DE102024100461A1

DE102024100461A1 - Electrical field-assembly circular connector

Info

Publication number: DE102024100461A1
Application number: DE102024100461.4A
Authority: DE
Inventors: Norbert Niewianda; Wojciech Ryczaj; Oleksand Kostiuk; Kharina Veronika; Marcin Konietzko
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2023-01-09
Filing date: 2024-01-09
Publication date: 2024-07-11

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen feldkonfektionierbaren elektrischen Steckverbinder mit Vibrationsschutz und einem Befestigungselement zwischen der Verriegelungsmutter und der Gewindehülse, dass dem Steckverbinder eine bessere mechanische Robustheit verleiht.The invention describes a field-assembly electrical connector with vibration protection and a fastening element between the locking nut and the threaded sleeve that gives the connector better mechanical robustness.

Description

Die Erfindung betrifft einen kreisförmigen feldkonfektionierbaren elektrischen Steckverbinder nach Anspruch 1.The invention relates to a circular field-assembly electrical connector according to claim 1.

Feldkonfektionierbare Rundsteckverbinder, auch freiverdrathbare Steckverbinder genannt, werden von Kunden verwendet, die den Steckverbinder verdrahten, zusammenbauen und gemäß ihrer Applikation anschließen. Sie ermöglichen eine hochgradig anpassbare Implementierung vor Ort, wo manchmal nur begrenzte Bedingungen für die Verwendung herkömmlicher Steckverbinder herrschen.Field-terminable circular connectors, also called wireable connectors, are used by customers who wire, assemble and terminate the connector according to their application. They allow for a highly customizable implementation in the field where sometimes there are limited conditions for using conventional connectors.

Die DE 44 01 245 C1 beschreibt einen elektrischen, abgewinkelten, feldkonfektionierbaren Rundsteckverbinder. Der Kontakteinsatz mit den elektrischen Kontaktstiften ist in die Hülse eingebettet, die mit einer Dichtung gegenüber dem Steckverbindergehäuse abgedichtet werden muss. Die Gewindehülse, mit der die beiden Gegenstücke der elektrischen Verbindung aretriert werden, ist drehbar auf dem Steckverbindergehäuse gelagert und wird mittels eines Sprengrings an diesem gehalten. Die sich überlappenden Gehäuseteile stützen sich gegenseitig, was zu einer hohen Biegefestigkeit des Steckverbinders führt. Der Nachteil dieser Lösung ist die fehlende Möglichkeit, einen Vibrationsschutz zu integrieren.The DE 44 01 245 C1 describes an electrical, angled, field-assemblable circular connector. The contact insert with the electrical contact pins is embedded in the sleeve, which must be sealed against the connector housing with a seal. The threaded sleeve, with which the two counterparts of the electrical connection are locked, is rotatably mounted on the connector housing and is held to it by means of a snap ring. The overlapping housing parts support each other, which leads to a high bending strength of the connector. The disadvantage of this solution is the lack of possibility of integrating vibration protection.

DE 299 13 409 U1 beschreibt einen geraden, feldkonfektionierbaren elektrischen Rundsteckverbinder, bei dem in die Kontaktstifte der Schraubklemmkäfig zum Leiteranschluss integriert ist. Der Steckkörper, der den Stiftträger mit dem Klemmengehäuse integriert, ist monolithisch, was zusammen mit der stützenden Gewindehülse dem System eine hohe mechanische Festigkeit gegen Verbiegen verleiht. Bei der Montage wird die Gewindehülse von der Befestigungsseite des Steckers auf den Steckerkörper aufgeschoben, wodurch dieser elastisch verformt wird. DE 299 13 409 U1 describes a straight, field-assemblable electrical circular connector in which the screw terminal cage for conductor connection is integrated into the contact pins. The plug body, which integrates the pin carrier with the terminal housing, is monolithic, which, together with the supporting threaded sleeve, gives the system a high mechanical strength against bending. During assembly, the threaded sleeve is pushed from the fastening side of the plug onto the plug body, causing it to be elastically deformed.

Die Gewindehülse ist über eine Schnappverbindung mit dem Steckerkörper verbunden. Eine zusätzliche Kontaktstelle ist der Steckerkragen, der die Gewindehülse axial hält. The threaded sleeve is connected to the plug body via a snap connection. An additional contact point is the plug collar, which holds the threaded sleeve axially.

Wie bei der zuvor beschriebenen Lösung ist die Integration eines Vibrationsschutzes aufgrund der Montageart nicht möglich.As with the solution described above, the integration of vibration protection is not possible due to the type of installation.

