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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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In
der WO 99/53572 ist eine an eine flexible Leitung anschließbare Steckvorrichtung
offenbart, die zur Aufnahme des jeweiligen Kontaktträgers sowie
einer Zugentlastungseinrichtung zwei im wesentlichen rohrförmige Gehäuseteile
aufweist, die lösbar miteinander
verbindbar sind. Zur Erzielung der lösbaren Verbindung der beiden
Gehäuseteile
ist eine Art Bajonettverschluß vorgesehen,
sodaß die
beiden Gehäuseteile
durch eine Dreh-Schiebebewegung ineinander geführt und miteinander verrastet
werden. Obwohl hierbei während
des Verbindens der beiden Gehäuseteile
gleichzeitig die Zugentlastungseinrichtung wirksam gemacht wird,
ist die zweiteilige Ausbildung der beiden Gehäuseteile aufgrund der notwenigen
Dreh-Schiebebewegung
in montagetechnischer Hinsicht aufwendig.
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Die
DE 103 19 656 A1 zeigt
eine die zweiteilige Ausbildung des Gehäuses vermeidende Lösung, wobei
der Kontaktträger
zur Fixierung seiner axialen Relativlage im Gehäuse mittels einer ersten Rasteinrichtung
mit einem ersten Widerlager des Gehäuses und mittels einer zweiten
Rasteinrichtung mit der Zugentlastungseinrichtung verbindbar ist,
und das Gehäuse
ein zweites Widerlager für
die Zugentlastungseinrichtung aufweist. Dies bedeutet, daß zunächst der
Kontaktträger
und die Zugentlastungseinrichtung postioniert und miteinander verrastet
werden. Nach dem Einführen
der so gebildeten Baueinheit wird sodann der Kontaktträger im Gehäuse verrastet.
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Durch
die damit erzielte einteilige Ausführung des Gehäuses entfällt einerseits
der Herstellungsaufwand für
den Bajonettverschluß und
andererseits wird aufgrund der einteiligen Gehäuseausführung sowohl der Herstellungs-
als auch der Montageaufwand reduziert. Nachteilig sind jedoch die sich
für die
vielen Verrastungen ergebenden hohen qualitativen und vielfältigen Ansprüche an die
Spritzwerk zeuge für
die zahlreichen Verrastungen des Gehäuses, sowie der Kontaktträger und
der Zugentlastungseinrichtung.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Herstellbarkeit
gattungsgemäßer Steckvorrichtungen
unter Beibehaltung ihrer Funktionssicherheit zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird -ausgehend von einer gattungsgemäßen Steckvorrichtung- dadurch
gelöst, daß zur Erzielung
einer einstückigen
Ausbildung von Kontaktträger
und Zugentlastungseinrichtung zwischen den Trägern für die Klemmbacken und dem Kontaktträger jeweils
eine Gelenkverbindung vorgesehen ist, sodaß die Träger von einer zur Längsmittelebene
des Kontaktträgers
im wesentlichen quer gerichteten Lage in eine zur Längsmittelebene
des Kontaktträgers
im wesentlichen parallel gerichtete Wirklage bewegbar sind.
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Durch
diese Lösung
entfällt
einerseits die Zugentlastungseinrichtung als eigenes Bauteil und
damit deren Montageaufwand, wobei sich andererseits zusätzlich die
zur Herstellung der Zugentlastungseinrichtung erforderliche Spritzform
wesentlich vereinfachen läßt. Zudem
ist es möglich,
die Kontaktelemente der Kontaktträger bei völlig freiem Zugang zur Anschlußseite des
Kontaktträgers
in diesen einzubringen und die Träger für die Klemmbacken der Zugentlastungseinrichtung
erst bei ihrer Verwendung, d.h. erst bei ihrem Einbau in das Gehäuse in die
raumgreifende kegelstumpfartige Form zu bringen, während sie
bis dahin in ihrer nahezu horizontalen Form platzsparend gelagert
werden können.
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Zur
Vermeidung einer zusätzlich
herzustellenden und zu montierenden Gelenkverbindung ist es vorteilhaft,
wenn die Gelenkverbindung von einem Filmscharnier gebildet ist,
das in einer bevorzugten Ausführungsform
an den Außenseiten
der Träger und
des Kontaktträgers
vorgesehen werden kann.
