DE102004038123A1

DE102004038123A1 - Elektrischer Stecker und elektrische Steckeraufnahme

Info

Publication number: DE102004038123A1
Application number: DE102004038123A
Authority: DE
Inventors: Günter Feldmeier; Werner Boeck; Martin Szelag; Ralf Schmidt
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: DE102004038123B4; EP1624534A2; US20060030192A1; US7255587B2; JP2006049325A; EP1624534A3; JP4766946B2; EP1624534B1

Abstract

Ein elektrischer Stecker (10) zum Verbinden mit einer Steckeraufnahme umfasst einen Steckkontaktbereich (18) mit einem oder mehreren Kontakten zum Herstellen von einer oder mehreren elektrischen Verbindungen zwischen dem Stecker (10) und der Steckeraufnahme. Ferner umfasst der elektrische Stecker eine Rastfeder (32) mit einem ersten Steckerrastelement (36) zum Verbinden des Steckers (10) mit einem ersten Aufnahmerastelement der Steckeraufnahme und ein zweites Steckerrastelement (38) zum Verrasten des Steckers (10) mit einem zweiten Aufnahmerastelement der Steckeraufnahme.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Stecker und einer elektrischen Steckeraufnahme, die durch Rastelemente miteinander verrastet werden können.

In der Technik ist eine sehr große Anzahl von elektrischen Steckern und elektrischen Steckeraufnahmen bzw. Buchsen zum Aufnehmen der Stecker bekannt. Diese unterscheiden sich vor allem in Anzahl, Form, Größe und Anordnung der Kontakte, in der Schirmung gegen elektromagnetische Störungen, in den Hochfrequenzeigenschaften und in der Stromtragfähigkeit. Ein wichtiges Merkmal von elektrischen Steckern und Steckeraufnahmen sind Befestigungs- oder Verriegelungseinrichtungen zum dauerhaften aber in der Regel lösbaren Befestigen oder Verriegeln des Steckers in der Steckeraufnahme. Während beispielsweise der klassische Bananenstecker, der Eurostecker und der Schutzkontakt-Stecker allein durch die Reibung der Steckverbindung in den entsprechenden Buchsen bzw. Steckdosen gehalten werden, werden andere Stecker mit Bajonettverschlüssen, Überwurfmuttern oder Schraubflanschen in oder an der Steckeraufnahme gehalten.

Eine besonders vorteilhafte Befestigung eines elektrischen Steckers in oder an einer elektrischen Steckaufnahme besteht in einer Verrastung derselben. Die Verbindung von Stecker und Steckeraufnahme geschieht beim Einstecken des Steckers in die Steckeraufnahme in der Regel automatisch, indem Rastelemente von Stecker und Steckeraufnahme ineinander greifen. In der Regel ist die Verrastung ohne weiteres lösbar, indem ein Rastelement gegenüber dem anderen quer zur Steckrichtung verschoben wird, so dass die beiden Rastelemente nicht mehr in Eingriff sind. Über diese Verrastung ist eine zugfeste Verbindung zwischen Stecker und Steckeraufnahme somit auf besonders einfache Weise und besonders schnell herstellbar und an schließend lösbar. Oft ist auch zum Lösen der Verrastung kein Werkzeug erforderlich.

Ein Beispiel für einen elektrischen Stecker, der durch ein Verrasten in einer Steckeraufnahme befestigt werden kann, ist in der WO 02/15340 A1 beschrieben. Der elektrische Stecker weist in einem Steckkontaktbereich an einer Seite eine Mehrzahl von Kontakten auf. An einer gegenüberliegenden Seite des Steckkontaktbereichs ist ein symmetrisches Paar Rasthaken an einer Rastfeder angeordnet. Dieses Paar Rasthaken bildet das einzige Rastelement des Steckers und kann durch Drücken eines Betätigungsgriffs verschoben werden, um eine Verrastung zu lösen.

Ein Nachteil des beschriebenen herkömmlichen Steckers besteht darin, dass die Verrastung des Steckers mit der Steckeraufnahme für einen industriellen Einsatz keine ausreichend feste Verbindung gewährleisten kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrischen Stecker, eine elektrische Steckeraufnahme und einen Rahmen für eine Steckeraufnahme zu schaffen, die eine robustere Verbindung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Stecker nach Anspruch 1, eine elektrische Steckeraufnahme nach Anspruch 12 und einen Rahmen nach Anspruch 16 gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

