Rechtecksteckverbinder gemäß Anspruch 1, ein Steckverbinder
gemäß Anspruch
12 bzw. ein Rechtecksteckverbinder gemäß Anspruch 13 vorgesehen. Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere
Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
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1 eine perspektivische, „schräg von oben" Ansicht eines Steckverbinderteils
eines in 10 gezeigten
Steckverbinders der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Schnittansicht des
Steckverbinderteils der 1 entlang
der Linie 2-2 der 4;
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3 eine Schnittansicht des
Steckverbinderteils der 1 entlang
der Linie 3-3 der 4;
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4 eine Schnittansicht des
Steckverbinderteils der 1 entlang
der Linie 4-4 der 1 oder 2;
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5 eine perspektivische Ansicht
eines Isolierkörpers
des Steckverbinderteils der 1 schräg von oben;
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6 eine perspektivische Ansicht
eines Kontaktkörpers
des Isolierkörpers
der 5 schräg von oben;
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7 eine perspektivische Ansicht
der Rückseite
des Kontaktkörpers
der 6 schräg von oben;
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8 eine perspektivische Ansicht,
zum Teil im Schnitt, eines Gehäuses
des Steckverbinderteils mit einem PE-Kontaktelement und einem Federelement
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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9 die Ansicht der 8 des Gehäuses ohne
ein PE-Kontaktelement;
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10 eine Seitenansicht des
Steckverbinders der vorliegenden Erfindung, der den Steckverbinderteil
der 1 aufweist;
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11 eine perspektivische
Ansicht eines Federelements gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung, wie es in dem Steckverbinderteil der 1 verwendet wird.
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Die 1 bis 4 zeigen einen Steckverbinderteil 10 eines
erfindungsgemäßen in 10 gezeigten Steckverbinders 1,
der eine elektrische Verbindung eines Kabels 3 (10) mit Kontaktelementen 20, 21 (z.B. 2) im Steckverbinder 1 vorsieht.
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Wie
in 10 gezeigt wird hierzu
das Kabel 3 in einem am Steckverbinderteil 10 befestigten
Deckel 2 an den Kontaktelementen 20, 21 angeschlossen.
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Der
Steckverbinderteil 10 weist ein Gehäuse 11 auf, welches
vorzugsweise ein im wesentlichen quaderförmiges, einstückiges Metallteil
ist. Das Gehäuse 11 ist
hohl und besitzt eine obere Öffnung 16 und
eine untere Öffnung 17.
Auf der die obere Öffnung 16 umgebenden
Oberseite befindet sich eine umlaufende Nut 18, die einen
Dichtungsring aus einem elastischen Material aufnehmen kann. An
zwei sich gegenüberliegenden
Ecken der Oberseite des Gehäuses 11 befinden
sich zwei Gewindebohrungen 19 in Wandverstärkungen.
Durch das Einschrauben von Schrauben in die Gewindebohrungen 19 kann das
Steckverbinderteil 10 mit dem Deckel 2 des Steckverbinders 1 in
der Position der 10 verschraubt
werden, wobei die Kontaktelemente 20, 21, die
an den individuellen Kabelleitungen befestigt sind, innerhalb des
Gehäuses 11 zu
liegen kommen.
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Auf
der Innenseite des Gehäuses 11 befinden
sich, wie in 8 zu sehen,
Führungsstege 40, die
bevorzugterweise nach innen hin leicht ansteigen und die eine leichtere
Bestückung
und Linienführung bei
dem Einschieben eines Isolierkörpers 12 in
das Gehäuse 11 ermöglichen.
Durch die Führungsstege 40 ist
eine leichte Montage des Isolierkörpers 12 in das Gehäuse 11 mit
wenig Kraftaufwand und guter Paßgenauigkeit
gewährleistet.
Zudem wird ein spielfreier Sitz des Isolierkörpers 12 im montierten
Zustand ermöglicht.
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Die
Kontaktelemente 20, 21 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
Stiftkontaktelemente, kurz Stiftkontakte. Die Kontaktelemente 20, 21 können aber
auch als Buchsenkontakte ausgebildet sein.
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Bei
den Kontaktelementen 20, 21 wird zwischen ersten
Kontaktstiften 20 und zweiten Kontaktstiften 21 unterschieden,
wobei es sich beim letzteren bevorzugterweise um einen PE-Kontaktstift 21 handelt.
