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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Steckverbinderelement für eine Gerätesteckverbindung in Form eines
Stecker- oder Buchsenelementes nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Bei einem derartigen aus der
DE 299 07 495 U1 bekannten
Steckverbinderelement ist die Federclipeinheit durch einen metallischen
Federclip gebildet, der ausschließlich die axiale Sicherung
des Stift- oder Buchsenkontaktes beim Zusammenstecken zweier Steckverbinderelemente
sichert. Eine den Stift- oder Buchsekontakt zentrierende Aufnahme
ist durch eine entsprechende Bohrungsanpassung der gestuften Bohrungskammer
gegeben.
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Bei einem derartigen Steckverbinderelement ist
die Trennung zwischen axialer Sicherung und radialer Zentrierung
konstruktions- und herstellungstechnisch aufwendig. Außerdem bedingt
der metallische Federclip eine nicht optimale Baulänge und
eine nicht optimale aufzuwendende Kraft beim Montieren der Stift-
oder Buchsenkontakte in die Bohrungskammern des Gehäuses.
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Aus der
DE 39 28 392 C1 ist des
Weiteren ein elektrischer Steckverbinder mit einrastbaren Kontaktelementen
bekannt, bei dem neben einem als Rastelement ausgebildeter Federring
zur axialen Sicherung eines stiftförmigen Kontaktelementes in
einer Kontaktkammer am stiftförmigen
Kontaktelement ein Bund mit radial nach außen hin erstreckenden stegförmigen Anformungen
vorgesehen ist, die sich in einer Wandung der Kontaktkammer seitlich
abstützen.
Auch hierdurch ergibt sich eine herstellungstechnisch aufwendige
Trennung zwischen axialer Sicherung und radialer Zentrierung.
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Aus der
DE 88 16 382 U1 schließlich ist
bei einem einrastbaren koaxial Kontakt eine zylindrische Haltefeder
aus Kunststoff vorgesehen, die ausschließlich der axialen Sicherung
dient.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Steckverbinderelement der eingangs genannten Art zu
schaffen, deren Federclipeinheit sowohl zur axial gesicherten als
auch zur radial zentrierenden Aufnahme geeignet ist und dabei zu
einer verringerten Bauhöhe
und einer verringerten Montagekraft beiträgt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei
einem Steckverbinderelement der eingangs genannten Art die im Anspruch
1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist
eine Federclipeinheit erreicht, mit deren erstem Clipelement eine
axiale Sicherung des Stift- oder Buchsenelementes und mit deren
zweitem Clipelement eine zentrierende Aufnahme des Stift- oder Buchsenelementes
in der gestuften Bohrungsaufnahme erreicht ist. Dabei kann sichergestellt
werden, dass die aufzuwendende Montagekraft ausschließlich aus
der Kraft zum radialen Zusammendrücken des ersten Clipelementes
resultiert, so dass eine optimal geringe Montagekraft erreicht bzw.
notwendig ist, ohne dass sich dies auf die notwendigerweise auszuhaltende
Steckkraft auswirkt. Darüber
hinaus ist mit einer derartigen Kunststoff-Federclipeinheit die Bauhöhe hierfür auf ein
Minimum begrenzt.
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Gemäß den Merkmalen des Anspruchs
2 ist erreicht, dass die axial gesicherte Aufnahme und die zentrierende
Aufnahme des Stift- bzw. Buchsenkontaktes an ein und demselben Bereich
innerhalb der gestuften Bohrungskammer erreicht werden kann.
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Mit dem Merkmal gemäß Anspruch
3 ist ein optimaleres Halten des radial nicht zusammenzudrückenden
zweiten Clipelements am Stift- bzw. Buchsenkontakt erreicht.
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Sind die Merkmale gemäß Anspruch
4 vorgesehen, ist das Aufbringen der Federclipeinheit auf bzw. über den
Stift- bzw. Buchsenkontakt vereinfacht und darüber hinaus die Unverlierbarkeit
auch des ersten Clipelements gegeben. Dabei kann es zweckmäßig sein,
die Merkmale gemäß Anspruch
5 vorzusehen, was den Vorteil mit sich bringt, dass bei der Montage
des Stift- bzw. Buchsenkontaktes in der Bohrungskammer des Gehäuses das
zweite Clipelement vom ersten Clipelement dann, wenn dieses zum
Einrasten radial zusammengedrückt
wird, entkoppelt ist. Mit anderen Worten, mit dem radialen Zusammendrücken des
ersten Clipelementes geht keine entsprechende radiale Bewegung des
zweiten Clipelementes einher.
