DE102005016265A1

DE102005016265A1 - Arretierung eines Rastelements mit Radsok-Buchse

Info

Publication number: DE102005016265A1
Application number: DE200510016265
Authority: DE
Inventors: Michael Grimm
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: EP1869731A1; EP1869731B1; WO2006105988A1; DE102005016265B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Buchsenelement, mit einem Rastelement, zur Verrastung mit einem Steckelement, wobei das Buchsenelement einen Buchsenkörper mit einem äußeren Steckeraufnahmeraum aufweist; und eine im äußeren Steckeraufnahmeraum angeordnete Kontaktbuchse das Rastelement im Steckeraufnahmeraum hält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbindung mit einem Stecker und einer Buchse, wobei der Stecker im gesteckten Zustand mit der Buchse verrastet. Dazu ist eine Verrastung am Umfang des Steckers bzw. der Buchse angebracht. Die Verrastung lässt sich vorzugsweise durch Einsatz eines Werkzeugs lösen und die Buchse und der Stecker lassen sich dann voneinander trennen. Bei der Verrastung besteht die Gefahr der Zerstörung bei mechanischer Belastung und zwar speziell im Zusammenhang mit tiefen Temperaturen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein werkzeugloses Lösen der Steckverbindung sowie eine zerstörungsfreie Funktion vorzugsweise bei Kälte und zusätzlicher mechanischer Belastung, vorzusehen.

Erfindungsgemäß geschieht dies durch die in den Ansprüchen 1 und 13 insbesondere angegebene Maßnahmen. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung seien im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Buchsenelement im nichtzusammengebauten Zustand;
2 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Buchsenelement im zusammengebauten Zustand und ein Steckelement;
3 zeigt einen schematischen Schnitt des Buchsenelements und des Steckelements gemäß 2 in eingesteckter und verrasteter Position;
4 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Steckverbindung mit Kontaktverbindungen gemäß 3;
5 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Rastelement;
6a–6d zeigen schematische Ansichten verschiedener Ausführungsbeispiele des Rastelements;
7a–7c zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des Steckelements.
In 1 ist ein Buchsenelement 21 vor dem Zusammenbau dargestellt. In 2 ist das Buchsenelement 21 zusammengebaut, dargestellt, des Weiteren ist ein Steckelement 22 zu sehen. Das Buchsenelement 21 und das Steckelement 22 bilden eine Kontaktverbindung 20. Die Kontaktverbindung 20 ist in 2 in getrennter bzw. nichteingesteckter Position und in 3 in eingesteckter und verrasteter Anordnung dargestellt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird im Folgenden mit Bezug auf die 1–3 näher beschrieben.
Das Buchsenelement 21 weist einen Buchsenkörper 24 auf. Der Buchsenkörper 24 besitzt einen vorzugsweise kreiszylinderförmigen Steckeraufnahmeraum 25 und einen Leiteraufnahmeraum 30. Der Steckeraufnahmeraum 25 weist einen inneren Steckeraufnahmeraum 26 und einen äußeren Steckeraufnahmeraum 27 auf. Der innere Steckeraufnahmeraum 26 besitzt einen kleineren Durchmesser als der äußere Steckeraufnahmeraum 27. Der äußere Steckeraufnahmeraum 27 hat somit einen größeren Durchmesser als der innere Steckeraufnahmeraum 26. Am Übergang vom äußeren Steckeraufnahmeraum 26 mit dem größeren Durchmesser zu dem inneren Steckeraufnahmeraum 26 mit dem kleineren Durchmesser ist ein Anschlag 28 ausgebildet. Der Anschlag 28 ist vorzugsweise durch die Reduktion des Durchmessers gebildet. Am Außenumfang des Buchsenkörpers 24 sind Rastmittel 29 angeordnet. Die Rastmittel 29 sind vorzugsweise außen am Buchsenkörper 24 im Bereich des innen im Buchsenkörper 24 angeordneten Anschlags 28 angeordnet. Der Leiteraufnahmeraum 30 dient zur Aufnahme eines Leiters mit dem das Buchsenelement 21 mit einem Stromkreis verbunden werden kann.