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Gemäß der 2 weisen die ersten Kontaktstifte 20,
sowohl als auch der PE-Kontaktstift,
ein ersten Lagerabschnitt 22, einen Einrastabschnitt 23,
einen zweiten Lagerabschnitt 24 und einen Kontaktabschnitt 25 auf,
wobei die Durchmesser der ersten und zweiten Lagerabschnitte 22, 24 der
Stifte gleich, aber größer als
der Durchmesser des Kontaktabschnitts und des Einrastabschnitts
sind, und weiterhin der Durchmesser des Einrastabschnitts 23 geringer
ist als der Durchmesser des Kontaktabschnitts 25 des Stiftes.
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In
das Gehäuse 11 ist
ein Isolierkörper
bzw. Kontakteinsatz 12 erfindungsgemäß von oben, bzw. von der Steckrichtung
aus gesehen von hinten, montierbar bzw. einschiebar. Der Isolierkörper 12 ist
zweiteilig und besteht aus einem Kontaktkörper 14 und einem
Schiebeteil 15. Der Isolierkörper 12 nimmt die Kontaktstifte 20, 21 in
einer später
beschriebenen Art und Weise auf und wird vor dem Verschrauben des Gehäuses 11 mit
dem Deckel 2 durch die obere Öffnung 16 des Gehäuses 11 eingeschoben
bzw. eingesetzt. Hierbei kommt der Isolierkörper 12 so in dem Gehäuse zu liegen,
daß das
untere Ende 13 des Isolierkörpers 12 zusammen
mit den Enden der Stiftkontakte 20, 21, aus dem
Gehäuse 11 durch
die untere Öffnung 17 herausragt.
Der Isolierkörper 12 füllt den Innenraum
des Gehäuses 11 vollständig aus
und schließt
mit der Oberseite des Gehäuses 11 ab. 2 zeigt den ins Gehäuse eingesetzten
Isolierkörper 12 mit
einer in Reihe angeordneten Anzahl von ersten Kontaktstiften 20 und
einem PE-Kontaktstift 21 eingesetzt in dem Gehäuse 11.
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Der
Kontaktkörper 14 der 2 bis 7 ist ein bevorzugterweise einstückiges,
im allgemeinen quaderförmiges
Plastikteil. Auf dessen Oberseite befinden sich in Längsrichtung
des Kontaktkörpers 14 halb-offene
Kontaktkammern 35 (siehe 6),
die zur Aufnahme der ersten Kontaktstifte 20 dienen. Die Kontaktkammern 35 können in
einen ersten Kontaktkammerabschnitt 47, einen halb-kreisförmig verengten
Abschnitt 36 und einen zweiten Kontaktkammerabschnitt 48 unterteilt
werden. Die Öffnung
der halb-kreisförmigen
Verengung 36 ist zudem geringfügig kleiner als der Durchmesser
des Einrastabschnitts 23 der Kontaktstifte 20, 21.
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Zwischen
den halb-offenen Kontaktkammern 35 befinden sich Schlitze 29,
die parallel zu den Kontaktkammern 35 verlaufen und zumindest
zum Teil ein trapezförmiges
Profil aufweisen, wobei sich die Schlitze 29 nach innen
verjüngen.
Unterhalb des vorderen Endes der Kontaktkammern 35 befindet
sich eine quer zur Längsrichtung
des Kontaktkörpers 14 verlaufende
Nut 49 in dem Kontaktkörper 14.
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Auf
der Rückseite
des Kontaktkörpers 14 befindet
sich eine PE-Kontaktkammer 37 zur Aufnahme des PE-Kontaktstiftes 21,
welche einen ersten PE-Kontaktkammerabschnitt 51,
eine PE-Kontaktkammerverengung 53 und einen zweiten PE-Kontaktkammerabschnitt 52 aufweist.
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Das
Schiebeteil 15 der 2 bis 5 ist ebenfalls bevorzugterweise
ein einstückiges,
im Allgemeinen quaderförmiges
Plastikteil, welches auf seiner Unterseite Kontaktaussparungen 54,
die einen ersten Kontaktaussparungsabschnitt und einen zweiten Kontaktaussparungsabschnitt
(nicht dargestellt) umfassen, aufweist.
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Die
Kontaktaussparungen 54 sind durch Stege 30 getrennt,
die parallel zu den Kontaktaussparungen 54 verlaufen und
ein trapezförmiges
Profil aufweisen, wobei sich die Dicke der Stege 30 nach außen hin
verbreitert.
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Weiterhin
befinden sich an den vorderen Enden der Aussparungen 54 Führungsglieder 26,
die jeweils mit einer Aussparung 54 ausgerichtet sind.
