DE102009004458B3

DE102009004458B3 - Elektrischer Steckverbinder mit Verriegelungseinrichtung

Info

Publication number: DE102009004458B3
Application number: DE102009004458A
Authority: DE
Inventors: Joachim Zapf
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-01-14
Also published as: WO2010081765A1; US8215977B2; US20110275235A1

Abstract

Bei einem Steckverbinder mit einer einen Entriegelungsring (5) aufweisenden Verriegelungseinrichtung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das erste Steckerelement (1) in seinem Endabschnitt (3) mit einer außen umlaufenden Nut versehen ist, in der der Entriegelungsring (5) drehbar geführt ist, der über seinen Umfang verteilte Taschen (10) für die Rastnasen (16) von im zweiten Steckerelement (2) fixierten Rasthaken (15) aufweist. Das zweite Steckerelement (2) weist einen fensterartigen Ausschnitt (13) auf, durch den hindurch der Entriegelungsring (5) im Verriegelungszustand zugänglich und drehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem ersten Steckerelement, dessen Endabschnitt in ein koaxiales zweites Steckerelement einschiebbar ist, und mit einer einen Entriegelungsring aufweisenden Verriegelungseinrichtung.
Ein derartiger Steckverbinder ist beispielsweise aus der DE 197 49 130 C1 bekannt. Die Verriegelungseinrichtung des bekannten Steckverbinders weist einen zylindrischen Entriegelungsring auf, der das zweite, äußere Steckerelement in Form einer axial verschiebbaren Entriegelungshülse umgibt. Durch axiales Verschieben der Entriegelungshülse werden die freien Enden der an einem Verriegelungsring angeformten Rastzungen nach außen gedrückt und der Steckverbinder entriegelt.
Die bekannten, einen axial verschiebbaren Entriegelungsring aufweisenden Verriegelungseinrichtungen bestehen aus relativ komplex aufgebauten Teilen, die typischerweise zu einer unerwünschten Vergrößerung des Außendurchmessers des Steckverbinders führen. Darüber hinaus ist auch bei kompliziert aufgebauten Verriegelungseinrichtungen selten von außen optisch eindeutig überprüfbar, ob der Steckverbinder verriegelt ist. Die Situation wird weiter erschwert, wenn eine nur mithilfe eines Werkzeugs zu öffnende Verriegelungseinrichtung gefordert wird.
Aus US 4,747,656 ist ein optischer Steckverbinder mit einem ersten Steckelement und einem koaxialen zweiten Steckelement bekannt, wobei das erste Steckelement eine Verriegelungseinrichtung mit einem drehbaren Entriegelungsring aufweist und der an seinem Endabschnitt mit Rasthaken versehen ist, die am ersten Steckelement fixiert sind und steckseitig eine radial zur Steckrichtung nach innen vorragende Rastnasen aufweisen.
Die Rastnasen dringen im Verriegelungszustand des Steckverbinders elastisch in eine umlaufende Nut am zweiten Steckelement ein. Die Rastnasen sind in einem entriegelten Zustand des Steckverbinders durch den Entriegelungsring nach außen drückbar.
Aus US 4,070,080 ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem ersten Steckelement und einem zweiten Steckelement bekannt, wobei das erste Steckelement, dessen Endabschnitt in das zweite Steckelement einschiebbar ist, über seinen Umfang verteilte Taschen aufweist, in die radial zur Steckrichtung nach innen vorspringende Rastnasen des zweiten Steckelementes eindringen können.
Aus EP 0 037 014 A2 ist ein elektrischer Steckverbinder bekannt, der ein erstes und ein zweites Steckelement aufweist, wobei der Endabschnitt des ersten Steckelements in das zweite Steckelement einschiebbar ist. Der Endabschnitt des ersten Steckelementes weist eine nach innen gerichtete Kerbe auf, wobei das zweite Steckelement an seinem Endabschnitt mit einer axial verlaufenden inneren Nut versehen ist. In der inneren Nut ist ein Rasthaken geführt, der am zweiten Steckelement fixiert ist und steckseitig eine radial zur Steckrichtung nach innen vorspringende Rastnase aufweist, die in einem Verriegelungszustand des Steckverbinders elastisch in die Kerbe eindringt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder mit einer Verriegelungseinrichtung bereitzustellen, der kostengünstig herzustellen und einfach aufgebaut ist und zudem gute Dichteigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den folgenden Unteransprüchen angeführt.
