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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem Gehäuse, mit
mindestens einem darin einsteckbaren metallischen Kontaktelement
zum Anschluß eines
externen Leiters, wobei das Kontaktelement bzw. die Kontaktelemente
von der Anschlußseite
des Steckverbinders mit korrespondierenden Gegenkontaktelementen
eines Gegensteckers verbindbar sind und einen Leiteranschlußbereich,
einen mittleren Halterungsbereich und ein Steckerende aufweisen,
wobei in dem Gehäuse
mindestens ein Rastarm derart angeordnet und ausgebildet ist, daß in einer
ersten Position des Rastarms der Rastarm derart mit dem Halterungsbereich
des Kontaktelements zusammenwirkt, daß das Kontaktelement bzw. die
Kontaktelemente in ihrer axialen Position im Gehäuse fixiert sind und in einer zweiten
Position des Rastarms das Kontaktelement bzw. die Kontaktelemente
in axialer Richtung beweglich ist bzw. sind.
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Ein
derartiger elektrischer Steckverbinder dient zur Bildung einer elektrischen
Steckverbindung mit einem entsprechenden elektrischen Gegensteckverbinder,
wobei der Gegensteckverbinder ortsfest oder beweglich sein kann.
Dient der elektrische Steckverbinder zum Anschließen eines
Leiters an ein elektrisches Gerät
so wird häufig
auch von einer Anschlußklemme
gesprochen; sollen zwei Leiter miteinander verbunden werden, so
handelt es sich dann um eine elektrische Verbindungsklemme. Derartige elektrische
Steckverbindungen werden z. B. bei Elektroinstallationen, insbesondere
in Schaltanlagen, in großem
Umfang verwendet. Die elektrischen Steckverbindungen dienen dabei
dazu, über
ihre jeweiligen Kontaktelemente eine wieder lösbare elektrische Verbindung
herzustellen. Durch die Wiederlösbarkeit der
elektrischen Steckverbindung kann beispielsweise eine defekte Leitung
einfach durch eine neue Leitung ersetzt werden, wozu nur der elektrische
Steckverbinder von dem Gegensteckverbinder gelöst werden muß. Die Kontaktelemente
des elektrischen Steckverbinders sind dabei entweder als Steckerstifte
oder als Steckerbuchsen ausgebildet, wobei dann die Gegenkontaktelemente
des Gegensteckverbinders entsprechend als Steckerbuchsen oder als
Steckerstifte ausgebildet sind.
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Bei
dem aus der
DE 39 28
392 C1 bekannten elektrischen Steckverbinder ist die Führung und
die Halterung der Kontaktelemente dadurch verbessert, daß der vordere,
ringförmige
Bund, der zur Halterung eines Rastelements auf das Kontaktelement
aufgeschoben ist, radial nach außen weisende Führungsstege
aufweist, die nach dem Einsetzen der Kontaktelemente in die Kontaktkammern
an den Wänden
der Kontaktkammern anliegen. Dadurch wird nach dem Einrasten des
Kontaktelements in dem Gehäuse
eine sichere Halterung und Führung
des Kontaktelements im Hinblick auf eventuell mögliche seitliche Schiefstellungen
des Kontaktelements erzielt.
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Neben
der Gefahr einer seitlichen Schiefstellung des Kontaktelements in
dem Gehäuse
besteht jedoch auch die Gefahr, daß das Kontaktelement beim Zusammenstecken
des elektrischen Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder durch
Reibungskräfte
zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontaktelement ins Innere
des Gehäuses
zurückgeschoben
wird. Um diese Gefahr zu verhindern, besteht grundsätzlich die
Möglichkeit,
das Kontaktelement derart fest in dem Gehäuse zu verrasten, daß eine axiale
Verschiebung des Kontaktelements in das Gehäuse ausgeschlossen ist. Dies
führt dann
jedoch automatisch dazu, daß nach
dem Einrasten des Kontaktelements in das Gehäuse das Kontaktelement nicht
mehr aus dem Gehäuse
entfernt werden kann.
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Ein
eingangs beschriebener elektrischer Steckverbinder ist aus der
US 5,575,684 A bekannt. Bei
diesem elektrischen Steckverbinder kann ein elektrisches Kontaktelement
in das Gehäuse
eingeschoben und darin mittels einer Rastnase befestigt werden,
die in eine entsprechende Öffnung
in dem Kontaktelement eingreift. Zum Lösen der Verrastung muß bei dem
bekannten Steckverbinder die Spitze eines Werkzeuges von der Anschlußseite durch
eine Öffnung
eingesteckt werden, wobei das Werkzeug dann an einer entsprechenden
Kante einer in den Aufnahmeraum für das Werkzeug hineinragenden Nase
angreifen muß,
um die auf der gegenüberliegenden
Seite des Rastarmes ausgebildete Rastnase aus ihrer Rastposition
auszulenken.