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Einen weiteren Beitrag zur Optimierung
einer geringen Bauhöhe
tragen die Merkmale gemäß Anspruch
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Mit den Merkmalen gemäß Anspruch
7 ist erreicht, dass bei der Einrastbewegung das erste Clipelement
in ausreichender Weise radial zusammengedrückt werden kann.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung ergibt
sich aus den Merkmalen nach Anspruch 8.
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Um eine ausreichende Bewegung beim
radialen Zusammendrücken
des ersten Clipelementes und bei der damit einhergehenden radial
linearen Ausweichbewegung des zweiten Clipelementes zur ermöglichen,
sind die Merkmale gemäß Anspruch
9 vorgesehen.
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Um ein einfaches Aufbringen der Federclipeinheit
auf bzw. über
den Stift- bzw. Buchsenkontakt zu erreichen, sind die Merkmale nach
Anspruch 10 vorgesehen.
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Mit den Merkmalen nach Anspruch 11
ist erreicht, dass das Aufbringen der Federclipeinheit auf bzw. über den
Stift- bzw. Buchsenkontakt in geneigter Richtung möglich ist,
ohne dass sich die beiden in diesem Schlitzbereich axial federnd
gegeneinander bewegbaren Clipelemente verhaken können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung
sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung
an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben
und erläutert
ist. Es zeigen:
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1 in
schematischer perspektivischer Darstellung eine Federclipeinheit
vor dem Aufbringen auf einen Stiftkontakt,
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2 eine
der 1 entsprechende
Darstellung, jedoch bei einem mit einer Federclipeinheit versehenen
Stiftkontakt,
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3 in
schematischer längsgeschnittener abgebrochener
perspektivischer Darstellung ein Steckverbinderelement in Form eines
einfachen Steckerelements mit Stiftkontakt und Federclipeinheit und
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4A und 4B die Federclipeinheit in
Vorder- bzw. Seitenansicht.
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Die 1 und 2 zeigen einen Stiftkontakt 11, der
mit einer Federclipeinheit 10 aus Kunststoff bestückt wird
bzw. ist, um den Stiftkontakt 11 in einer Bohrungskammer 12 eines
in 3 lediglich schematisch
angedeuteten Gehäuses 13 eines
Steckverbinderelementes 14 axial gesichert und radial zentriert
einzubringen. In nicht dargestellter Weise besitzt das Steckverbinderelement 14 eine
Vielzahl paralleler Bohrungskammern 12, in denen jeweils
ein Stiftkontakt 11 eingebracht und gehalten ist. Während beim
dargestellten Steckverbinderelement 14 die Stiftenden der
Stiftkontakte 11 die Gehäusestirn 15 überragen,
ist bei einem in gleichartiger Weise mit Buchsenkontakten versehenen
Steckverbinderelement die jeweilige Buchse gegenüber der Gehäusestirn des Steckverbinderelements
zurückversetzt.
Mit anderen Worten, eine der Federclipeinheit 10 entsprechende
bzw. identische Federclipeinheit kann auch bei einem Buchsenkontakt
für ein
entsprechendes Steckverbinderelement verwendet werden. Derartige
mit Stiftkontakten 11 oder Buchsenkontakte versehene Steckverbinderelemente 14 sind
bspw. für Gerätesteckverbindungen
vorgesehen.
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Der bspw. einteilig aus Blech gestanzte
und geformte Stiftkontakt 11 gemäß den 1 und 2 besitzt
einen Stift 16, einen vorderen Bund 17, einen Hinterschneidungsbereich 18 sowie
einen hinteren Bund 19. An den hinteren Bund 19 schließen sich
ein vorderer Crimpbereich 21 und ein hinterer Crimpbereich 22 einstückig an,
von denen der vordere Crimpbereich 21 zum mechanischen und elektrischen
Halten eines Anschlussdrahtes und der hintere Crimpbereich 22 zum
axialen Halten einer nicht dargestellte Dichtungsmuffe, die um die
Isolierung des Anschlussdrahtes geschoben ist, dient. An dem in
den 1 und 2 rechten Ende des Stiftkontakts 11 ist
ein vor dem Ancrimpen ebener Trägerstreifen
(ohne Bezugszeichen) angeformt. Die einstückig aus Blech gestanzten Bereiche 16 bis 19 sind
zylindrisch und in Teilbereichen kegelstumpfartig und die Bereiche 21 und 22 rinnenartig
geformt.
