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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit einem Stecker mit Kontaktbolzen
oder Kontaktlamellen und mit einer Steckdose mit Kontaktbuchsen nach
dem Oberbegriff des Anspruchs.
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Die
Erfindung ist in der Elektrotechnik und der Elektronik einsetzbar.
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Man
kann sie für den Anschluss von Stromquellen an elektrotechnische
und elektronische Einrichtungen und für die Einschaltung
von elektrotechnischen und elektronischen Schaltungen verwenden, die
beim Betrieb die Möglichkeit einer einfachen Abkopplung
bzw. Ankopplung der Kontakte zwischen Stecker und Steckdose benötigen.
Derartige Steckverbindungen finden in der Elektrotechnik und der Elektronik
breite Verwendung. In der Regel bestehen sie aus einem Stecker mit
Kontaktbolzen und einer Steckdose mit Steckbuchsen. Die Steckbuchse
oder der Kontaktbolzen werden aus einem elastischen, leitfähigen
Stoff hergestellt. Ihre Formen sind so ausgewählt, dass
bei der Schaltung der Kontakte eine elastische Deformation eines
dieser Elemente erfolgt. Darüber hinaus wird dann ein Anpressen
gewährleistet, welches für einen guten Kontakt
sorgt. Deswegen braucht man zwecks einer An- bzw. Abkopplung einer
Steckverbindung einen bestimmten Kraftaufwand. Aus diesem Grund
ist es manchmal kompliziert zu bestimmen, ob der Stecker in Bezug auf
die Steckdose richtig angeordnet ist und die Kontaktelemente öfter
einer nichtelastischen Deformation unterzogen werden. Dadurch wird
die Steckverbindung außer Betrieb gesetzt.
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Um
eine sicherere elektrische Verbindung und eine sicherere Fixierung
der Steckverbindung zu gewährleisten, verwendet man zusätzliche
Elemente in dieser Konstruktion. Die Elemente ordnen die Kontakte
einander zu und pressen sie aneinander oder verbinden die Körper
der Kontakte miteinander. Dabei wird das Anpressen durch zusätzliche
Operationen gewährleistet (wie z. B. eine Verschraubung
der Kontaktkörper, eine Verschiebung oder eine Drehung der
Anpresselemente usw.). Vor der Abkopplung der Kontakte muss das
Anpressen der Kontakte beendet oder eine zusätzliche Operation
der Abkopplung der Kontaktkörper durchgeführt
werden.
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Es
ist eine Prozessor-ZIF-Steckverbindung (Zero Insertion Force) (
US 6164999 , 26.12.2000, 439/342)
bekannt, die eine Matrix von Kontaktbuchsen auf einer gedruckten
Hauptplatine eines Computers beinhaltet. Die Hauptplatine hat eine
bewegliche Plattform mit Öffnungen für die Kontaktbolzen
des Prozessors und einen Hebel für die Verschiebung der Plattform
in Bezug auf die Matrix mit den Kontaktbuchsen. Bei der Einsetzung
des Prozessors in die Steckverbindung steht der Hebel senkrecht
zu der Hauptplatine. Dabei werden die Öffnungen der beweglichen
Plattform an die Kontaktbuchsen angepasst. Die Kontaktbolzen des
Prozessors passen frei in die Öffnungen der beweglichen
Plattform hinein und sind daher in die Kontaktbuchsen einführbar. Das
reduziert die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der
Kontaktelemente. Dann senkt sich der Hebel zu der Hauptplatine,
und die Prozessor-Steckverbindung wird mit Hilfe von einem speziellen
Vorsprung fixiert. Die bewegli che Plattform verschiebt die Kontaktbolzen
des Prozessors quer zu den Kontaktbuchsen und presst sie an die
Wände der Kontaktbuchsen durch die Kraft des fixierten
Hebels an. In einer solchen Steckverbindung ist die Zuverlässigkeit
jedes Kontaktes von der Präzision der Fertigung und der
Montage der Matrix der Kontaktbuchsen auf der Hauptplatine und der
Matrix der Kontaktbolzen auf dem Prozessor abhängig. Um
die Einwirkung der Ungenauigkeit der Montage auszuschließen,
erhöht man die Anpresskraft, die durch den Hebel erzeugt wird.