US 7 413 457 B2 beschreibt einen elektrischen Rundsteckverbinder, der einen aus zwei komplementären Komponenten bestehenden Vibrationsschutz aufweist. Das erste Bauteil ist eine auf den Kontakt- oder Stiftträger aufgesetzte, nicht drehbare Hülse, die eine Segezahnkontour aufweist, bei der die Zähne eine relativ mäßige Neigung in Schließdrehrichtung und eine nahezu senkrechte Neigung in Losdrehrichtung aufweisen. Die Gewindeteile, die mit dieser Hülse zusammenwirken, haben eine zu der Segezahnkontour komplimentere Verzahnung. Diese Konstruktion hat sich auf dem Markt als sichere Verriegelungsmethode bewährt. US 7 413 457 B2 describes an electrical circular connector that has a vibration protection consisting of two complementary components. The first component is a non-rotating sleeve that is placed on the contact or pin carrier and has a serrated tooth contour in which the teeth have a relatively moderate inclination in the closing direction and an almost vertical inclination in the loosening direction. The threaded parts that interact with this sleeve have a toothing that is more complementary to the serrated tooth contour. This design has proven itself on the market as a secure locking method.

Die Verwendung in feldkonfektionierbaren Steckverbindern hat sich jedoch aufgrund der geometrischen Bedingungen der Bauteile als kompliziert erwiesen.However, its use in field-assembled connectors has proven to be complicated due to the geometric conditions of the components.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen feldkonfektionierbaren Rundsteckverbinder mit Vibrationsschutz bereitzustellen, der die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbinder überwindet, wobei der elektrische Rundsteckverbinder einfach konfektioniert werden kann.The object of the invention is to provide a field-assembly circular connector with vibration protection which overcomes the disadvantages of the connectors known from the prior art, whereby the electrical circular connector can be easily assembled.

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen feldkonfektionierbaren Rundsteckverbinder, wobei der Steckverbinder eine Verriegelungsmutter und eine Gewindehülse aufweist, mit einem mechanisch robusten Befestigungssystem und einem eingebauten Vibrationsschutz, der ein unerwünschtes Lösen der Verbindung verhindert. Für eine einfache Montage müssen der Kontakt- oder Stiftträger mit dem Klemmengehäuse im Inneren des Steckverbinders unlösbar miteinander verbunden werden, z.B. verschweißt, verklebt oder anderweitig dauerhaft verbunden. Das Befestigungssystem entsteht durch die Überlappung der Verrieglungsmutter und der Gewindehülse, wodurch die mechanische Belastung vom geschweißten oder geklebten Teil zwischen dem Klemmengehäuse und dem Stiftträger auf das Befestigungssystem verlagert und die mechanische Festigkeit des Steckverbinders erhöht wird.The present invention describes a field-assemblable circular connector, the connector having a locking nut and a threaded sleeve, with a mechanically robust fastening system and built-in vibration protection that prevents unwanted loosening of the connection. For easy assembly, the contact or pin carrier must be permanently connected to the terminal housing inside the connector, e.g. welded, glued or otherwise permanently connected. The fastening system is created by the overlap of the locking nut and the threaded sleeve, which shifts the mechanical load from the welded or glued part between the terminal housing and the pin carrier to the fastening system and increases the mechanical strength of the connector.

Die Vorteile dieser Lösung liegen darin, dass sie keine wesentlichen Änderungen an den grundlegenden Teilen des Steckverbinders erfordert und der Produktionsprozess einfacher ist, dass sich die Verbindung nicht aufgrund von Vibrationen lockert und dass die Lebensdauer des Steckverbinders erheblich verlängert wird .

1 Bestandteile eines mit einem Sperring befestigten Verbinders
2 Schnitt der Steckverbinderbaugruppe mit Sperring
3 Kontaktzone zwischen dem Klemmengehäuse und dem Stift Träger
4 Komponenten eines mit Schnappverschluss befestigten Verbinders
5 Querschnitt der Steckerbaugruppe mit Schnappverschluss
6 Rundsteckverbinders gemäß der Erfindung

The advantages of this solution are that it does not require significant changes to the basic parts of the connector, the production process is simpler, the connection does not loosen due to vibrations and the service life of the connector is significantly extended.