Außerdem
befindet sich am vorderen Ende der Aussparungen 54 ein
quer zur Längsrichtung
verlaufende Zunge 57, der, wenn der Kontaktkörper 14 und
das Schiebeteil 15 ineinander geschoben sind, in die Nut 49 eingreift.
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Die
perspektivischen Ansichten des Kontaktkörpers 14 in den 6 und 7 beschreibt den Einrastmechanismus der
Kontaktstifte 20, 21 in den Kontaktkörper 14.
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Die
ersten Kontaktstifte 20 können seitlich in die halboffenen
Kontaktkammern 35 eingesetzt werden, wobei durch ein leichtes
Aufdrücken
die Einrastabschnitte 23 der ersten Kontaktstifte 20 in
den halb-kreisförmigen
Verengungen 36 der halboffenen Kontaktkammer 35 einrasten.
In der eingerasteten Position kommen die ersten bzw. zweiten Lagerabschnitte 22, 24 in
den entsprechenden ersten und zweiten Kontaktkammerabschnitten 47, 48 zu
liegen.
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Bezugnehmend
auf 7, wird der PE-Kontaktstift 21 auf ähnliche
Weise wie die ersten Kontaktstifte 20 in der PE-Kontaktkammer 37 eingerastet. Hierzu
wird der PE-Kontaktstift durch den Längsschlitz 60 seitlich
eingelegt, wobei die ersten bzw. zweiten Lagerabschnitte 22, 24 des
PE-Kontaktstiftes 21 in entsprechenden ersten und zweiten PE-Kontaktkammerabschnitte 51, 52,
sowie der Einrastabschnitt 23 in der Verengung des PE-Kontaktkammerabschnitts 53,
zu liegen kommen.
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Der
zweite PE-Kontaktkamrnerabschnitt 52 ist jedoch größer als
der zweite Lagerabschnitt 24 des PE-Kontaktstiftes 21,
so daß ein
Freiraum entsteht der später
von dem unten erwähnten
Federelement 43 ausgefüllt
wird.
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Bezug
nehmend auf 5 wird eine
perspektivische Ansicht des Isolierkörpers 12 gezeigt,
genauer gesagt, ist zu sehen, wie das Schiebeteil 15 auf
den Kontaktkörper 14,
welcher die eingerasteten Kontaktstifte 20, 21 aufweist,
montiert wird.
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Das
Schiebeteil 15 wird hierzu so an den Kontaktkörper 14 angesetzt
bzw. aufgesetzt, daß die Stege 30 des
Schiebeteils mit den Schlitzen 29 auf dem Kontaktkörper 14 ausgerichtet
sind. Ein relatives Verschieben des Schiebeteils 15 zu
dem Kontaktkörper 14 führt zu einem
Einführen
bzw. Einschieben der Stege 30 in die Schlitze 29 und
zwar bis zu einer Position, wo die Oberkante 33 des Schiebeteils mit
der Oberkante 34 des Kontaktkörpers 14 abschließt, führt zu einer
Festlegung der beiden Teile und zwar bevorzugterweise durch ein
Einschieben der Zunge 57 in die Nut 49. Das Ineinanderschieben des
Kontaktkörper 14 und
des Schiebeteil 15 führt somit
zu einer formschlüssigen
Sicherung der ersten Kontaktstifte 20 in den halb-offenen
Kontaktkammern 35 des Kontaktkörpers 14 und den Kontaktaussparungen 54 des
Schiebeteils 25. Zudem werden durch die relativ Bewegung
von Kontaktkörper 14 und Schiebeteil 15 die
Führungsglieder 26 des
Schiebeteils 15 auf die Kontaktabschnitte 25 der
ersten Kontaktstifte 20 geschoben, um diese zusätzlich zu
sichern.
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Der
PE-Kontaktstift befindet sich in einer anderen Ebene als die ersten
Kontaktstifte 20 in dem Isolierkörper 12 wie aus 4 ersichtlich. Wie in der Figur
zu sehen wird der PE-Kontaktstift 21 in der PE-Kontaktkammer 37 in
dem Kontaktkörper 14 eingerastet,
wobei lediglich der erste Lagerabschnitt 22 des PE-Kontaktstiftes 21 aufgenommen
ist, aber zudem der PE-Kontaktstiftes 21 durch eine an
der Innenwand des Gehäuses 11 befindliche
Rippe 27 gehalten wird. Zudem umschließt ein Federelement 43, das
am unteren Ende der Rippe 27 in einem Flansch 28 in
einer kreisförmigen Öffnung befestigt
ist, ein Teil des zweiten Lagersegments 24 des PE-Kontaktstiftes 21.