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Die
vorveröffentlichte
DE 103 11 507 A1 offenbart
einen elektrischen Steckverbinder mit einem mit einer Durchgangsöffnung für die elektrischen
Leiter versehenen Gehäuse
mit zwei die Leiter zwischen sich aufnehmenden Klemmbacken, wobei
diese zur Sicherung sowohl ihrer Klemmstellung als auch ihrer Klemmkraft
von einem als Schrumpfschlauch ausgebildeten Schrumpfkörper umgeben
sind. Dabei sind die Klemmbacken als sogenannte Schwenkpaddel (
10)
ausgebildet, die jeweils mittels eines Filmscharniers schwenkbar
am Gehäuse
gelagert sind. Die schwenkbare Anordnung dieser Schwenkpaddel (
10) dient
hier dazu, sicher zu stellen, daß nur die Stirnflächen der
leitungsseitigen Schmalseite der Schwenkpaddel (
10) als
auf die Leiter bzw das Leitungskabel einwirkende Klemmflächen dienen,
während
die übrige
Rechteckfläche
der Schwenkpaddel (
10) zum einen als Hebelarm für eine gute
Kraftübertragung
und zum anderen als Schutz für
die Leiter bzw das Leitungskabel im Bereich der Durchgangsöffnung wirksam
ist (siehe hierzu
DE
103 11 507 A1 Abs. 0015).
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Demgegenüber besteht
der Kern der vorliegenden Erfindung darin, zur Erzielung einer einstückigen Ausbildung
von Zugentlastungseinrichtung und Kontaktträger zwischen diesen eine Gelenkverbindung
vorzusehen, sodaß die
Träger
der Zugentlastungseinrichtung von einer zur Längsmittelebene des Kontaktträgers im
wesentlichen quer gerichteten Montagelage in eine zur Längsmittelebene
des Kontaktträgers
im wesentlichen parallel gerichtete Wirklage bewegbar sind, wodurch
sich einerseits die Form zur Herstellung der Zugentlastungseinrichtung wesentlich
vereinfachen läßt und es
andererseits ermöglicht
wird, die Träger
für die
Klemmbacken erst bei ihrer Verwendung, d.h. erst bei ihrem Einbau
in das Gehäuse
in die raumgreifende kegelstumpfartige Form zu bringen, sodaß sie bis
dahin in ihrer nahezu horizontalen Form platzsparend gelagert werden können.
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Im
Vergleich zur vorliegenden Erfindung ist die Offenbarung der
DE 103 11 507 A1 auf
das dort gezeigte Filmscharnier beschränkt, wodurch offensichtlich
ist, daß die
DE 103 11 507 A1 dem
Fachmann bei der Suche nach der erfindungsgemäßen Lehre keine Anregung zum
Auffinden der Lehre der Erfindung vermitteln konnte.
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Da
die erfindungsgemäßen Träger während ihres
Einfügens
in das Gehäuse,
sowie durch ihr Zusammenwirken mit der Innenwand des kegelstumpfartig
ausgebildeten Gehäuses
zur Erzielung der Klemmkraft einer Druckbelastung ausgesetzt sind,
ist es zur Entlastung der Gelenkverbindung vorteilhaft, wenn die
Träger
im Bereich ihres dem Kontaktträger
zugekehrten Endes einen zu ihrer Längsrichtung quer gerichteten
Stützansatz
zur Aufnahme der entstehenden Druckkräfte aufweisen.
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Da
die Zugentlastungseinrichtung im wesentlichen als ein an seiner
Mantelfläche überwiegend
offener Kegelstumpf ausgebildet ist, kann die Baulänge des
Gehäuses
dann reduziert werden, wenn die Aufnahmen für die Kontaktelemente des Kontaktträgers zumindest
teilweise in den von den Trägern
in deren Wirkstellung umgrenzten Raum greifen. Die Maßnahme,
den Kontaktträger
und die Zugentlastungseinrichtung einstückig auszubilden und deren
Träger
am Kontaktträger
schwenkbar anzuordnen, bietet hierbei den Vorteil, daß das Einführen der
Kontaktelemente bei noch flach liegenden Trägern erfolgen kann, wodurch
einerseits das Einführen
der Kontaktelemente und andererseits das Befestigen der Leiter des
Kabels an den verschiedenen Kontaktelementen durch die noch absolut
freie Zugänglichkeit
der Aufnahmen wesentlich erleichtert wird.