Die vorliegende Erfindung schafft einen elektrischen Stecker zum Verbinden mit einer Steckeraufnahme, der einen Steckkontaktbereich mit einem oder mehreren Kontakten zum Herstellen von einer oder mehreren elektrischen Verbindungen zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme umfasst. Ferner umfasst der elektrische Stecker eine Rastfeder mit einem ersten Steckerrastelement zum Verrasten des Steckers mit einem ersten Aufnahmerastelement der Steckeraufnahme und ein zweites Steckerrastelement zum Verrasten des Steckers mit einem zweiten Aufnahmerastelement der Steckeraufnahme.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine elektrische Steckeraufnahme zum Verbinden mit einem Stecker, die einen Steckkontaktbereich mit einem oder mehreren Kontakten zum Herstellen von einer oder mehreren elektrischen Verbindungen zwischen der Steckeraufnahme und dem Stecker umfasst. Die elektrische Steckeraufnahme umfasst ferner ein erstes Aufnahmerastelement zum Verrasten der Steckeraufnahme mit einem ersten Steckerrastelement des Steckers und ein zweites Aufnahmerastelement zum Verrasten der Steckeraufnahme mit einem zweiten Steckerrastelement des Steckers.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Rahmen zur festen Verbindung mit einer Steckeraufnahme mit einem Aufnahmerastelement, der ein Rahmenrastelement an dem Rahmen zum Verrasten des Rahmens mit einem zweiten Steckerrastelement eines Steckers umfasst, wenn der Stecker in einem mit dem Rahmen fest verbundenen Steckeraufnahme eingesetzt und ein erstes Steckerrastelement des Steckers mit einem Aufnahmerastelement der Steckeraufnahme verrastet ist.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Idee bei einem elektrischen Stecker und bei einer elektrischen Steckeraufnahme bzw. einem Rahmen zur Ergänzung einer elektrischen Steckeraufnahme zusätzlich zu korrespondierenden und miteinander verrastenden ersten Rastelementen miteinander korrespondierende zweite Rastelemente vorzusehen, welche eine zweite Verrastung ausbilden. Durch diese zweite Verrastung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme oder dem Rahmen wird die mechanische Verbindung zwischen den beiden wesentlich verstärkt. Dadurch wird auch bei rauen Einsatzbedingungen, insbesondere bei einem industriellen Einsatz, eine erhöhte Zu verlässigkeit der Steckverbindung gewährleistet. Dabei wirken entweder beide Verrastungen gleichzeitig mechanisch verbindend, oder die mechanische Verbindung wird überwiegend oder ausschließlich durch die zweite Verrastung gewährleistet.

Vorzugsweise sind die ersten Rastelemente und die zweiten Rastelemente in der Steckrichtung, in der der Stecker in die Steckeraufnahme einsteckbar ist, voneinander beabstandet bzw. gegeneinander versetzt. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass der Steckkontaktbereich und die ersten Rastelemente einer Norm bzw. einem Standard entsprechen und somit ein erfindungsgemäßer Stecker mit einer herkömmlichen, standardisierten Steckeraufnahme oder ein herkömmlicher, standardisierter Stecker mit einer erfindungsgemäßen Steckeraufnahme kombiniert werden, wenn die zweiten Rastelemente außerhalb des Bereichs angeordnet sind, in dem der Stecker und die Steckeraufnahme normiert bzw. standardisiert sind. Die praktischen Vorteile einer solchen Kompatibilität liegen auf der Hand und können nicht hoch genug bewertet werden. Als genormte Stecker oder Steckeraufnahmen kommen beispielsweise RJ-Stecker oder RJ-Steckeraufnahmen in Betracht.