In dem äußeren Steckeraufnahmeraum 27 ist anschließend an den Anschlag 23 ein Rastelement 32 vorgesehen. An das Rastelement 32 schließt sich, auf der dem Anschlag 23 gegenüberliegenden Seite, vorzugsweise ein Zwischenraum 35 an. Anschließend an den vorzugsweise vorhandenen Zwischenraum 35, befindet sich in dem äußeren Steckeraufnahmeraum 27, eine Kontaktbuchse 34. Die Kontaktbuchse 34 schließt nach außen mit dem Buchsenkörper 24, vorzugsweise bündig, ab. Die Kontaktbuchse 34 ist elektrisch leitend mit dem Buchsenkörper 24 des Buchsenelements 21 verbunden. Dadurch wird eine elektrisch leitende Verbindung von der Kontaktbuchse 34 zu dem im Leiteraufnahmeraum 30 angeordneten Leiter hergestellt. Die Kontaktbuchse 34 ist im äußeren Steckeraufnahmeraum 27, vorzugsweise durch einpressen, befestigt. Die Befestigung kann auch durch Löten, Kleben oder einer anderen geeigneten Befestigungsart durchgeführt sein.
Der Zwischenraum 35 dient zur Toleranzaufnahme, so dass sichergestellt ist, dass das Rastelement 32 noch genügend Spiel hat, wenn das Buchsenelement 21 zusammengebaut ist. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Rastelements 32 etwas kleiner als der Innendurchmesser äußeren Steckeraufnahmeraums 27. Beim Zusammenbau des Buchsenelements 21 lässt sich dadurch das Rastelement 32 problemlos in den äußeren Steckeraufnahmeraum 27 einbringen.
Der Buchsenkörper 24 ist vorzugsweise ein Drehteil mit zylindrischer Form, insbesondere auch einem zylindrischen Steckeraufnahmeraum 25 und einen zylindrischen Leiteraufnahmeraum 30. Die Kontaktbuchse 34 ist vorzugsweise eine zylindrische RADSOK-Buchse. Dabei bilden im Inneren der Kontaktbuchse 34 gelegene einzelne Kontaktflächen 37 zylindrische Kontaktflächenmittel 36.
Das Rastelement 32 ist vorzugsweise eine Scheibe aus thermoplastischem Material, insbesondere Kunststoffmaterial. Das Rastelement 32 kann auch aus gebogenem Draht oder auch einer geeignet geschlitzten Metallscheibe hergestellt sein. Das Rastelement 32 weist eine Aussparung 33, vorzugsweise ein Loch 33, auf.
In 5 ist ein Schnitt durch das Rastelement 32 dargestellt. Eine Draufsicht auf das Rastelement 32 ist in den 6a–d dargestellt. Dabei zeigt 6a ein Rastelement 32 mit einer kreisrunden Aufnahmeöffnung. In 6b ist das Rastelement 32 mit einer elliptisch geformten Aufnahmeöffnung dargestellt. 6c zeigt das Rastelement 32 mit zusätzlichen von der Aufnahmeöffnung ausgehenden Einschnitten, die das Verrasten bzw. Entrasten erleichtern. In 6d ist ein aus Federdraht gebildetes Rastelement 32 dargestellt. Andere Ausgestaltungen für das Rastelement 32 sind ebenso möglich.
Das Buchsenelement 21 bildet zusammen mit einem Steckelement 22 eine Kontaktverbindung 20.