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Eine
sichere und schnell herzustellende Befestigung der Kontaktelemente
in den Aufnahmen läßt sich
dann erreichen, wenn die Aufnahmen für die Kontaktelemente einen
nach dem Einsetzen der Kontaktelemenete durch Verformung ihres stirnseitigen
Bereiches gebildeten Wulst aufweisen, der vorzugsweise durch eine
Warmverformung der stirnseitigen Bereiche der Aufnahmen erreicht
wird.
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Zur
Erzielung einer sicheren Klemmung der in das Gehäuse eingeführten Kabel weist die Zugentlastungseinrichtung
zwei einander diametral gegenüberliegend
angeordnete Klemmbacken auf, die mit einer außerhalb ihres Klemmbereiches
angeordneten Gleitführung
versehen sind, die ihre Relativlage sichert.
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In
konstruktiver und fertigungstechnischer Hinsicht ist es dabei vorteilhaft,
wenn die Gleitführung
von einem, in einem der Klemm backen angeordneten Führungsstift
und einer im anderen Klemmbacken vorgesehenen Ausnehmung für den Führungsstift
gebildet ist.
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Die
richtige Relativlage der beiden Klemmbacken läßt sich schon vor dem Einführen der
Zugentlastungseinrichtung und vor dem Beginn der Klemmung des Kabels
dann erreichen, wenn die Länge
der Gleitführung,
so bemessen ist, daß der Führungsstift
auch beim größten gegenseitigem
Abstand der Klemmbacken noch in die Ausnehmung des anderen Klemmbackens
eingreift.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der
nachfolgenden Beschreibung eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles
der Erfindung.
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Es
zeigt:
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1:
eine schaubildliche Darstellung einer Kupplung mit deren eine Baueinheit
bildenden Kontaktträger
und der Zugentlastungseinrichtung mit sich in ihrer Wirkstellung
befindlichen Trägern
für die Klemmbacken;
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2:
eine schaubildliche Darstellung des Kontaktträgers mit sich in ihrer Montagestellung
befindlichen Trägern
der Zugentlastungseinrichtung;
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3:
einen Schnitt durch das Gehäuse
eines Steckers mit in dieses eingeführtem Kontaktträger und
Zugentlastungseinrichtung;
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4:
eine vergrößerte Darstellung
der Einzelheit A der 3 mit eingesetztem Kontaktstift;
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5:
eine Draufsicht auf die Klemmbacken;
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6:
eine vergrößerte Darstellung
der Einzelheit B der 2;
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer elektrischen Steckvorrichdung dargestellt, die eine Kupplung
aufweist, an die ein bewegliches Kabel angeschlossen werden soll.
Die Kupplung 1 weist zwei Phasenkontakte und einen Schutzleiter
auf. Je nach Verwendungszweck der Steckvorrichtung können auch
drei Phasenkontakte, ein Null-Leiterkontakt und ein Schutzleiterkontakt
vorgesehen sein.
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Die
in 1 dargestellte Kupplung 1 weist einen
die Zugentlastungseinrichtung 2 aufnehmenden Kabeleinführungsbereich 3 und
einen die Kontaktelemente aufnehmenden Kontaktträger 4 auf, die beide
einstückig
ausgebildet sind.
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Im
Kontaktträger 4 sind
in entsprechend angeordneten Aufnahmen die Kontakthülsen angeordnet,
wobei beim gezeigten Ausführungsbeispiel
zwei Phasenkontakt-Hülsen 5 und
eine Kontakthülse 6 für den Schutzleiter
vorgesehen sind. Die Kontakthülsen können in
an sich bekannter Weise zur Sicherung ihres Kontaktes mit den Kontaktstiften
eines Steckers mit einem nicht näher
bezeichneten Längsschlitz
versehen und von einem Federring 7 umgeben sein, so wie
dies in 1 angedeutet ist.
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Im
Bereich seines der Zugentlastungseinrichtung 2 zugekehrten
Endes ist der Kontaktträger 4 topfartig
ausgebildet und weist insgesamt drei von Domen 8, 9 gebildete
Aufnahmen für
die Kontakthülsen 5, 6 auf,
deren Bohrungen sich bis zum kontaktseitigen Ende des Kontaktträgers fortsetzen.
Die Bohrungen können
in an sich bekannter Weise, wie auch in 4 für die Kontaktstifte
gezeigt, als Stufenbohrungen ausgebildet sein, sodaß mit einem
Ansatz versehene Kontakthülsen
gegen ein Durchschieben gesichert sind.