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Weiterhin
ist zu erkennen, wie die Rippe 27 des Gehäuses 11 beim
Einführen
des Isolierkörpers 12 in
das Gehäuse 11 den
PE-Kontaktstift 21 in der Bewegung führt und gewährleistet, daß der PE-Kontaktstift
mit der Flanschöffnung 42 und
dem Federelement 43 ausgerichtet ist.
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Wie
in 8 und 9 zu sehen erstreckt sich auf einer Innenwand
des Gehäuses 11 die
Rippe in den Innenraum des Gehäuses 11,
an deren unteren Ende sich der mit der Seitenwand und der Rippe 27 senkrecht
orientierte Flansch 28 befindet. Der Flansch 28 hat
eine Oberfläche,
die parallel zu der oberen Öffnung 16 des
Gehäuses 11 verläuft und senkrecht
zu dem Verlauf der Rippe 27 steht. In der Oberfläche 41 des
Flansches 28 befindet sich eine kreisförmige Flanschöffnung 42.
In die Flanschöffnung
ist das erfindungsgemäße, zylinderförmige Federelement 43 eingesetzt.
Gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weist das Federelement 43 eine
umlaufende Nut auf, die auf der Unterseite des Flansches 28 zu
liegen kommt. Weiterhin ist das Federelement 43 am oberen
Ende oberhalb des Flansches 28 gebördelt, wodurch das Federelement 43 in
dem Flansch 28 befestigt ist. Alternative könnte das
Federelement 43 in Bezug auf den Flansch auch angegossen
sein.
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Beim
Einschieben des Isolierkörpers 12 in das
Gehäuse 11 ragt
die Rippe 27 durch die PE-Kontaktkammer 37 in
den Isolierkörper 12 und
führt den PE-Kontaktstift 21 in
seiner Einschubbewegung. Bei einem weiteren Einschieben des Isolierkörpers 12 tritt
der PE-Kontaktstift 21 zunächst mit seinem Kontaktteil 25 durch
die Flanschöffnung 42 und
in das Federelement 43 ein. Wenn der Isolierkörper 12 vollständig in
das Gehäuse 11 eingeführt ist,
kommt der PE-Kontaktstift so zu liegen, daß der zweite Lagerabschnitt 24 des
PE-Kontaktstiftes 21 von dem Federelement 43 umschlossen
ist, sowie die Rippe 27 mit dem PE-Kontaktstift 21 im
Eingriff steht, um ihn spielfrei zu sichern.
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Da
das Federelement 43 sowie der Flansch 28 und die
Rippe 27 aus einem Metallstück geformt sind, ist somit
eine elektrische Verbindung des Schutzleiterkontakts bzw. PE-Kontaktstiftes 21 mit dem
Gehäuse 11 sichergestellt.
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Das
Federelement 43 (siehe 11)
ist bevorzugterweise eine Ringfeder 43 und ist im allgemeinen
zylindrisch. Das Federelement 43 weist im unteren Bereich
der zylindrischen Seitenwand 44 mehrere Einschnitte bzw.
Schlitze 45 auf, die dadurch Federarme 58 in der
zylindrischen Seitenwand 44 definieren.
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Der
untere Bereich des Federelements 43 hat im allgemeinen
einen etwas geringeren Durchmesser als der Durchmesser des zweiten
Lagerabschnitts 24 der Kontaktstifte 20, 21.
Somit ist gewährleistet,
daß beim
Einschieben bzw. Eintreten des PE-Kontaktstiftes 21 in
das Federelement 43 sich die Federarme 58 leicht
nach außen
verbiegen, um ein Einschieben des PE-Kontaktstiftes 21 in
das Federelement 43 bzw. das Herstellen eines sicheren
elektrischen Kontaktes zwischen den beiden Elementen zu ermöglichen.
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Weiterhin
weist das Federelement 43 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung im oberen Bereich radial nach außen weisende
Klemmarme 46 auf, die ein Fixieren des Federelements 43 in
der Flanschöffnung 42 des Flansches 28 ermöglichen.
An der Oberkante des Federelementes 43 befinden sich zusätzlich radial nach
außen
abstehende Lappen 59, die im montierten Zustand des Federelementes 43 auf
der Oberfläche 41 des
Flansche zu liegen kommen.