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Die einstückig geformte Federclipeinheit 10 aus
Kunststoff besitzt, wie auch aus den Teil4A und 4B hervorgeht,
ein erstes Clipelement 25 und ein zweites Clipelement 35,
die an einem schmalen Bereich derart verbunden sind, dass sie axial
hintereinander liegen. Die Federclipeinheit 10 ist (2) bzw. wird (1) über und um den Hinterschneidungsbereich 18 des
Stiftkontaktes 11 gebracht. Die Anordnung ist dabei derart,
dass das erste Clipelement 25 in Montagerichtung M, in
der der Stiftkontakt 11 bzw. ein Buchsenkontakt in eine
der Bohrungskammern 12 des Gehäuses 13 des Steckverbinderelements 14 montiert
wird, vorne, während
das zweite Clipelement 35 dahinter liegt.
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Wie auch den 4A und 4B zu
entnehmen ist, besitzt das erste Clipelement 25 einen über seine gesamte
axiale Länge
verlaufenden Umfangsschlitz 26 und das zweite Clipelement 35 einen
ebensolchen Umfangsschlitz 36. Dabei ist der Schlitz 26,
des ersten Clipelements 25 bei einem Öffnungswinkel von etwa 90° besitzt,
breiter als der Umfangsschlitz 36 des zweiten Clipelements 35.
Das Clipelement 25 besitzt einen größeren Außendurchmesser als das zweite
Clipelement 35; des Weiteren besitzt das erste Clipelement 25 einen
größeren Innendurchmesser als
das zweite Clipelement 35, so dass das erste Clipelement 25 beim
Einführen
in die Kammer ausreichend einfedern kann. Außerdem ist das erste Clipelement 25 axial
etwas dicker als das zweite Clipelement 35. Die beiden
Clipelemente 25 und 35 sind derart miteinander
verbunden, dass sie zwischen sich bzw. ihren gegenüberliegenden
Stirnflächen 27 und 37 einen
geringen Abstand besitzen. Die Verbindung der beiden Clipelemente 25 und 35 ist über einen
axial verlaufenden Umfangssteg 30 gegeben, der sich über einen
relativ kleinen Winkel von bspw. etwa 30° bis 60° erstreckt, wobei der Umfangssteg 30 den
Umfangsschlitzen 26 und 36 diametral gegenüberliegend
angeordnet ist. Die radiale Außenseite des
Umfangssteges 30 fluchtet etwa mit dem Außenumfang 38 des
zweiten Clipelementes, ist also gegenüber dem Außenumfang 28 des ersten
Clipelements 25 radial nach innen versetzt. Die Umfangsschlitze 26 und 36 besitzen
Einführungsschrägen 29 bzw. 39 zum
erleichternden Aufclipsen der Federclipeinheit 10 auf bzw. über den
Hinterschneidungsbereich 18 des Stiftkontaktes 11.
Das erste Clipelement 25 besitzt in Montagerichtung M vorne
einen Rastkonus 31. Das zweite Clipelement 35 besitzt
an seiner inneren Stirnfläche 37,
die der inneren Stirnfläche 27 des
ersten Clipelements 25 zugewandt ist, zu beiden Seiten
nahe dem Umfangsschlitz 36 Schrägflächen 41, die eine
axiale Verjüngung
des zweiten Clipelements 35 zu beiden Seiten des Umfangsschlitzes 36 bewirken.
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3 zeigt
den Montagezustand dann, wenn ein mit einer Federclipeinheit 10 versehener Stiftkontakt 11 gemäß 2 in Montagerichtung M in die
Bohrungskammer 12 eingebracht und eingerastet ist. Die
Bohrungskammer 12 ist in ihrem die Federclipeinheit 10 aufnehmenden
Bereich gestuft. Beim Ausführungsbeispiel
ist die ansonsten rein zylindrische Bohrungskammer 12 mit
einem inneren Ringansatz 45 versehen. Der angeformte Ringansatz 45 dient
einerseits zur axiale Festlegung des Stiftkontaktes 11 entgegen
der Montagerichtung M, d.h. in Richtung der Beaufschlagung des Stiftkontaktes 11 beim
Verbinden zweier zusammenpassender Steckverbinderelemente 14 mit
Stiftkontakten 11 und Steckverbinderelemente mit Buchsenkontakten,
und andererseits zum zentrierenden Halten des Stiftkontaktes 11 bzw.