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Die
Höhe (Länge) der
beiden Dome 8 für
die beiden Phasenkontakte entspricht dabei in etwa der Höhe der Wandung 11 des
topfartigen Bereiches des Kontaktträgers 4, während die
Höhe des
Domes 9 der Aufnahme für
den Schutzleiter die Höhe
(Länge) der
Wandung 11 des Kontaktträgers 4 überragt
und sich bis in den Bereich der Zugentlastungseinrichtung 2 erstreckt.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, ist sowohl die Wandung der
Dome 8 der beiden Phasenkontakte, als auch die Wandung 11 des
Kontaktträgers 4 in
ihren entsprechenden Bereichen zur Erzielung der Zugänglichkeit
der Befestigungsschrauben für
die anzuschließenden
Kabel mit einer schlitzartigen Ausnehmung 12 versehen,
wobei zwischen den entsprechenden Wandungen und den jeweiligen Seitenflächen der
Ausnehmungen 12 Stege 13 vorgesehen sind, die
zur Isolierung der beiden Phasenkontakte dienen. In der gleichen
Weise ist der Dom 9 des Schutzleiters mit einer entsprechenden
Ausnehmung 12 versehen, wobei sich an diese Ausnehmung ebenfalls
zwei Stege 13 zur Bildung einer abgeschirmten Kammer anschließen, die
sich bis in den Bereich der beiden Dome 8 erstrecken.
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An
die Seitenfläche
des Kontaktträgers 4 sind
mittels jeweils eines Filmscharnieres 14 zwei sich im wesentlichen
in achsialer Richtung des Kontaktträgers 4 erstreckende
Träger 15, 16 für die Klemmbacken 17, 18 angelenkt,
sodaß die
Träger 15, 16 um
jeweils einen ca 90 Grad betragenden Winkel schwenkbar sind und
somit von ihrer in 2 gezeigten Montagelage, in
der die Träger 15, 16 eine im
wesentlichen horizontale Lage einnehmen, in ihre in den 1 und 3 gezeigte
Wirklage schwenkbar sind, in der die beiden Träger 15,16 einen
im wesentlichen kegelstumpfartigen Raum 19 umgrenzen. Der
Dom 9 für
den Schutzleiter ragt dabei in den von den beiden Trägern 15, 16 umgrenzten
Raum 19.
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Die
beiden Träger 15, 16 sind
im Bereich ihres dem Kontaktträger 4 zugewandten
Endes jeweils mit einem zur Mitte des Kontaktträgers 4 gerichteten Stützansatz 21 versehen,
deren Stützflächen 22 sich in
der Wirklage der Träger 15, 16 auf
dem Kontaktträger 4 abstützen. In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Zugentlastungseinrichtung 2 kann am Kontaktträger 4 für jeden
der Träger 15, 16 ein
Aufnahmeprisma vorgesehen sein, das im wesentlichen tangential zum
Kontaktträger 4 gerichtet
ist.
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Wie
insbesondere aus 1 zu erkennen ist, weisen die
Träger 15, 16 einen
abgekröpften
Verlauf auf und sind an ihrem freien Ende mit je einem Klemmbacken 17 bzw 18 versehen,
wobei der Klemmbacken 17 eine Aufnahmeöffnung 23 für das anzuschließende Kabel
und der Klemmbacken 16 ein Druckstück 24 aufweist. Zur
Sicherung der Relativlage der beiden Klemmbacken 17, 18 ist
eine Gleitführung 20 für die Klemmbacken 17, 18 vorgesehen. Diese
umfaßt
zwei im Klemmbacken 18 befestigte Führungsstifte 25, die
in im Klemmbacken 17 vorgesehene Bohrungen 26 eingreifen.
Die Länge
der Führungsstifte 25 ist
dabei so bemessen, daß diese selbst
bei der maximalen Öffnung
der Klemmbacken noch in die Bohrungen 26 eingreifen.
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In 3 ist
ein in ein Gehäuse 30 eingeführter Stecker 31 einer
Steckvorrichtung gezeigt, der ebenfalls mit einer Zugentlastungseinrichtung 2 versehen
ist. Das Gehäuse 30 weist
einen die Zugentlastungseinrichtung 2 aufnehmenden Kabeleinführungsbereich 33 auf,
der mittels einer nicht näher
bezeichneten Dichtung gegen Eintritt von Feuchtigkeit geschützt ist.
Ferner nimmt das Gehäuse 30 einen Kontaktträger 34 auf,
an dem die Kontaktelemente angeordnet sind. Der Kontaktträger 34 und
die Zugentlastungseinrichtung 2 sind ebenfalls einstückig ausgebildet.