Das Steckelement 22 weist einen Kontaktstift 40 und einen Anschlussteil 41 auf. Der Anschlussteil 41 weist einen Leiteraufnahmeraum auf. Das Steckelement 22 weist zwischen dem Kontaktstift 40 und dem Anschlussteil 41 angeordnete Befestigungsmittel 42 auf. Das Steckelement 22 ist vorzugsweise als zylindrisches Drehteil ausgebildet. Anschließend an die Befestigungsmittel 42 weist der Kontaktstift 40 einen ersten Abschnitt 44, mit einem ersten Durchmesser D1, auf. An den ersten Abschnitt 44 schließt sich ein zweiter Abschnitt 45 mit einem zweiten Durchmesser D2 an. Der zweite Durchmesser D2 ist kleiner als der erste Durchmesser D1. An den zweiten Abschnitt 45 schließt sich ein dritter Abschnitt 46 an. Anschließend an den zweiten Abschnitt 45 weist der dritte Abschnitt 46 Rastmittel 47 auf. Der dritte Abschnitt 46 weist zum zweiten Abschnitt 45 hin, einen Durchmesser auf, der größer ist als der erste Durchmesser D1, aber kleiner bzw. maximal gleich, dem ersten Durchmesser D1 ist. Mit zunehmender Entfernung von dem zweiten Abschnitt 45 bzw. den Rastmitteln 47 nimmt der Durchmesser des dritten Abschnitts 46 ab, d.h. der dritte Abschnitt 46 ist konisch ausgebildet. Die Oberfläche des ersten Abschnitts 44 bildet eine Kontaktfläche 43 des Kontaktstifts 40.
Im eingesteckten Zustand der Kontaktverbindung 20 kommt die Kontaktfläche 43 in Kontakt mit den Kontaktflächenmitteln 36 und stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem Buchsenelement 21 und dem Steckelement 22 her. In der eingesteckten verrasteten Position, wie in 3 dargestellt, befindet sich das Rastelement 22 des Buchsenelements 21 im Bereich des zweiten Abschnitts 45 des Steckelements 22. Beim Einstecken des Steckelements 22 in das Buchsenelement 21 weitet der konische Abschnitt 46 die Aussparung 38 des Rastelements 32 auf (bzw. biegt den vorzugsweise Federdraht des Rastelements 32 auf) und zwar so, dass der dritte Abschnitt 46 einschließlich der Rastmittel 47 durch das Rastelement 32 hindurchgeschoben werden kann. Beim Ausstecken bzw. Ziehen des Steckelements 22, aus der verrasteten Position, weitet der Übergang vom zweiten Abschnitt 45 zum dritten Abschnitt 46 die Aussparung 38 im Rastelement 32 auf, und die Kontaktverbindung 22 lässt sich lösen. Die Steck- und Ziehkraft der Kontaktverbindung 20 kann über die Anschrägwinkel des dritten Abschnitts 46 bzw. den Übergang vom zweiten Abschnitt 45 zum dritten Abschnitt 46 auf relativ einfache Art und Weise eingestellt werden.
In 7a ist der Übergang vom zweiten Abschnitt 45 zum dritten Abschnitt 46, d. h. das Rastmittel 47 als Kante ausgeführt. Im Vergleich zu dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dadurch eine relativ hohe Ziehkraft nötig.
In 7b ist das Rastmittel 47 durch eine schräge Kante als Übergang vom zweiten Abschnitt 45 zum dritten Abschnitt 46 ausgebildet. Dadurch ist im Vergleich zu 7a eine geringere Ziehkraft nötig.
In 7c ist der konische Abschnitt 46 mit einem steileren Winkel ausgebildet. Dadurch wird ein Einführen des Steckelements 22 in das Buchsenelement 21 erleichtert, allerdings ist eine höhere Kraft zum Verrasten nötig. Der Übergang vom zweiten Abschnitt 45 zum dritten Abschnitt 46 ist hier mit Radien ausgebildet. Die Ziehkraft wird dabei durch den steilsten Anstieg, d. h. die stärkste Zunahme des Durchmessers des Steckelements 22 im Wesentlichen bestimmt.
Das Rastelement 32 ist im äußeren Steckeraufnahmeraum 27 zwischen dem Anschlag 23 und der Kontaktbuchse 34 angeordnet.
Im eingesteckten verrasteten Zustand reicht der dritte Abschnitt 46 des Kontaktstifts 40 bis in den inneren Steckeraufnahmeraum 26.