Nachfolgend werden bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 eine weitere schematische perspektivische Darstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
3 eine weitere schematische perspektivische Darstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
4 eine weitere schematische perspektivische Darstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
5 eine schematische perspektivische Explosionszeichnung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
6 eine schematische perspektivische Darstellung eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische perspektivische Darstellung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
8 eine weitere schematische perspektivische Darstellung des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
9 eine schematische perspektivische Darstellung eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
10 eine schematische perspektivische Darstellung eines fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
11 eine weitere schematische perspektivische Darstellung des fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels.
1 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Steckers 10 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Stecker 10 umfasst ein erstes Gehäuseteil 12 und ein zweites Gehäuseteil 14, die schwenkbar miteinander verbunden sind. Die beiden Gehäuseteile 12, 14 sind in 1 in einer offenen Stellung dargestellt, in der, wie unten mit Bezug auf 2 näher erläutert wird, ein Kabel in den Stecker 10 eingelegt werden kann. Mit den Gehäuseteilen 12, 14 ist ferner eine Kabelendenauf nahme 16 verbunden, die auch als Schwenkdeckel oder Pivot bezeichnet wird. Die Kabelendenaufnahme 16 ist um die gleiche Achse schwenkbar, um die das zweite Gehäuseteil 14 relativ zu dem ersten Gehäuseteil 12 schwenkbar ist. Die Kabelendenaufnahme 16 weist eine Mehrzahl (im vorliegenden ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel vier) Kanäle auf, in welche Einzelleiter eines mit dem Stecker 10 zu verbindenden Kabels eingelegt bzw. eingesteckt werden können.
Ein Steckkontaktbereich 18 ist mit einem der Gehäuseteile 12, 14 starr verbunden, im hier beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel mit dem ersten Gehäuseteil 12. Ein Verschlussstück 20 ist drehbar mit einem der beiden Gehäuseteile 12, 14 verbunden, im hier dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel mit dem ersten Gehäuseteil 12. Das Verschlussstück 20 ist um eine Achse drehbar, die mit der Lage eines Kabels zusammenfällt, wenn dieses in den Stecker 10 eingelegt und dieser geschlossen ist. Mit anderen Worten ist das Verschlussstück 20 um ein in den geschlossenen Stecker 10 eingelegtes Kabel drehbar. Das Verschlussstück 20 weist im Wesentlichen die Form eines U auf. Es ist in 1 in einer Position dargestellt, in der die Öffnung des U zu dem zweiten Gehäuseteil 14 hin zeigt und somit ein Kabel in den Stecker 10 eingelegt werden kann. Das Verschlussstück 20 weist ein Loch auf, in das eine Schraubendreher einführbar ist, mit dem das Verschlussstück gedreht werden kann. Alternativ oder zusätzlich weist das Verschlussstück zwei einander gegenüberliegende planparallele Flächen auf, an denen ein Maulschlüssel angesetzt werden kann, um das Verschlussstück zu drehen und so zu schließen oder zu öffnen.
2 ist eine weitere schematische perspektivische Darstellung des Steckers 10 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dieser Darstellung ist bereits ein Kabel 22 in den Stecker 10 eingelegt. Einzelleiter 26 des Kabels 22 sind in einem Endabschnitt des Kabels 22 freigelegt und in die Kanäle der Kabelendenaufnahme 16 eingeführt. In einem angrenzenden Abschnitt des Kabels 22 ist eine Schirmung 24 freigelegt.
Durch Schwenken der Kabelendenaufnahme 16 zu dem ersten Gehäuseteil 12 hin werden die Einzelleiter 26 kontaktiert. Dies erfolgt durch Schneidkontakte, die fest mit dem ersten Gehäuseteil 12 verbunden sind, die Isolation jedes Einzelleiters durchschneiden und die Einzelleiter kontaktieren. Alternativ werden Crimp-Kontakte, Piercing-Kontakte etc. verwendet.
Die freigelegte Schirmung 24 des Kabels 22 wird beim Herabschwenken der Kabelendenaufnahme 16 zu dem ersten Gehäuseteil 12 durch einen nicht dargestellten leitfähigen Abschnitt des ersten Gehäuseteils 12 und beim Herabschwenken des zweiten Gehäuseteils 14 zum ersten Gehäuseteil 12 durch einen leitfähigen Abschnitt 28 des zweiten Gehäuseteils 14 kontaktiert. Der leitfähige Abschnitt des ersten Gehäuseteils 12 und der leitfähige Abschnitt 28 des zweiten Gehäuseteils 14 sind leitfähig mit leitfähigen Beschichtungen, Metallisierungen oder metallischen Einlagen des Gehäuseteils 12, 14 verbunden, welche den Stecker 10 im geschlossenen Zustand gegenüber elektromagnetischen Einkopplungen abschirmen. Gemäß einer bevorzugten Variante sind sogar die gesamten Gehäuseteile 12, 14 aus Metall gefertigt, beispielsweise als Druckgußteile, woraus eine besonders gute Abschirmung und eine besonders hohe mechanische Robustheit resultieren.
3 ist eine weitere schematische perspektivische Darstellung des Steckers 10 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Stecker 10 ist hier in einem geschlossenen Zustand dargestellt, in dem der zweite Gehäuseteil 14 zu dem ersten Gehäuseteil 12 geschwenkt ist. In diesem Zustand wird, wie bereits erwähnt, die Schirmung 24 des Kabels 22 durch leitfähige Abschnitte an beiden Gehäuseteilen 12, 14 kontaktiert, wodurch eine vollständige Abschirmung gegenüber elektromagnetischen Einstrahlungen gewährleistet ist. Ferner wird das Kabel 22 in dieser geschlossenen Stellung des Steckers 10 durch eine Klemmung zwischen den Gehäuseteilen 12, 14 gehalten.