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Im
Kontaktträger 34 sind
dementsprechend zwei Phasenkontakt-Stifte 35 und ein Kontaktstift 36 für den Schutzleiter
vorgesehen. Im Bereich seines der Zugentlastungseinrichtung 2 zugekehrten
Endes ist der Kontaktträger 34 ebenfalls
topfartig ausgebildet und weist insgesamt drei von Domen 38, 39 gebildete
Aufnahmen für
die Kontaktstifte 35, 36 auf, wobei die Dome 38, 39 Bohrungen
aufweisen, die sich bis zum kontaktseitigen Ende des Kontaktträgers 34 erstrecken.
Die Bohrungen können
entsprechend 4 als Stufenbohrungen ausgebildet
sein, sodaß mit
einem Ansatz versehene Kontaktstifte 35, 36 gegen
ein Durchschieben gesichert sind.
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Die
Höhe der
beiden Dome 38 für
die beiden Phasenkontakte entspricht dabei ebenfalls in etwa der
Höhe (Länge) der
Wandung 11 des topfartigen Bereiches des Kontaktträgers 4,
während
die Höhe des
Domes 39 der Aufnahme für
den Schutzleiter die Höhe
der Wandung 41 des Kontaktträgers 34 überragt
und sich bis in den Bereich der Zugentlastungseinrichtung 2 erstreckt.
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Die
weitere Ausbildung des Kontaktträgers 34 ist
hinsichtlich der Ausbildung der beim Kontaktträger 4 vorgesehenen
Ausnehmungen 12 sowie der Anordnung der Stege 13 zur
Bildung von abgeschirmten Kammern gleich. Ebenso sind die Anlenkung
und Ausbildung der Träger
sowie die Ausbildung der von diesen aufgenommenen Klemmbacken zur
Anordnung und Ausbildung der entsprechenden Teile der Kupplung 1 gleich,
so daß für diese
die gleichen Bezugsziffern verwendet sind, und zur Vermeidung von
Wiederholungen in der weiteren Beschreibung hierauf nicht weiter
eingegangen ist.
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Zur
Befestigung des Kontaktträgers 34 im Gehäuse 30 sind
an der Innenseite der Wandung 41 zwei einander gegenüberliegende
und mit je einer Bohrung 42 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben
versehene Ansätze 43 vorgesehen,
sodaß der Kontaktträger 34 zusammen
mit der mit ihm einstückig
ausgebildeten Zugentlastungseinrichtung 2 im Gehäuse 30 befestigt
werden kann.
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Der
Kontaktträger 4 und
die Zugentlastungseinrichtung 2 der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung
werden aus Kunststoff als Spritzteil hergestellt, wobei die hierzu
dienende Form entsprechend der in 2 gezeigten
Lage des Kontaktträgers 4 und
der Zugentlastungseinrichtung 2 ausgebildet ist; ebenso werden
der Kontaktträger 34 und
die Zugentlastungseinrichtung 2 in der in 2 gezeigten
Lage als Spritzteil hergestellt, wobei auch hier die Form entsprechend
der in 2 gezeigten Lage des Kontaktträgers 34 und der Zugentlastungseinrichtung 2 entspricht,
in der die Kontaktträger 4 bzw 34 und
die Zugentlastungseinrichtung 2 im wesentlichen flach auf einer
Unterlage aufliegen. In dieser Lage lassen sich die Kontaktelemente
(Kontakthülsen 5,6 bzw
Kontaktstifte 35, 36) unbehindert in die Dome 8, 9 bzw 38, 39 einführen. Die
Tiefe der Stufenbohrungen in den Domen 8, 9 bzw 38, 39 und
die Länge
der Ansätze
an den Kontaktelementen 5, 6 bzw 35, 36 sind
dabei so bemessen, daß die
Kontaktelemente um einen bestimmten Betrag gegenüber der Stirnfläche der Dome 8, 9 bzw 38, 39 zurück stehen.
In dieser Lage der Kontaktelemente wird mittels eines Druckwerkzeuges
der stirnseitige Bereich der Dome 8, 9 bzw 38, 39 zur
Bildung eines im wesentlichen nach innen gerichteten Wulstes 44 plastisch
verformt, der zur Sicherung der axialen Lage der Kontaktelemente
in den Domen dient. Hierbei kann es zweckmäßig sein die Verformung der
Endbereiche der Dome durch eine Warmverformung zu bilden.