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Da
die bekannten elektrischen Steckverbinder relativ kleine Abmessungen
aufweisen, ist das Lösen
der Verrastung bei dem bekannten elektrischen Steckverbinder nur
mittels eines sehr dünnen speziellen
Werkzeuges möglich,
wobei darüber
hinaus die Handhabung relativ kompliziert ist, da einerseits das
Werkzeug von der Anschlußseite
in das Gehäuse
eingesteckt, gleichzeitig das Gehäuse gehalten und andererseits
das entriegelte Kontaktelement aus dem Gehäuse herausgezogen werden muß.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Lösen und
Auswechseln der Kontaktelemente eines elektrischen Steckverbinders zu
vereinfachen, wobei jedoch auch eine sichere axiale Fixierung der
Kontaktelemente im Gehäuse
gewährleistet
sein soll.
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Diese
Aufgabe ist dadurch gelöst,
daß an dem
Kontaktelement bzw. an den Kontaktelementen ein radial umlaufender
Bund angeordnet ist, wobei sich der Bund zwischen dem Halterungsbereich
und dem Steckerende des Kontaktelements bzw. der Kontaktelemente
befindet und in der ersten Position des Rastarms der Rastarm am
Bund angreift, daß in dem
Gehäuse
an der der Anschlußseite
gegenüberliegenden
Seite eine der Anzahl der Kontaktelemente entsprechende Anzahl an Öffnungen
zum Einführen eines
Werkzeugs, beispielsweise der Spitze eines Schraubendrehers, angeordnet
ist, und daß an
dem Rastarm eine Einstecköffnung
für das
Werkzeug ausgebildet ist, wobei die Einstecköffnung gleichzeitig als Positionierungshilfe
für das
Werkzeug dient, so daß durch
die Ausgestaltung der Einstecköffnung das
Werkzeug automatisch an die richtige Position geführt wird.
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Durch
die Ausbildung und Anordnung des Rastarmes in dem Gehäuse kann
auf einfache Art und Weise eine axiale Fixierung des Kontaktelements
bzw. der Kontaktelemente erreicht werden. Hierzu greift der Rastarm
in seiner ersten Position an dem am Kontaktelement angeordneten
Bund derart an, daß der
Bund und damit auch das Kontaktelement durch den Rastarm in seiner
axialen Position festgehalten wird. Soll nun das Kontaktelement
aus dem Gehäuse
entfernt werden, beispielsweise weil das Kontaktelement beschädigt ist
oder weil bei einem mehrpoligen Steckverbinder die Polanordnung geändert werden
soll, so muß der
Rastarm nur in seine zweite Position verbracht werden, in der dann
das Kontaktelement aus dem Gehäuse
entfernt werden kann.
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Zur
Vereinfachung der Betätigung
des Rastarms ist am Rastarm erfindungsgemäß eine Einstecköffnung für ein Werkzeug,
beispielsweise die Spitze eines Schraubendrehers, ausgebildet. Dadurch
kann das Werkzeug besonders einfach in das Gehäuse des Steckverbinders eingeführt und
der Rastarm aus der ersten Position in die zweite Position ausgelenkt
werden. Dadurch, daß die
Einstecköffnung
gleichzeitig als Positionierungshilfe für das Werkzeug dient, kann
auch bei einem relativ kleinen elektrischen Steckverbinder mit einem
entsprechend kleinen Gehäuse
das Werkzeug von dem Monteur sehr einfach in das Gehäuse eingesteckt
werden kann, wodurch eine Fehlbetätigung des Rastarms verhindert
wird.
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Durch
die Ausbildung des radial umlaufenden Bundes an dem Kontaktelement
kann die gewünschte
axiale Fixierung des Kontaktelements in dem Gehäuse besonders einfach und zuverlässig gewährleistet
werden, da durch das Zusammenwirken des Bundes mit dem Rastarm verhindert
wird, daß beim
Zusammenstecken des Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder
die Kontaktelemente durch die Kraft der korrespondierenden Gegenkontaktelement
ins Innere des Gehäuses
zurückgedrückt werden.
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Grundsätzlich sind
nun verschiedene Möglichkeiten
denkbar, wie der Rastarm bzw. die Rastarme ausgebildet sein können, so
daß sie
möglichst einfach
aus einer ersten – fixierenden – Position
in eine zweite – freigebende – Position
im Gehäuse
verbracht werden können.