Buchsenkontaktes, innerhalb der Bohrungskammer 12.
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Hierzu ist der Innendurchmesser des
umlaufenden Ringansatzes 45 etwa gleich dem Außendurchmesser
des zweiten Clipelementes 35 oder nur geringfügig größer. Mit
anderen Worten, in der in 3 dargestellten
Montagestellung ist der Stiftkontakt 11 über das
zweite Clipelement 35 der Federclipeinheit 10 innerhalb
des Ringansatzes 45 zentriert und radial festgehalten.
Dabei ist die Breite des Ringansatzes 45 etwa gleich der
axialen Dicke des zweiten Clipelements 35. Die in Montagerichtung
M hintere Ringstirn 46 des Ringansatzes 45 dient
der axialen Anlage der inneren Stirnfläche 27 des ersten
Clipelements 25 bei in der gestuften Bohrungskammer 12 eingerastetem
bzw. eingecliptem erstem Clipelement 25. Wird der Stiftkontakt 11 mit
der Federclipeinheit 10 in Montagerichtung M eingeschoben,
wird das erste Clipelement 25 auf Grund seines Rastkonus 31 an
der in Richtung M vorderen Ringstirn 47 des Ringansatzes 45 radial
zusammengedrückt,
so dass das erste Clipelement 25 den durchmesserkleineren
Ringansatz 45 passieren kann. Bei dieser radialen Zusammendrückbewegung
wird die Federclipeinheit 10 auch etwas in eine zur axialen
Richtung M radiale Querrichtung, die durch die Umfangsschlitze 26, 36 verläuft, bewegt,
da die Federclipeinheit 10 im Hinterschneidungsbereich 18 mit
radialem Spiel gehalten ist. Dadurch wird lediglich das erste Clipelement 25 und
nicht auch das zweite Clipelement 35 radial zusammengedrückt. Sobald
das erste Clipelement 25 mit seiner inneren Stirnfläche 27 den
Ringansatz 45 verlässt,
kann sich das erste Clipelement 25 unter der Wirkung seiner
Eigenspannung wieder radial nach außen öffnen, so dass seine innere
Stirnfläche 27 die
in Bewegungsrichtung hintere Ringstirn 46 des Ringansatzes 45 hintergreift.
Eine Weiterbewegung des Stiftkontaktes 11 in Richtung M
nach dem Verrasten der Federclipeinheit 10 in der gestuften
Bohrungskammer 12 wird durch den hinteren Bund 19 des
Stiftkontaktes 11 verhindert, dessen Ringstirn gegen die
in Bewegungsrichtung M vordere Ringstirn 47 anschlägt.
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Da der vordere Bund 17 des
Stiftkontaktes 11 eine gegenüber dem Innendurchmesser dieses Bereichs
der gestuften Bohrungskammer 12 kleineren Außendurchmesser
besitzt, kann mit einem entsprechenden Werkzeug der Stiftkontakt 11 bzw.
dessen Federclipeinheit 10 entrastet werden, um den Stiftkontakt 11 in
Gegenrichtung entfernen zu können.
Das in 1 angedeutete
Aufclipsen der Federclipeinheit 10 über den Stiftkontakt 11 bzw.
in den Hinterschneidungsbereich 18 kann in einem Zustand erfolgen,
in dem die gedachte Längsachse
der Federclipeinheit 10 unter einem spitzen Winkel zur Längsachse
des Stiftkontakts 11 derart verläuft, dass zunächst das
zweite Clipelement 35 aufgeclipst wird. Dabei wird sich
das erste Clipelement 25 gegen das zweite Clipelement 35 axial
um den Verbindungssteg 30 schwenkend bewegen, wobei auf
Grund der Schrägflächen 41 am
zweiten Clipelement 35 ein Verhaken der beiden Clipelemente
vermieden ist.