Beim erfindungsgemäßen Steckverbinder ist, über die gattungsgemäßen Merkmale hinaus, vorgesehen, dass das zweite Steckerelement an seinem Endabschnitt mit axial verlaufenden inneren Nuten versehen ist, in denen jeweils ein Rasthaken geführt ist, der am zweiten Steckerelement fixiert ist und steckseitig eine nach innen vorspringende Rastnase aufweist. Außerdem ist das erste Steckerelement in seinem Endabschnitt mit einer außen umlaufenden Nut versehen, in der der Entriegelungsring drehbar geführt ist, und der Entriegelungsring weist über seinen Umfang verteilte Taschen auf, wobei die Rastnasen in einem Verriegelungszustand des Steckverbinders elastisch in jeweils eine Tasche eindringen und in einem entriegelten Zustand durch einen nicht mit Taschen versehenen Abschnitt des Umfangs des Entriegelungsrings nach außen drückbar sind. Weiterhin erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Endabschnitt des zweiten Steckerelements mindestens einen fensterartigen Ausschnitt aufweist, durch den hindurch der Entriegelungsring im Verriegelungszustand zugänglich und drehbar ist.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Steckverbinders besteht darin, dass außer den beiden Steckerelementen, die von der Verriegelungseinrichtung nur unwesentlich beeinflusst sind und die deshalb eine sehr einfache Form aufweisen können, und einem einfach ausgebildeten Entriegelungsring nur beispielsweise drei zusätzliche Rasthaken als separat herzustellende Teile zur Realisierung der Verriegelungseinrichtung erforderlich sind. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass die Rasthaken aufgrund des konstruktiven Aufbaus der Verriegelungseinrichtung mit relativ hohen Toleranzen ausgelegt werden können. Der Entriegelungsring ermöglicht im Zusammenwirken mit dem fensterartigen Ausschnitt eine einfache und eindeutige Visualisierung des Ver- beziehungsweise Entriegelungszustandes des Steckverbinders.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Rasthaken am der Rastnase gegenüberliegenden Ende mindestens eine Verankerungsnase aufweisen, mit der sie in einer außen am zweiten Steckerelement umlaufenden Ringnut, in der die axial verlaufenden inneren Nuten enden, verankert sind. Dies erlaubt eine sehr einfache Montage der Rasthaken, die vom Steckgesicht des zweiten Steckerelements her in die axialen Nuten eingeschoben werden, bis sie sich in der Ringnut festklicken.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der genannten Ausführungsformen sind drei gleichmäßig verteilt am Umfang des zweiten Steckerelements angeordnete Rasthaken vorgesehen, so dass eine eindeutige, auf drei Punkte gestützte Verrastung ermöglicht ist.
Gemäß einer Weiterbildung ist am Entriegelungsring ein in axialer Richtung abragendes Entriegelungsorgan angeordnet, das im Verriegelungszustand des Steckverbinders durch den fensterartigen Ausschnitt hindurch betätigbar ist. Diese Variante bietet Vorteile für eine einfache Verriegelung und Visualisierung des Verriegelungszustandes.
Die Übergänge der Taschen zu den angrenzenden, nicht mit Taschen versehenen Abschnitten des Umfangs des Entriegelungsrings sind, gemäß einer weiteren Ausführungsform, mindestens zu einer Seite hin schräg ausgebildet, so dass eine mit der jeweiligen Rastnase zusammenwirkende geneigte Anlauffläche gebildet ist.
Durch den nur durch den fensterartigen Ausschnitt hindurch drehbaren Entriegelungsring ist auf leichte Weise sicherstellbar, dass die Verriegelungseinrichtung – wenn dies bei einer Anwendung gefordert ist – nur mit einem Werkzeug entriegelbar ist.
Das erste Steckerelement kann an seinem Endabschnitt mit einer umlaufenden radialen Dichtung versehen sein, was vorteilhaft gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten stirnseitigen Dichtung ist.
Die Ausbildung der Rasthaken, derart, dass sie am rastnasenseitigen Ende aus Kunststoff und am gegenüberliegenden Ende aus Metall bestehen, ist vorteilhaft, da sie eine hohe Wärmeabfuhr und dadurch eine größere Stromübertragungsfähigkeit ermöglicht.
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den am ersten Steckerelement des erfindungsgemäßen Steckverbinders angebrachten Entriegelungsring,
2 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die in das zweite Steckerelement eingeschobenen Rasthaken,
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines aus den beiden Steckerelementen zusammengefügten Steckverbinders,