Das Verrasten der Kontaktverbindung findet im Bereich des zweiten Abschnitts 45 und des dritten Abschnitts 46 des Kontaktstifts 40 statt. Der erste Abschnitt 44, und damit die Kontaktfläche 43, ist am Verrastvorgang nicht beteiligt. Dadurch wird auch bei mehrmaligen Stecken die Oberfläche des ersten Abschnitts 44 bzw. die Kontaktfläche 43 nicht beschädigt. Da der Durchmesser des dritten Abschnitts 46 maximal so groß ist wie der Durchmesser D1 des ersten Abschnitts 44 wird auch die Kontaktbuchse 34 beim Einsteckvorgang nicht beschädigt. Die Kontaktverbindung 20 weist somit eine innenliegende Rastkontur auf, die werkzeuglos gelöst werden kann und erlaubt gleichzeitig die Verwendung eines vorhandenen Buchsenkontaktes, insbesondere eines vorhandenen Hochstrom-, bzw. RADSOK-Kontaktes. Die Kontaktverbindung 20 erlaubt ein werkzeugloses Lösen der Steckverbindung in Zusammenhang mit minimalem mechanischem Verschleiß an den Kontaktteilen insbesondere der Kontaktfläche 43 des Steckelements 22. Weiterhin hat die Kontaktverbindung 20 nur sehr geringen Platzbedarf.
4 zeigt eine Steckverbindung 100. Die Steckverbindung 100 besteht aus einer Buchse 101 und einem Stecker 102. Die Buchse 101 weist zwei Buchsenelemente 21 auf, die in einem Buchsenisolierkörper 103 angeordnet sind. Der Stecker 102 weist zwei Steckelemente 22 auf, die in einem Steckerisolierkörper 104 angeordnet sind. Die Steckverbindung 100 ist in 4 in einer zusammengesteckten und verrasteten Position gezeigt. Die Verrastung findet statt durch die, gemäß den 1 bis 3, beschriebene Ausgestaltung der Buchsenelemente 21 und Steckelemente 22. Es ist kein außen, am Isolierkör per angebrachtes Rastmittel nötig, d.h. es gibt auch keine Probleme, dass außenliegende Rasthaken bei Kälte bzw. bei zusätzlicher mechanischer Belastung abbrechen könnten.
Durch den Einsatz der beschriebenen Kontaktverbindung 20 lässt sich eine Steckverbindung 100, mit äußerst kompakter Bauform, herstellen.
Die Kontaktbuchse 34 weist an ihrem inneren Ende eine Vertiefung 50 und an ihrem äußeren Ende eine Vertiefung 51 auf.
Der Buchsenkörper 24 sowie das Steckelement 22 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Der Buchsenkörper 24 und das Steckelement 22 sind vorzugsweise als Drehteil ausgebildet. Andere Ausbildungen wie beispielsweise durch Giessen, oder die Kombination aus mehreren Teilstücken sind jedoch auch möglich.
Der Buchsenkörper 24 sowie das Steckelement 22 sind aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Metall.
Vorzugsweise ist die Verrastung zwischen dem Buchsenelement 21 und dem Steckelement 22 im Bereich des vorderen, d. h. des steckerseitigen Endes des Steckelements 22 vorgesehen. Eine Anordnung, wobei das Rastelement näher an den Befestigungsmitteln 42 vorgesehen ist und das Rastelement 32 sich im Steckeraufnahmeraum 25 steckerseitig vor dem Buchsenkörper 24 befindet und durch ein getrenntes Element im Steckeraufnahmeraum 25 gehalten wird, ist auch möglich.