In 3 ist ferner zu erkennen, dass das Verschlussstück 20 gegenüber den Darstellungen in den 1 und 2 um 90° um das Kabel 22 gedreht ist. In dieser Verriegelungsposition hält das Verschlussstück 20 die Gehäuseteile 12, 14 zusammen bzw. verriegelt dieselben in der geschlossenen Stellung.
4 ist eine weitere schematische perspektivische Darstellung des Steckers 10 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Stecker 10 ist hier aus einer diametral entgegengesetzten Perspektive dargestellt. Insbesondere ist so eine in den 1 bis 3 verdeckte Unterseite des ersten Gehäuseteil 12 sichtbar. An der Unterseite des ersten Gehäuseteils 12 ist eine Rastfeder 32 angeordnet. Die Rastfeder 32 besteht vorzugsweise aus einem gestanzten und geprägten Metallblech und weist je nach Ihrer lokalen Formgebung lokal variierende elastische Eigenschaften auf. Die Rastfeder 32 ist mit dem ersten Gehäuseteil 12 unverlierbar aber beweglich verbunden. Sie ist zwischen der in 4 dargestellten Position und einer nachfolgend beschriebenen Entriegelungsposition verschiebbar. Die Rastfeder 32 ist insofern in das Gehäuse des Steckers 10, insbesondere in das erste Gehäuseteil 12, integriert, als sie zumindest im Bereich des ersten Gehäuseteils 12 nicht oder nicht wesentlich aus einem minimalen konvexen Volumen, welches das erste Gehäuseteil 12 vollständig enthält, hervorsteht. Mit anderen Worten weist die Rastfeder 32 keine gegenüber dem ersten Gehäuseteil 12 vorstehende oder abstehende Teile auf.
Die Rastfeder 32 weist einen Abschnitt 34 auf, der sich parallel zu dem Steckkontaktbereich 18 erstreckt. Das Ende dieses Abschnitts 34 ist in Form eines Rastelements 36 ausgebildet, welches in der seitlichen Projektion näherungsweise das Profil eines Sägezahns aufweist. Das erste Rastelement 36 ist hinsichtlich seiner Form, Größe und Anordnung so ausgebildet, dass es beim Einstecken des Steckers 10 in eine für diesen vorgesehene Steckeraufnahme mit einem korrespondierenden Rastelement an der Steckeraufnahme verrastet.
Bei dem hier dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind der Steckkontaktbereich 18 und das erste Rastelement 36 so ausgebildet, dass sie mit einer RJ45-Buchse (nach EN60603-7-1: 2002) kompatibel sind. D. h. der Stecker 10 kann wie ein herkömmlicher RJ45-Stecker in eine RJ45-Buchse gesteckt werden und rastet dort mit dem ersten Rastelement 36 ein.
Zusätzlich zu dem ersten Rastelement 36 weist der erfindungsgemäße Stecker 10 jedoch noch ein zweites Rastelement in Form zweier Nasen 38 auf, die symmetrisch an der Rastfeder 32 ausgebildet sind. Die Nasen 38 liegen außerhalb des Steckkontaktbereichs 18 im Bereich des ersten Gehäuseteils 12. Die Nasen 38 entsprechen nicht dem RJ45-Standard. Sie sind für eine Verrastung mit Rastelementen an einer Steckeraufnahme, die auf eine entsprechende Weise ebenfalls vom RJ45-Standard abweicht, vorgesehen. Diese Verrastung wird unten mit Bezug auf die 10 und 11 näher erläutert.
Nahe den Nasen 38 an der Rastfeder 32 sind in den Seitenwänden des ersten Gehäuseteils 12 Nuten 40 vorgesehen. Diese liegen parallel zu einer Steckrichtung, in der der Stecker 10 in eine Steckeraufnahme gesteckt werden kann. Die Nuten 40 dienen zusammen mit korrespondierenden Stegen an der Steckeraufnahme zur Führung des Steckers 10 in der Steckeraufnahme. Sie gewährleisten insbesondere eine zuverlässige Verrastung des Steckers 10 über die Nasen 38, indem sie eine exakte Führung des Steckers 10 im Bereich der Nasen 38 und damit eine exakte relative Ausrichtung der Nasen 38 zu korrespondierenden Rastelementen an der Steckeraufnahme gewährleisten.
Eine Verrastung des Steckers 10 mit einer Steckeraufnahme über das erste Rastelement 36 und/oder die Nasen 38 kann ge löst werden, indem die Rastfeder 32 in Richtung zu dem zweiten Gehäuseteil 14 gedrückt und verschoben wird. Dies kann manuell erfolgen oder mittels eines Schraubendrehers 42, der im Wesentlichen parallel zu dem Kabel 22 durch eine Führung bzw. Öffnung 44 in dem ersten Gehäuseteil 12 gesteckt wird. Die Spitze des Schraubendrehers 42 drückt dabei auf eine schiefe Ebene oder Rampe 46 an der Rastfeder 32. Dadurch werden die Rastfeder 32 verschoben und Verrastungen des ersten Rastelements 36 und der Nasen 38 mit korrespondierenden Rastelementen einer Steckeraufnahme gelöst.
5 ist eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung aller Bestandteile des Steckers 10 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Neben den Gehäuseteilen 12, 14 besteht vorzugsweise auch das Verschlussstück 20 aus Metall, alternativ aus Kunststoff. Aus gestanztem und geprägtem und/oder gebogenen Blech sind neben der Rastfeder 52 vorzugsweise auch Schneidklemmkontakte 52 und Flachkontakte 54 hergestellt. Die Kabelendenaufnahme 16 und ein Isoliergehäuse 56 bestehen aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff. Die Schneidklemmkontakte 52 und die Flachkontakte 54 werden in Fächer bzw. Ausnehmungen in dem Isoliergehäuse 56 eingesetzt und über nicht dargestellte Leiterbahnen auf einer Leiterplatte 58 paarweise elektrisch leitfähig miteinander verbunden.