4 zeigt die Verankerung der Rasthaken im zweiten Steckerelement,
5 zeigt, in gleicher Darstellung wie die übrigen Figuren, die Anordnung der Rasthaken relativ zum ersten Steckerelement beziehungsweise zum Entriegelungsring.
1 zeigt ein erstes Steckerelement 1 eines elektrischen Steckverbinders, das einen Endabschnitt 3 mit verringertem Außendurchmesser aufweist, in dem beispielhalber drei Dome 4 angeordnet sind, die jeweils einen Buchsenkontakt (nicht dargestellt) enthalten. Der Endabschnitt 3 ist mit einer außen umlaufenden Nut versehen, in der ein Entriegelungsring 5 drehbar geführt ist, so dass der Entriegelungsring 5 steckseitig an einen ersten Bund 6 der Nut angrenzt. Im zweiten Bund 7 der Nut ist eine Ausnehmung 8 vorgesehen, in die ein axial am Entriegelungsring 5 angeformter Ansatz 9 hineinragt. Dieser als Entriegelungsorgan 9 dienende Ansatz kann innerhalb der Ausnehmung 8, also über einen kleinen Teil des Umfangs des ersten Steckerelements 1, bewegt werden, wobei sich der Entriegelungsring 5 um ein entsprechendes kurzes Stück mitdreht. Der Entriegelungsring 5 weist außerdem gleichmäßig über seinen Umfang verteilte Taschen 10 auf, von denen in 1 eine erkennbar ist. In 1 ist weiterhin eine radiale Lippendichtung 11 erkennbar, die in einer weiteren, relativ nahe zum Steckgesicht des ersten Steckerelements 1 hin angeordneten, umlaufenden Nut eingepresst ist.
In 2 ist ein zweites Steckerelement 2 dargestellt, dessen Steckgesicht so ausgebildet ist, dass das Steckerelement 2 mit dem ersten Steckerelement 1 zur Steckverbindung zusammengefügt werden kann, wobei der Endabschnitt 12 des zweiten Steckerelements 2 den Endabschnitt 3 des ersten Steckerelements 1 im zusammengefügten Zustand koaxial umgibt, vergleiche 3. Erkennbar ist ein fensterartiger Ausschnitt 13 sowie drei im Endabschnitt 12 axial verlaufende innere Nuten 14, in die jeweils ein Rasthaken 15 eingeschoben ist. Die Rasthaken 15 weisen an ihrem steckseitigen Ende jeweils eine nach innen ragende Rastnase 16 auf.
3 zeigt die zu einem Steckverbinder zusammengefügten beiden Steckerelemente 1 und 2. In 3 der Übersichtlichkeit halber weggelassen, jedoch in 4 im Detail dargestellt ist das der Rastnase 16 gegenüberliegende Ende eines Rasthakens 15. Dieses gegenüberliegende Ende ist durch zwei Beinchen 17, vergleiche 5, gebildet, die jeweils in einer seitlich abragenden Verankerungsnase 18 enden. Bei der Montage werden die Rasthaken 15 jeweils mit ihren Beinchen 17, beziehungsweise den Verankerungsnasen 18, die jeweils eine Abschrägung 19 aufweisen, in die axial verlaufenden Nuten 14 im zweiten Steckerelement 2 eingeschoben, wobei die beiden Beinchen 17 seitlich zusammengedrückt sind. Sobald die Verankerungsnasen 18 bis in die Ringnut 20 durchgeschoben sind springen die Beinchen 17 mit den Verankerungsnasen 18 seitlich auf, so dass der jeweilige Rasthaken 15 im zweiten Steckerelement 2 fixiert ist.
Aus der Darstellung in 5 geht auf einfache Weise das Zusammenwirken der verschiedenen Teile der Verriegelungseinrichtung hervor, wobei zur Erleichterung des Verständnisses das zweite Steckerelement 2, in dem sich die dargestellten Rasthaken 15 eigentlich befinden, weggelassen ist. Dargestellt ist ein entriegelter, durch die Visualisierung 21 – beispielsweise ”auf” – angezeigter Zustand des Steckverbinders, in dem die nach innen gerichteten Rastnasen 16 der Rasthaken 15 auf Abschnitten des Entriegelungsrings 5 aufliegen, die nicht mit Taschen 10 versehen sind. Die Rastnasen 16 sind also nicht eingerastet. Wird der Entriegelungsring 5 mittels des Entriegelungsorgans 9 einige Grad nach links gedreht, so laufen die Rastnasen 16 über die Schräge 22 in die jeweilige Tasche 10 des Entriegelungsrings ein, wo sie hinter dem steckseitigen Bund 6 der umlaufenden Nut, vergleiche 1, verrasten. In der Ausnehmung 8 erscheint dann beispielsweise die Visualisierung „zu”.
Da der Steckverbinder, wie in 1 dargestellt, nicht stirnseitig, sondern radial gedichtet wird, müssen die Rasthaken 15 vorteilhafter Weise auch bei geschlossenem Steckverbinder keine Zugkräfte aufnehmen. Bei Ausbildung der Rasthaken 15 mit zwei Materialkomponenten, insbesondere mit einer Rastnase 16 aus Kunststoff und Beinchen 17 sowie Verankerungsnasen 18 aus Metall, ist eine hohe Wärmeabfuhr möglich, wodurch eine größere Stromübertragungsfähigkeit ermöglicht wird.