Hierzu könnte
das Kontaktelement beispielsweise verschieblich im Gehäuse gelagert
sein. Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Rastarm jedoch federnd
ausgebildet und dadurch aus der ersten Position in die zweite Position
verbringbar, daß der
Rastarm gegen seine Federkraft ausgelenkt wird. Eine derartige Ausbildung
des Rastarms hat den Vorteil, daß der Rastarm ohne Betätigung aufgrund
seiner Federkraft automatisch in der ersten Position festgehalten
wird, wodurch das Kontaktelement im Gehäuse axial fixiert ist. Soll
nun ein Kontaktelement aus dem Gehäuse entfernt werden, so muß hierzu
der Rastarm entgegen seiner Federkraft ausgelenkt werden. Sobald
der Rastarm wieder ”losgelassen” wird,
federt er automatisch in seine erste Position zurück.
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Gemäß einer
letzten vorteilhaften Ausgestaltung, die hier noch kurz erwähnt werden
soll, ist der Rastarm an mindestens zwei Stellen im Gehäuse befestigt.
Dadurch wird zum einen die Gefahr einer Beschädigung des Rastarms bei dessen
Betätigung verringert,
ist zum anderen gleichzeitig sichergestellt, daß die Kraft, mit der das Kontaktelement
in der ersten Position des Rastarms fi xiert wird, auch nach mehrmaliger
Betätigung
des Rastarms noch ausreichend groß ist.
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Zur
Verhinderung einer Beschädigung
des Rastarms durch ein zu starkes Auslenken des Rastarmes ist darüber hinaus
vorzugsweise vorgesehen, daß ein
im Gehäuse
angeordneter Anschlag die maximal mögliche Auslenkung des Rastarms
begrenzt. Hierdurch wird eine über
die elastischen Eigenschaften des Rastarmes hinausgehende Auslenkung
verhindert, wodurch ebenfalls die Funktionsfähigkeit des Rastarmes auch
nach mehrmaliger Betätigung
sichergestellt ist.
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Im
einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder
auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die dem
Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine
erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders, im montierten Zustand,
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2 den
elektrischen Steckverbinder gemäß 1,
mit noch nicht montierten Kontaktelementen,
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3 eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders gemäß 1,
mit als Steckerbuchsen ausgebildeten Kontaktelementen,
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4 den
elektrischen Steckverbinder gemäß 3,
mit noch nicht montierten Steckerbuchsen und
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5 eine
Variante des elektrischen Steckverbinders gemäß 1.
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In
den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele eines elektrischen
Steckverbinders 1 dargestellt, die jeweils ein Gehäuse 2 und
zwei in das Gehäuse
einsteckbare metallische Kontaktelemente 3, 4 aufweisen.
Die beiden Kontaktelemente 3, 4 dienen zum Anschluß zweier
externer Leiter oder zweier Adern eines externen Leiters, und können von
der Anschlußseite 5 des Steckverbinders 1 mit – hier nicht
dargestellten – korrespondierenden
Gegenkontaktelementen eines Gegensteckverbinders verbunden werden.
Hierzu kann das Gehäuse 2 des
Steckverbinders 1 mit dem Gehäuse des Gegensteckverbinders
verrastet werden, wobei dann die in den 1, 2 und 5 dargestellten,
als Steckerstifte ausgebildeten, Kontaktelemente 3, 4 in
korrespondierende, als Steckerbuchsen ausgebildete Gegenkontaktelemente
eingesteckt werden. Entsprechend erfolgt eine elektrische Verbindung
des in den 3 und 4 dargestellten
elektrischen Steckverbinders 1 dadurch, daß die dort
als Steckerbuchsen ausgebildeten Kontaktelemente 3, 4 entsprechend korrespondierende,
als Steckerstifte ausgebildete Gegenkontaktelemente aufnehmen.
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Anstelle
des in den Figuren nur dargestellten scheibenförmigen elektrischen Steckverbinders 1 mit nur
zwei Kontaktelementen 3, 4 kann auch ein Steckverbinder
in Form eines Blockes mit mehreren Kontaktelementen ausgebildet
sein. Insbesondere bei einem derartigen blockförmigen, mehrpoligen Steckverbinder
kann es häufiger
vorkommen, daß die
Polanordnung geändert
werden muß.
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Wie
insbesondere aus den 2 und 4 ersichtlich
ist, weisen die Kontaktelemente 3, 4 jeweils einen
Leiteranschlußbereich 6,
einen Halterungsbereich 7 und ein Steckerende 8 auf.
Die Kontaktelemente 3, 4 bzw. die Leiteranschlußbereiche 6 können dabei
beispielsweise als Crimpkontakt oder als Lötkontakt ausgebildet sein.