6 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Steckers 10 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben anhand der 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele dadurch, dass ein Kabel nicht parallel zur Steckrichtung, sondern unter einem Winkel von näherungsweise 45° zur Steckrichtung mit dem Stecker 10 verbindbar ist bzw. unter diesem Winkel in den Stecker 10 eintritt. Entsprechend ist auch die Achse, um die das Verschlussstück 20 drehbar ist, in dem gleichen Winkel zu der Steckrichtung angeordnet.
Bei einer entsprechenden Gestaltung der Gehäuseteile 12, 14 können die Kabelendenaufnahme 16, die Rastfeder 32, die Schneidklemmkontakte 52, die Flachkontakte 54, das Isoliergehäuse 56 sowie gegebenenfalls abweichend von der Darstellung in 6 auch das Verschlussstück 20 baugleich mit denen aus dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sein.
7 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Steckers 10 gemäße einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem anhand der 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen dadurch, dass ein Kabel in einem Winkel von 90° zur Steckrichtung mit dem Stecker verbindbar ist. Im Gegensatz zu dem anhand der 6 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht nur das Verschlussstück 20 anders angeordnete bzw. die Achse um die das Verschlussstück 20 drehbar ist, in einem entsprechenden Winkel zur Steckrichtung angeordnet. Vielmehr sind das gesamte Gehäuse und insbesondere das erste Gehäuseteil 12 L-förmig, wobei am Ende des einen Schenkels der Steckkontaktbereich 18 und am Ende des anderen Schenkels das Verschlussstück 20 angeordnet sind.
Bei einer geeigneten Gestaltung des ersten Gehäuseteils 12, des Isoliergehäuses 5 und der Leiterplatte 6 können das zweite Gehäuseteil 12, die Kabelendenaufnahme 16, das Verschlussstück 20, die Rastfeder 32, die Schneidklemmkontakte 52 und die Flachkontakte 54 baugleich mit denen aus dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sein.
8 ist eine weitere schematische perspektivische Darstellung des bereits in 7 dargestellten Steckers 10 gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie in der Darstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels in 1 sind das zweite Gehäuseteil 14 und die Kabelendenaufnahme 16 in einer offenen Stellung dargestellt.
9 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Steckers 10 gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den oben dargestellten dadurch, dass der Stecker 10 durch eine Dichttülle 62 geschützt ist. Die Dichttülle weist an ihrem der Steckeraufnahme zugewandten Ende eine Dichtkante 64 und an seiner Unterseite einen Entriegelungsknopf 66 auf. Die Dichttülle ist vorzugsweise einschließlich des Entriegelungsknopfes 66 und der Dichtkante 64 aus einem elastischen Material einstückig gebildet, beispielsweise aus einem Kunststoff oder Gummi.
Alternativ ist die Dichttülle mehrstückig aufgebaut, wobei der Entriegelungsknopf 66 und/oder die Dichtkante 64 aus einem oder zwei verschiedenen elastischen Materialen hergestellt und durch Kleben, Schweißen, Verrastung, Klemmsitz oder ähnliche Maßnahmen formschlüssig und dicht in die Dichttülle 62 eingesetzt sind. In diesem Fall kann die Dichttülle aus einem elastischen oder auch aus einem steifen Material bestehen.
In jedem Fall umschließt die Dichttülle 62 den Stecker 10 von dem Steckkontaktbereich 18 abgesehen im wesentlichen vollständig. Insbesondere schließt die Dichttülle 62 auch mit dem Kabel 22 dicht ab. Dies wird durch Formschlüssigkeit und/oder durch eine Elastizität des dem Kabel zugewandten Rands der Dichttülle erzielt. Vorzugsweise weist die Dichttülle dazu einen O-Ring oder ein ähnliches Dichtelement auf, das einen Ringspalt zwischen der Dichttülle 62 und dem Kabel 22 ausfüllt und dicht verschließt.
In 9 ist ferner eine zu dem Stecker 10 korrespondierende Steckeraufnahme 70 in einer nur ausschnittsweise wiedergegebenen Gehäusewand 74 dargestellt. Rund um eine Öffnung 84, in die der Steckkontaktbereich 18 des Steckers 10 gesteckt werden kann, weist die Steckeraufnahme 70 eine umlaufende Nut 86 auf. Wenn der Stecker 10 in der Steckeraufnahme 70 steckt, greift die Dichtkante 64 des Steckers 10 in die Nut 86 an der Steckeraufnahme 70 ein. Durch den formschlüssigen Kontakt zwischen Dichtkante 64 und Nut 86 und durch die vollständige Umschließung des Steckers 10 durch die Dichttülle 62 wird das Eindringen von Gasen, Flüssigkeiten und Staub in den Stecker 10 und die Steckeraufnahme 70 möglichst weitgehend verhindert. Kriechströme oder Kurzschlüsse zwischen Kontakten durch eingedrungene leitfähige Medien oder einen leitfähigen Niederschlag auf Isolatoroberflächen, eine Korrosion der Kontakte durch eingedrungene korrosive Medien und eine resultierende Erhöhung des Kontaktwiderstands zwischen Kontakten sowie eine erhöhte Abnutzung durch eingedrungenen Staub können so weitgehend oder vollständig vermieden werden. Dadurch wird die Betriebssicherheit von Stecker 10 und Steckeraufnahme 70 wesentlich verbessert.