1: erstes Steckerelement
2: zweites Steckerelement
3: Endabschnitt von 1
4: Dom
5: Entriegelungsring
6: steckseitiger erster Bund einer an 3 umlaufenden Nut
7: steckseitiger zweiter Bund einer an 3 umlaufenden Nut
8: Ausnehmung in 7
9: Entriegelungsorgan
10: Tasche im Umfang von 5
11: radiale Dichtung
12: Endabschnitt von 2
13: fensterartiger Ausschnitt in 12
14: axial verlaufende Nut innen am 12
15: Rasthaken
16: Rastnase an 15
17: Beinchen von 15
18: Verankerungsnase von 15
19: Abschrägung an 18
20: Ringnut in 12
21: Visualisierung des Verriegelungszustandes
22: Einlaufschräge an 10 für 16

Claims

Elektrischer Steckverbinder mit einem ersten Steckerelement (1) und einem koaxialen zweiten Steckerelement (2) wobei das erste Steckerelement, dessen Endabschnitt (3) in das zweite Steckerelement (2) einschiebbar ist eine Verriegelungseinrichtung mit einem Entriegelungsring (5) aufweist dadurch gekennzeichnet, – dass das zweite Steckerelement (2) an seinem Endabschnitt (12) mit axial verlaufenden inneren Nuten (14) versehen ist, in denen jeweils ein Rasthaken (15) geführt ist, der am zweiten Steckerelement (2) fixiert ist und steckseitig eine radial zur Steckrichtung nach innen vorspringende Rastnase (16) aufweist, – dass das erste Steckerelement (1) in seinem Endabschnitt (3) mit einer außen umlaufenden Nut versehen ist, in der der Entriegelungsring (5) drehbar geführt ist, und dass der Entriegelungsring (5) über seinen Umfang verteilte Taschen (10) aufweist, wobei die Rastnasen (16) in einem Verriegelungszustand des Steckverbinders elastisch in jeweils eine Tasche (10) eindringen und in einem entriegelten Zustand durch einen nicht mit Taschen (10) versehenen Abschnitt des Umfangs des Entriegelungsrings (5) nach außen drückbar sind, – und dass der Endabschnitt (12) des zweiten Steckerelements (2) mindestens einen fensterartigen Ausschnitt (13) aufweist, durch den hindurch der Entriegelungsring (5) im Verriegelungszustand zugänglich und drehbar ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasthaken (15) am der Rastnase (16) gegenüberliegenden Ende mindestens eine Verankerungsnase (18) aufweisen, mit der sie in einer außen am zweiten Steckerelement (2) umlaufenden Ringnut (20), in der die axial verlaufenden inneren Nuten (14) enden, verankert sind.
Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei gleichmäßig verteilt am Umfang des zweiten Steckerelements (2) angeordnete Rasthaken (15) vorgesehen sind.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Entriegelungsring (5) ein in axialer Richtung abragendes Entriegelungsorgan (9) angeordnet ist, das im Verriegelungszustand des Steckverbinders durch den fensterartigen Ausschnitt (13) hindurch betätigbar ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge der Taschen (10) zu den angrenzenden, nicht mit Taschen (10) versehenen Abschnitten des Umfangs des Entriegelungsrings (5) mindestens zu einer Seite hin schräg ausgebildet sind, so dass eine mit der jeweiligen Rastnase (16) zusammenwirkende geneigte Anlauffläche (22) gebildet ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung nur mit einem Werkzeug entriegelbar ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steckerelement (1) an seinem Endabschnitt (3) mit einer umlaufenden radialen Dichtung (11) versehen ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasthaken (15) am rastnasenseitigen Ende (16) aus Kunststoff und am gegenüberliegenden Ende (17, 18) aus Metall bestehen.