1 Components of a connector secured with a locking ring
2 Cross section of connector assembly with locking ring
3 Contact zone between the terminal housing and the pin carrier
4 Components of a snap-fit connector
5 Cross section of the connector assembly with snap lock
6 Circular connector according to the invention

Bei der Erfindung handelt es sich um einen feldkonfektionierbaren Rundsteckverbinder mit einem Vibrationsschutzsystem, das aus einem Stiftträger 1 und einem Wellenring 2 besteht, die beide aus Polymer hergestellt sind, wobei der Wellenring ein Teil einer Gewindehülse ist. Der Stiftträger und der Wellenring sind unabhängig voneinander. Die Gewindehülse 3 ist mit der Verriegelungsmutter 6 durch ein Befestigungselement verbunden, das ein Schnapphacken SN oder ein Sperring 4 sein kann. Das Befestigungssystem stellt eine zweite Verbindung zwischen dem unteren Teil (Stiftträger 1, Wellenring 2 und Gewindehülse 3) und dem oberen Teil (Klemmgehäuse 7 und Verriegelungsmutter 6) des Steckverbinders her und ermöglicht es dem Steckverbinder, die erforderliche mechanische Robustheit bei Zug und Biegung zu zeigen. Die Kräfte werden auf den Überlappungsbereich zwischen der Gewindehülse 3 und der Verriegelungsmutter 6 ausgeübt. Die erste Verbindung zwischen dem unteren und dem oberen Teil des Steckverbinders befindet sich zwischen dem Klemmengehäuse 7 und dem Stifthalter 1.The invention is a field-assemblable circular connector with a vibration protection system consisting of a pin carrier 1 and a shaft ring 2, both made of polymer, the shaft ring being part of a threaded sleeve. The pin carrier and the shaft ring are independent of each other. The threaded sleeve 3 is connected to the locking nut 6 by a fastening element, which can be a snap hook SN or a locking ring 4. The fastening system establishes a second connection between the lower part (pin carrier 1, shaft ring 2 and threaded sleeve 3) and the upper part (terminal housing 7 and locking nut 6) of the connector and allows the connector to show the required mechanical robustness in tension and bending. The forces are exerted on the overlap area between the threaded sleeve 3 and the locking nut 6. The first connection between the lower and upper parts of the connector is between the terminal housing 7 and the pin holder 1.

Wie in 2 dargestellt, sind sowohl die Verriegelungsmutter 6 als auch die Gewindehülse 3 um durchschnittlich 4 mm (etwa 0,16 Zoll) verlängert, so dass die Verriegelungsmutter 6 die Gewindehülse 3 und den Stiftträger 1 überlappen kann. Der Sperring 4 befindet sich zwischen der Verriegelungsmutter 6 und der Gewindehülse 3 in einer kreisförmigen Nut, die in jedes der beiden Teile eingearbeitet oder geformt ist so, dass die Nuten miteinander korrespondieren und der Sperring in beide einschnappen kann, der sie dann axial zusammenhält.As in 2 As shown, both the locking nut 6 and the threaded sleeve 3 are extended by an average of 4 mm (about 0.16 inches) so that the locking nut 6 can overlap the threaded sleeve 3 and the pin carrier 1. The locking ring 4 is located between the locking nut 6 and the threaded sleeve 3 in a circular groove machined or formed in each of the two parts so that the grooves correspond with each other and the locking ring can snap into both, then holding them axially together.

Bei einer anderen Ausführungsform, wie in 5 dargestellt, befindet sich der Schnapphacken Sn im unteren Teil der Verriegelungsmutter 6, die in eine umlaufende Nut in der Gewindehülse 3 passt. Der Schnapphacken Sn wird auf der Außenseite durch die Ränder und auf der Innenseite durch den unteren Teil des Klemmengehäuses 7 in Position gehalten. In dieser Ausführung sind sowohl die Verriegelungsmutter 6 als auch das Klemmgehäuse 7 um durchschnittlich 4 mm (ca. 0,16 Zoll) , verlängert, um die Gewindehülse 3 und den Stifthalter 1 zu überlappen und die mechanische Robustheit des Steckverbinders zu erhöhen.In another embodiment, as in 5 As shown, the snap hook Sn is located in the lower part of the locking nut 6, which fits into a circumferential groove in the threaded sleeve 3. The snap hook Sn is held in position on the outside by the edges and on the inside by the lower part of the terminal housing 7. In this embodiment, both the locking nut 6 and the terminal housing 7 are extended by an average of 4 mm (approximately 0.16 inches) to overlap the threaded sleeve 3 and the pin holder 1 and to increase the mechanical robustness of the connector.

Die Gewindehülse 3 ist für die Verbindung mit einer komplementären Buchse vorgesehen.The threaded sleeve 3 is intended for connection to a complementary socket.