20: Kontaktverbindung
21: Buchsenelement
22: Steckelement
24: Buchsenkörper
25: Steckeraufnahmeraum
26: innerer Steckeraufnahmeraum mit kleinerem Durchmesser
27: äußerer Steckeraufnahmeraum mit größerem Durchmesser
28: Anschlag (zwischen 26 und 27 gebildet)
29: Rastmittel
30: Leiteraufnahmeraum
32: Rastelement (Kunststoff- bzw. Metallscheibe; gebogener Metall-
: bzw. Federdraht)
34: Kontaktbuchse; vorzugsweise RADSOK-Buchse
35: Zwischenraum
36: zylindrische Kontaktflächenmittel
37: einzelne Kontaktfläche
38: Aussparung bzw. Loch im Rastelement 32
40: Kontaktstift
41: Anschlußteil (mit Leiteraufnahmeraum)
42: Befestigungsmittel
43: Kontaktfläche
44: erster Abschnitt; D1 erster Durchmesser
45: zweiter Abschnitt; D2 zweiter Durchmesser
46: dritter Abschnitt (konisch zulaufend)
47: Rastmittel
50: Vertiefung an RADSOK-Kontaktbuchse
51: Vertiefung an RADSOK-Kontaktbuchse
100: Steckverbindung
101: Suchse
102: Stecker
103: Suchsenisolierkörper
104: Steckerisolierkörper

Claims

Buchsenelement (21), mit einem Rastelement (32), zur Verrastung mit einem Steckelement (22), wobei das Buchsenelement (21) einen Buchsenkörper (24) mit einem äußeren Steckeraufnahmeraum (27), aufweist; und eine im äußeren Steckeraufnahmeraum (27) angeordnete Kontaktbuchse (34) das Rastelement (32) im Steckeraufnahmeraum (27) hält.
Buchsenelement (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Buchsenkörper (24) vorzugsweise einstückig ausgebildet ist.
Buchsenelement (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rastelement (32) aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff ist.
Buchsenelement (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rastelement (29) aus gebogenem Draht ist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rastelement (32) aus Metall ist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rastelement (32) scheibenförmig ausgebildet ist und eine Aussparung (38), vorzugsweise mittig, aufweist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Buchsenkörper (24) elektrisch leitend ist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Buchsenkörper (24) aus Metall ist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktbuchse (34) eine Hochstrombuchse, vorzugsweise eine RADSOK-Buchse, ist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktbuchse (34) in den äußeren Steckeraufnahmeraum (27) eingepresst ist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktbuchse (34) in den äußeren Steckeraufnahmeraum (27) eingelötet ist.
Buchsenelement (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der äußere Steckeraufnahmeraum (27) eine zylindrische Innenkontur und die Kontaktbuchse (34) eine zylindrische Außenkontur aufweist.
Steckelement (22) mit einem Kontaktstift (40) und einem Anschlussteil (41) und Befestigungsmittel (42), wobei der Kontaktstift (40) einen ersten Abschnitt (44) mit einem ersten Durchmesser D1, einen zweiten Abschnitt (45) mit einem zweiten Durchmesser D2 und einen dritten Abschnitt (46) aufweist, wobei der zweite Durchmesser kleiner als der erste Durchmesser ist und zwischen dem dritten Abschnitt (46) und dem zweiten Abschnitt (45) Rastmittel (47) angeordnet sind und, der dritten Abschnitt (46) hin zu dem zweiten Abschnitt (45) einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der zweite Durchmesser D2, aber maximal so groß ist, als der erste Durchmesser D1 und der Durchmesser des dritten Abschnitts (46) mit zunehmender Entfernung vom zweiten Abschnitt (45) kleiner wird, d.h. konisch zuläuft; und der zweite Abschnitt (45) zur Aufnahme bzw. Verrastung mit einem Rastelement (32) dient.
Kontaktverbindung (20) die ein Buchsenelement (21) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 und ein Steckelement (22) gemäß Anspruch 13 aufweist.
Buchsenseitiger Steckverbinder (101) bzw. Buchse (101) mit einem Buchsenisolierkörper (103) in dem mindestens ein Buchsenelement (21) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 angeordnet ist.
Steckerseitiger Steckverbinder (102) bzw. Stecker (102) mit einem Steckerisolierkörper (104) in dem mindestens ein Steckelement (22) gemäß Anspruch 13 angeordnet ist.
Steckverbindung (100) die einen buchsenseitigen Steckverbinder (101) gemäß Anspruch 15 und einen steckerseitigen Steckverbinder (102) gemäß Anspruch 16 aufweist.