Ein erstes Rastelement 36 des Steckers 10 besteht hier aus zwei symmetrischen Haken, welche an der Rastfeder 32 gebildet sind, die bereits oben in Zusammenhang mit den ersten drei Ausführungsbeispielen beschrieben wurde. Ein zweites Rastelement, das den Nasen 38 aus den vorangehenden Ausführungsbeispielen entspricht, ist in der Darstellung in 9 durch die Dichttülle verdeckt. Das erste und das zweite Rastelement des Steckers 10 greifen in korrespondierende Rastelemente an der Steckeraufnahme 70 ein, die ebenfalls nicht dargestellt sind. Dabei können diese korrespondierenden Rastelemente an der Steckeraufnahme 70 beispielsweise auch von der Steckeraufnahme 70 in Steckrichtung vorstehend angeordnet sein, um hinter die durch die Dichtkante 64 gebildete Ebene in den durch die Dichttülle 62 umschlossenen Raum einzugreifen und mit den dort angeordneten zweiten Rastelementen zu verrasten.
Wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann die Verrastung zwischen den zweiten Rastelementen von Stecker 10 und Steckeraufnahme 70 die Verrastung zwischen den ersten Rastelementen ersetzen oder ergänzen, so dass die Haltekraft zum Teil, überwiegend oder ganz durch die Verrastung zwischen den zweiten Rastelementen aufgebracht wird.
Der Entriegelungsknopf 66 wirkt direkt oder indirekt auf die Rastfeder 32, so dass durch Druck auf den Entriegelungsknopf 66 die Rastfeder 32 in die oben beschriebene Entriegelungsposition verschoben werden kann, in welcher die Verrastungen zwischen den zweiten Rastelementen und ggf. auch die Verrastungen zwischen den ersten Rastelementen gelöst werden. Dazu weist der Entriegelungsknopf am Rand einen elastischen Bereich auf, beispielsweise in Form einer flachen Balgstruktur.
Vorzugsweise geht der in 9 dargestellte Stecker 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel aus dem oben anhand der 1 bis 5 dargestellten Stecker gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch hervor, dass die Dichttülle 62 über den fertig montierten und mit dem Kabel 22 verbundenen Stecker gestülpt wird. Bei einer entsprechenden Formgebung und Elastizität der Dichttülle 62 ist dies auch im Falle eines Winkels zwischen der Steckrichtung und dem Kabel 22, wie beispielsweise im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, möglich. Eine Montage der Dichttülle 62 durch Überstülpen ist besonders einfach und bei einer einstückigen Ausführung der Dichttülle 62 aus einem elastischen Material auch ohne weiteres realisierbar.
Die 10 und 11 sind schematische perspektivische Darstellungen einer Steckeraufnahme 70 gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Steckeraufnahme 70 ist in den 10 und 11 aus zwei verschiedenen Perspektiven dargestellt, die sich durch eine Rotation um 180° um die Steckrichtung unterscheiden. Die Steckeraufnahme 70 kann entweder einstückig sein, insbesondere beispielsweise aus einem einstückigen Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt sein, in das entsprechende Kontakte einge setzt sind. Alternativ besteht die Steckeraufnahme 70 aus zwei zusammengesetzten Teilen. In beiden Fällen wird der vordere Teil der Steckeraufnahme 70 als Rahmen 72 bezeichnet, der vorzugsweise außerhalb einer ausschnittsweise dargestellten Gehäusewand 74 eines Gerätegehäuses angeordnet ist. Alternativ ist der Rahmen 72 in der Gehäusewand 74 versenkt bzw. vertieft oder die Vorderkante des Rahmens 72 schließt bündig mit der Gehäusewand 74 ab.
Der hintere Teil 76 entspricht wiederum vorzugsweise dem RJ45-Standard, so dass er mit herkömmlichen RJ45-Steckern kompatible ist. Da der Rahmen 72 einen relativ großen lichten Querschnitt aufweist und die meisten herkömmlichen RJ45-Stecker auch außerhalb der Steckeraufnahme einen höchstens geringfügig erweiterten Querschnitt aufweisen, wird diese Kompatibilität auch durch den Rahmen 72 nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt. Im Fall des zweistückigen Aufbaus der Steckeraufnahme 70 ergänzt der Rahmen 72 dann vorzugsweise eine herkömmliche RJ45-Steckeraufnahme, die den hinteren Teil 76 bildet. Vorzugsweise entspricht der hintere Teil 76 der EN 60603-7.
In 10 ist ein angeschrägter Quader 78 erkennbar, der zusammen mit einem nicht dargestellten symmetrisch angeordneten zweiten angeschrägten Quader ein erstes Rastelement darstellt. Dieses erste Rastelement ist korrespondierend zu dem ersten Rastelement 36 an dem Stecker 10, das in den 4, 6 und 7 erkennbar ist. Wenn der Stecker 10 in die Steckeraufnahme 70 gesteckt wird, verrasten das erste Rastelement 36 des Steckers 10 und das erste Rastelement 78 der Steckeraufnahme 70.
Darüber hinaus weist die Steckeraufnahme 70, wie sowohl in 10 als auch in 11 erkennbar ist, ein zweites Rastelement 80 auf, das aus zwei symmetrisch angeordneten dreieckigen Zähnen besteht. Beim Einstecken des Steckers 10 in die Steckeraufnahme 70 verrasten die Nasen 38 an der Rast feder 32 des Stecker 10 mit den beiden Zähnen des zweiten Rastelements der Steckeraufnahme 70. Somit wird der Stecker 10 durch zwei Verrastungen in der Steckeraufnahme 70 gehalten, nämlich durch eine Verrastung des ersten Rastelements 36 des Steckers 10 mit dem aus einem Paar angeschrägter Quader gebildeten ersten Rastelement 78 der Steckeraufnahme 70 und durch eine Verrastung der Nasen 38 mit dem aus zwei dreieckigen Zähnen gebildeten zweiten Rastelement 80. Durch diese doppelte Verrastung wird der Stecker 10 besonders fest und besonders zuverlässig in der Steckeraufnahme 70 gehalten. Beide Verrastungen werden gleichzeitig oder zumindest näherungsweise gleichzeitig gelöst, wenn die Rastfeder 32 manuell oder wie oben anhand der 4 erläutert mittels eines Schraubendrehers in eine Entriegelungsposition verschoben wird.