In dem Klemmengehäuse 7 und dem Stifthalter 1 sind mehrere Stifte 8 untergebracht. Das Klemmengehäuse und der Stiftträger sind durch mechanische (z.B. Schweißen) oder chemische Verfahren (z.B. Kleben) miteinander verbunden. Somit ist in diesem Bereich kein zusätzliches Dichtungselement erforderlich. Die Anzahl der Stifte 8 kann bis zu 8 oder auch mehr betragen.Several pins 8 are housed in the terminal housing 7 and the pin holder 1. The terminal housing and the pin carrier are connected to one another by mechanical (e.g. welding) or chemical processes (e.g. gluing). Therefore, no additional sealing element is required in this area. The number of pins 8 can be up to 8 or even more.

Eine O-Ring-Dichtung 5 wird auf das Klemmengehäuse aufgesetzt und dichtet den inneren Gewindeteil der Verriegelungsmutter 6 ab, wenn der Steckverbinder zusammengebaut wird.An O-ring seal 5 is placed on the terminal housing and seals the inner threaded part of the locking nut 6 when the connector is assembled.

Wie in 6 dargestellt, besteht der gesamte Steckverbinder aus drei Gewindeteilen: dem oben beschriebenen ersten Teil und zwei weiteren, die den kompletten Steckverbinder bilden, hier Steckverbindergehäuse und Druckmutter genannt. Das Steckverbindergehäuse verbindet das Anschlussteil mit der Druckmutter und ermöglicht eine feste Verbindung zwischen dem Kontaktteil und der angeschlossenen Leitung Die Beschreibung basiert auf Abbildungen, die den männlichen Steckverbinder darstellen, aber der Schutz ist auch für den weiblichen Steckverbinder geeignet, da die Erfindung in gleicher Weise auf weibliche und männliche Teile angewendet wird.As in 6 As shown, the entire connector consists of three threaded parts: the first part described above and two others that form the complete connector, here called connector housing and pressure nut. The connector housing connects the connection part to the pressure nut and enables a firm connection between the contact part and the connected line. The description is based on figures showing the male connector, but the protection is also suitable for the female connector, since the invention is equally applicable to female and male parts.

BezugszeichenReference symbol

11: Pin-Träger StiftträgerPin carrier Pin carrier
22: Wellen-RingWave ring
33: GewindehülseThreaded sleeve
44: SperringLocking
SnSn: SnapSnap
55: O-RingO-ring
66: VerriegelungsmutterLocking nut
77: KlemmengehäuseTerminal housing
88th: StiftPen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4401245 C1 [0003]
DE 29913409 U1 [0004]
US 7413457 B2 [0007]

Claims

Electrical field-assemblable circular connector, consisting of three threaded parts a first part comprises a contact part (1) on the front of the circular connector, which is surrounded by a threaded sleeve (3), and a terminal housing (7) on the back of the circular connector, wherein a contact pin (8) is provided which has an integrated screw terminal for connecting to a conductor, wherein the contact pin (8) extends through the contact part (1) and the terminal housing (7), wherein the contact part (1) and the terminal housing (7) are permanently connected along a circular area during the production process in order to hold a locking nut (6) between the end of the threaded sleeve (3) and the terminal housing (7), wherein a shaft ring (2) is provided between the threaded sleeve (3) and the pin carrier (1) for vibration protection and a pressure nut, wherein the pressure nut can be screwed onto the connector housing in order to firmly fix the end of a cable wherein the threaded sleeve (3) and the locking nut (6) both have an extension which overlap in an annular region in order to direct bending forces away from the connecting surface between the contact part (1) and the terminal housing (7), wherein the threaded sleeve (3) is fastened to the locking nut (6) by a fastening element (Sn).

Electrical field-assembly circular connector according to Claim 1 , wherein the contact part (1) and the terminal housing (7) are connected to one another by a mechanical process

Electrical field-assembly circular connector according to one of the Claims 1 until 3 , where the contact part is a pin carrier in a connector

Electrical field-assembly circular connector according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the contact part is a contact carrier in a socket.

Electrical, field-assemblable circular connector according to one of the Claims 1 until 4 in which a pin (8) is inserted into the terminal housing (7) and the pin carrier (1).

Electrical, field-assemblable circular connector according to one of the Claims 1 until 5 , in which a socket contact is accommodated in the terminal housing (7) and the socket contact carrier (1).

Electrical field-assembly circular connector according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the fastening element is a locking ring (4) which is arranged in a slot between the threaded sleeve (3) and the locking nut (6) and holds the latter axially.

Electrical field-assembly circular connector according to one of the Claims 1 until 8th , wherein the fastening element is a snap hook (Sn) on the lower part of the locking nut (6) which engages in a slot in the upper part of the threaded sleeve (3).

Electrical field-assembly circular connector according to one of the Claims 1 until 9 , wherein the seal (5) on a terminal housing (7) ensures the sealing of the contact zone between the connection part and the connector housing of the connector.