Darüber
hinaus ist grundsätzlich
jedoch auch jede andere Art der Ausführung der Kontaktelemente 3, 4 möglich, so
daß die Leiteranschlußbereiche
beispielsweise auch als Schraubanschlußkörper ausgebildet sein könnten. Zur
Aufnahme der Kontaktelemente 3, 4 sind in dem Gehäuse entsprechende
Kontaktkammern 9, 10 ausgebildet, die in ihrer
Form der Form der Kontaktelemente 3, 4 angepaßt sind,
so daß die
Kontaktelemente 3, 4 – in der dargestellten Anordnung – von unten,
d. h. von der der Anschlußseite 5 gegenüberliegenden
Seite in das Gehäuse 2 eingeführt werden können.
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Zur
axialen Fixierung der Kontaktelemente 3, 4 in
dem Gehäuse 2 ist
an den Kontaktelementen 3, 4 jeweils oberhalb
des Halterungsbereichs 7 ein umlaufender Bund 11 angeordnet.
Dieser Bund 11 kann nun mit einem im Gehäuse 2 angeordneten
Rastarm 12, 13 derart zusammenwirken, daß der Rastarm 12, 13 in
einer ersten – in
den 1, 3 und 5 dargestellten – Position
unter dem Bund 11 angreift, so daß die Kontaktelemente 3, 4 nicht
von oben in das Gehäuse 2 hereingedrückt werden
können.
Dadurch wird die gewünschte
axiale Fixierung der Kontaktelemente 3, 4 in dem
Gehäuse 2 gewährleistet, durch
die verhindert wird, daß beim
Zusammenstecken des Steckverbinders 1 mit dem Gegensteckverbinder
die Kontaktelemente 3, 4 durch die Kraft der korrespondierenden
Gegenkontaktelemente ins Innere des Gehäuses 2 zurückgedrückt werden.
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Soll
dagegen ein Kontaktelement 3, 4 – bewußt – wieder
aus dem Gehäuse 2 gelöst werden, beispielsweise
weil das Kontaktelement 3, 4 beschädigt ist
oder weil die Polanordnung eines mehrpoligen elektrischen Steckverbinders 1 verändert werden soll,
so muß der
federnde Rastarm 12, 13 nur entgegen seiner Federkraft
ausgelenkt werden, wodurch die Spitze 14 des Rastarms 12, 13 die
Unterseite des Bundes 11 freigibt, so daß das Kontaktelemente 3, 4 nach
unten aus dem Gehäuse 2 herausgedrückt werden
kann. Hierzu ist an den einstückig
mit dem Gehäuse 2 verbundenen
Rastarmen 12, 13 jeweils eine Einstecköffnung 15 für ein Werkzeug,
beispielsweise die Spitze 16 eines Schraubendrehers, ausgebildet. Durch
entsprechende Öffnungen 17 in
der Unterseite des Gehäuses 2 kann
dann einfach die Spitze 16 eines normalen Schraubendrehers
eingesteckt werden, wobei durch die Ausgestaltung der Einstecköffnungen 15 die
Spitze 16 automatisch an ihre richtige Position geführt wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 4 sind
die beiden Rastarme 12, 13 jeweils an zwei Stellen 18, 19 mit
dem Gehäuse 2 verbunden,
wodurch die zur Fixierung der Kontaktelemente 3, 4 in
axialer Richtung erforderliche Federkraft der Rastarme 12, 13 erhöht wird.
Im Unterschied dazu sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 die
beiden Rastarme 12, 13 jeweils nur an der Unterseite
mit dem Gehäuse 2 verbunden.
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Allen
Ausführungsbeispielen
ist jedoch gemeinsam, daß in
dem Gehäuse 2 ein
Anschlag 20 für die
Rastarme 12, 13 ausgebildet ist, wodurch die maximal
mögliche
Auslenkung der Rastarme 12, 13 begrenzt wird.
Je nach Ausgestaltung des Anschlags 20 bzw. je nach Form
der Rastarme 12, 13 kann dabei die Länge der
maximal möglichen
Auslenkung den jeweiligen Anforderungen entsprechend einfach festgelegt
werden.
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Bei
einem Vergleich des Ausführungsbeispiels
gemäß der 1 mit
dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 5 wird
dabei sofort ersichtlich, daß durch
die nur einseitige Anbindung der Rastarme 12, 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 5 die Rückstellkraft,
mit der der Rastarm 12, 13 wieder gegen die Kontaktelemente 3, 4 bzw.
den Bund 11 gedrückt
wird, deutlich geringer ist.