Die Steckeraufnahme 70 weist ferner ein paar symmetrisch angeordneter Stege 82 an gegenüberliegenden Seitenwänden des Rahmens 72 auf. Die Stege 82 sind parallel zur Steckrichtung, in der ein Stecker 10 in die Steckeraufnahme 70 steckbar ist, angeordnet. Die Stege 82 korrespondieren mit den Nuten 40 am Stecker 10 und gewährleisten mit diesen zusammen eine exakte und zuverlässige Führung des Steckers 10 in der Steckeraufnahme 70.
Wie aus den obigen Ausführungen zu den Ausführungsbeispielen erkennbar ist, umfasst der Begriff „Rastelement" im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung auch ein Paar bezüglich der Steckrichtung symmetrisch angeordneter Merkmale. Insbesondere werden die zwei Nasen 38, die zwei angeschrägten Quader 78 bzw. die beiden dreieckigen Zähne, welche das zweite Rastelement 80 der Steckeraufnahme 70 bilden, jeweils als ein einziges Rastelement bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung umfasst neben den oben dargestellten Ausführungsbeispielen zahlreiche andere mögliche Ausführungsformen, die sich von den Ausführungsbeispielen bei spielsweise in der Ausbildung des Steckkontaktbereichs 18 im Aufbau des Gehäuses, in dessen Verschlussmechanismus, in der Gestaltung und Anordnung der Rastelemente 36, 38, 78, 80 in der Anordnung des Kabels 20 oder in Einrichtungen zum Erleichtern des Entriegelns, beispielsweise in der Anordnung und Ausrichtung der Öffnung 44, unterscheiden.
Insbesondere können der Stecker 10 und die Steckeraufnahme 70 in keinem Teil einer Norm oder einem Standard entsprechen, oder ein Teil des Steckers 10 und ein Teil der Steckeraufnahme 70 entsprechen einem anderen Standard oder einer anderen Norm als dem RJ45-Standard, beispielsweise einem anderen RJ-Standard. Gemäß einer weiteren Alternative kann die Verrastung durch Drehen oder eine andere Bewegung eines Schraubendrehers in der Öffnung 44, mittels einer Hebelkonstruktion und/oder über eine Taste entriegelt werden.
Anstelle zweier Nasen 38 und eines durch zwei Merkmale ausgeführten zweiten Rastelements 80 können nur ein Rasthaken an der Rastfeder 52 und ein dazu korrespondierendes Merkmal, beispielsweise eine Ausnehmung oder Ausstanzung, an der Steckeraufnahme 70 vorgesehen sein, um die zweite Verrastung zu bilden. Vorzugsweise sind der Rasthaken und das dazu korrespondierende Merkmal jeweils mittig an dem Stecker 10 und an der Steckeraufnahme 70 angeordnet.
Mit Bezug auf die 10 und 11 wurde beschrieben, dass der vordere Teil der Steckeraufnahme 70 bzw. der Rahmen 72 vorzugsweise außerhalb einer Gehäusewand 74 eines Gerätegehäuses angeordnet ist. Der Rahmen 72 ist dabei vorzugsweise auf das Gehäuse in Steckrichtung aufgerastet oder mit dem Gehäuse verschraubt oder auch mit dem hinteren Teil 76 der Steckeraufnahme 70 oder der Gehäusewand 74 als einstückiges Gussteil integriert. Alternativ ist der Rahmen 72 quer oder längs zur Steckrichtung schiebend mit dem hinteren Teil 76 der Steckeraufnahme 70 oder auch der Gehäusewand 74 verrastet oder verschraubt oder durch eine Steckverbindung verbunden.
In den obigen Ausführungsbeispielen sind Nuten 40 am Stecker 10 und korrespondierende Stege 82 an der Steckeraufnahme vorgesehen, um eine exakte und zuverlässige Führung des Steckers 10 in der Steckeraufnahme 70 zu gewährleisten. Alternativ sind andere Einrichtungen zur Führung des Steckers 10 in der Steckeraufnahme 70 und zur Gewährleistung einer exakten relativen Ausrichtung der Rastelemente 36, 38, 80, 78 an denselben vorgesehen, beispielsweise Stege am Stecker 10 und korrespondierende Nuten an der Steckeraufnahme oder eine Außenführung des Steckers 10 in der Steckeraufnahme.
Die obigen Ausführungsbeispiele umfassen einen geraden Stecker sowie Stecker mit Winkeln von 45° und 90° zwischen der Steckrichtung und der Richtung, in der das Kabel aus dem Stecker 10 austritt. Daneben ist die vorliegende Erfindung in Anpassung an beliebige Anwendungen und die dabei zu berücksichtigenden räumlichen Gegebenheiten mit jedem beliebigen Winkel zwischen dem Kabel und der Steckrichtung vorteilhaft ausführbar.
In dem oben anhand der 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Kabelendenaufnahme 16 parallel zur Steckrichtung angeordnet während die Richtung des Kabels von der Steckrichtung abweicht. Umgekehrt ist in dem oben anhand der 7 und 8 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel die Kabelendenaufnahme 16 parallel zu dem Kabelaustritt angeordnet während beide in rechtem Winkel zur Steckrichtung angeordnet sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante nimmt die Kabelendenaufnahme 16 einen beliebigen Winkel zur Richtung, in der das Kabel aus dem Stecker 10 austritt, und/oder einen beliebigen Winkel zu Steckrichtung ein.
Gemäß dem anhand der 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steckeraufnahme 70 für die Aufnahme eines einzigen Steckers 10 vorgesehen. Alternativ ist die erfindungsgemäße Steckeraufnahme eine Multiport- bzw. Mehrfach steckeraufnahme zur Aufnahme von mehreren Steckern 10 in einer Reihe, einem zweidimensionalen Raster oder einer beliebigen anderen Anordnung. Besonders bevorzugt ist die Anordnung von zwei Steckeraufnahmen oder zwei Reihen von Steckeraufnahmen „Rücken an Rücken", so dass beispielsweise bei mehreren in die Steckeraufnahmen gesteckten Steckern 10 die Rastfedern 32 oder die Entriegelungsknöpfe 66 aller Stecker 10 für eine Entriegelung zugänglich sind.

10: Stecker
12: erstes Gehäuseteil
14: zweites Gehäuseteil
16: Kabelendenaufnahme
18: Steckkontaktbereich
20: Verschlussstück
22: Kabel
24: Schirmung
26: Einzelleiter
28: leitfähiger Abschnitt
32: Rastfeder
34: Abschnitt
36: Rastelement
38: Nasen
40: Nuten
42: Schraubendreher
44: Führung bzw. Öffnung
46: Rampe
52: Rastfeder
54: Flachkontakt
56: Isoliergehäuse
58: Leiterplatte
62: Dichttülle
64: Dichtkante
66: Entriegelungsknopf
70: Steckeraufnahme
72: Rahmen
74: Gehäusewand
76: hintere Teil
78: angeschrägter Quader
80: zweites Rastelement
82: Stege
84: Öffnung

Claims

Elektrischer Stecker (10) zum Verbinden mit einer Steckeraufnahme (70), mit einem Steckkontaktbereich (18) mit einem oder mehreren Kontakten (54) zum Herstellen von einer oder mehreren elektrischen Verbindungen zwischen dem Stecker (10) und der Steckeraufnahme (70); einer Rastfeder (32) mit einem ersten Steckerrastelement (36) zum Verrasten des Steckers (10) mit einem ersten Aufnahmerastelement (78) der Steckeraufnahme; dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Steckerrastelement (38) zum Verrasten des Steckers mit einem zweiten Aufnahmerastelement (80) der Steckeraufnahme (70) vorgesehen ist.
Elektrischer Stecker (10) nach Anspruch 1, bei dem das erste Steckerrastelement (36) und das zweite Steckerrastelement (38) in der Steckrichtung, in der der Stecker (10) in die Steckeraufnahme (70) einsteckbar ist, von einander beabstandet sind.
Elektrischer Stecker (10) nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einer Nut (40) parallel zur Steckrichtung, in der der Stecker (10) in die Steckeraufnahme (70) einsteckbar ist, zum Führen des Steckers (10) an einem Steg (82) in der Steckeraufnahme (70).
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Stecker (10) ein Gehäuse (12, 14) aufweist, in das die Rastfeder (32) integriert ist.
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einem ersten Gehäuseteil (12) und einem zweiten Gehäuseteil, (14) die zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung schwenkbar mit einander verbunden sind, wobei in der offenen Stellung ein Kabel (22) in den Stecker (10) eingelegt werden kann, und wobei das Kabel (22) in der geschlossenen Stellung mit dem Stecker (10) mechanisch und elektrisch verbunden ist; und einem um das Kabel (22) drehbar mit dem ersten Gehäuseteil (12) verbundenen Verschlussstück (20) mit einer Verriegelungsposition, in der es das erste Gehäuseteil (12) und das zweite Gehäuseteil (14) in der geschlossenen Stellung verriegelt.
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einer Dichttülle, welche den Stecker zumindest teilweise umgibt und einen Kabelanschlussbereich (16, 52) und die Kontakte (54) des Steckers (10) vor Spritzwasser schützt, wenn der Stecker (10) in einer an die Dichttülle angepassten Steckeraufnahme (70) steckt.
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit: einer Aufnahme (44) zum Aufnehmen der Spitze eines Schraubendrehers (42) parallel zur Steckrichtung, in der der Stecker (10) in die Steckeraufnahme (70) einsteckbar ist, wobei die Rastfeder (32) durch Einstecken des Schraubendrehers (42) in die Aufnahme (44) oder durch Drehen des Schraubendrehers (42) in der Aufnahme (44) in eine Entriegelungsposition verschiebbar ist, in der eine Verrastung der Stecker rastelemente (36, 38) des Steckers (10) mit Aufnahmerastelementen (78, 80) der Steckeraufnahme (70) gelöst ist.
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Kabel (22) in einem Winkel von 45° zur Steckrichtung, in der der Stecker (10) in die Steckeraufnahme (70) einsteckbar ist, mit dem Stecker (10) verbindbar ist.
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Kabel (22) in einem Winkel von 90° zur Steckrichtung, in der der Stecker (20) in die Steckeraufnahme (70) einsteckbar ist, mit dem Stecker (10) verbindbar ist.
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Gehäuse (12, 14) aus Metall oder einem mit einem elektrischen Leiter beschichteten Isolator ist.
Elektrischer Stecker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Rastfeder (32) aus Metall ist.
Elektrische Steckeraufnahme (70) zum Verbinden mit einem Stecker (10), mit einem Steckkontaktbereich (76) mit einem oder mehreren Kontakten zum Herstellen von einer oder mehreren elektrischen Verbindungen zwischen der Steckeraufnahme (70) und dem Stecker (10); einem ersten Aufnahmerastelement (78) zum Verrasten der Steckeraufnahme (70) mit einem ersten Steckerrastelement (36) des Steckers (10); dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Aufnahmerastelement (80) zum Verrasten der Steckeraufnahme (70) mit einem zweiten Steckerrastelement (38) des Steckers (10) vorgesehen ist.
Elektrische Steckeraufnahme (70) nach Anspruch 12, bei der das erste Aufnahmerastelement (78) und das zweite Aufnahmerastelement (80) in der Steckrichtung, in der der Stecker (10) in die Steckeraufnahme (70) einsteckbar ist, von einander beabstandet sind.
Elektrische Steckeraufnahme nach Anspruch 12 oder 13, ferner mit: einem Steg (82) parallel zur Steckrichtung, in der der Stecker (10) in die Steckeraufnahme (70) einsteckbar ist, zum Führen einer Nut (40) des Steckers (10) in der Steckeraufnahme (70).
Elektrische Steckeraufnahme (70) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die elektrische Steckeraufnahme (70) in ein Gerätegehäuse (74) integriert ist.
Elektrische Steckeraufnahme (70) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der ein erster Abschnitt (72) der Steckeraufnahme, an der der Steckkontaktbereich angeordnet ist, und ein zweiter Abschnitt (76) der Steckeraufnahme, an dem das zweite Aufnahmerastelement angeordnet ist, einstückig ausgeführt sind.
Elektrische Steckeraufnahme (70) nach Anspruch 16, bei der der erste Abschnitt (72) und der zweite Abschnitt (76) durch ein einstückes Spritzgussteil gebildet sind.
Rahmen (72) zur festen Verbindung mit einer Steckeraufnahme (76) mit einem Aufnahmerastelement (78), mit: einem Rahmenrastelement (80) an dem Rahmen (72) zum Verrasten des Rahmens (72) mit einem zweiten Steckerrastelement (38) eines Steckers (10), wenn dieser in eine mit dem Rahmen (72) fest verbundene Steckeraufnahme (76) eingesetzt und ein ers tes Steckerrastelement (36) des Steckers (10) mit einem Aufnahmerastelement (78) der Steckeraufnahme (76) verrastet ist.
Rahmen (72) nach Anspruch 18, ferner mit einem oder mehreren weiteren Rastelemente oder einer oder mehreren Schraubverbindungen zur festen Verbindung des Rahmens mit einer Steckeraufnahme (76) oder mit einer Gehäusewand (74).
Rahmen (72) nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Rahmen mit einer Gehäusewand (74) einstückig ausgebildet ist.