Dadurch erhöht sich die Arbeitsaufwändigkeit bei
der Fertigung und der Montage sowie der Preis des Prozessors und
der Hauptplatine. Die Wahrscheinlichkeit einer Schiefstellung und
einer unkorrekten Fixierung des Prozessors ist dabei dennoch hoch,
da die Kraft des Anpressens der Kontaktbolzen an die Kontaktbuchsen
viel höher als nötig ist. Bei einer Schiefstellung
ist zudem eine Beschädigung der Kontaktbolzen des Prozessors
möglich.
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Es
ist eine Steckverbindung (Patent
RU 2 295 182 C1 ) bekannt, die als Prototyp
ausgewählt wurde. Diese Steckverbindung beinhaltet einen
Stecker und eine Steckdose. Auf der Steckdose ist ein Fixator befestigt.
Der Fixator kann ein Gleitglied in einer Position festlegen, in
der die Kontaktbolzen oder Kontaktlamellen frei in die Kontaktbuchsen
hineinpassen. In der Mitte zwischen den Kontaktbuchsen, in der Zone
des Einführens der Kontaktbolzen des Steckers, ist ein
Knopf zum Auslösen des Fixators vorgesehen. Dieser Knopf,
wenn er durch den Steckerkörper angepresst und der Steckerkörper
in die Steckdose eingesteckt wird, kann den Fixator öffnen. Die
Kontaktbuchsen sind als Klemmen aus einem elastischen Stoff in einer
kurvigen Form hergestellt. Die Flächen in der Zone der
Kontaktbuchse berühren einander oder befinden sich auf
einem Abstand, der kleiner als die Stärke der Kontaktbolzen
oder Kontaktlamellen ist. Ein Kontaktbolzen hat am Ende Vorsprünge.
Die Vorsprünge befinden sich in Vertiefungen des Gleitstückes.
Die Vertiefungen sind gerade für diese Vorsprünge
bestimmt. Die Vorsprünge können das Gleitstück
verschieben und an die Kontaktbolzen oder die Kontaktlamellen bei
der Öffnung des Fixators anpressen. So eine Steckverbindung
ist bequem im Betrieb. Hier wird mit einer Bewegung ohne Anstrengung
eine Verbindung und Fixierung der elektrischen Kontakte durchgeführt.
Dabei sind alle Kontaktbolzen in die Kontaktbuchsen auf eine nötige Tiefe
eingeführt. Es wird ein nötiges Anpressen zwischen
dem Kolben und der Buchse gewährleistet. Mit einem Druck
auf den Hebel wird eine Abkopplung der elektrischen Kontakte und
ein Herausziehen des Steckers aus der Steckdose ermöglicht.
Die Kraft des Anpressens zwischen den Kontakten in jeder Kontaktbuchse
wird durch die Elastizität dieser Kontaktbuchse bestimmt
und ist von der Präzision der Montage der Matrize der Kontaktbuchsen
und der Matrize der Kontaktbolzen oder Kontaktlamellen unabhängig. Dabei
hat diese Konstruktion auch Nachteile. Die Fläche eines
sicheren Kontaktes des Kolbens in der Buchse ist klein, weil das
Anpressen nur durch die Flächen an den Enden der Kontaktbuchse
gewährleistet ist. Die Kontaktlamellen des Steckers sollten eine
größere Länge haben, da das Gleitstück
es nicht erlaubt, die Kontaktbolzen in die Kontaktbuchsen in voller
Länge einzustecken. Das führt zu einer Vergrößerung
der Höhe der Steckverbindung, was nicht immer bequem und
technologisch sinnvoll ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung des Kontaktes, eine
Vereinfachung und eine Erhöhung der Kompaktheit der Konstruktion
zu schaffen. Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs
gelöst.
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Das
technische Ergebnis wird dadurch gewährleistet, dass die
Steckdose Folgendes aufweist:
- a) ein Gleitstück
quer zu den Kontaktbuchsen bewegbar,
- b) einen Hebel oder einen Knopf zur Verschiebung des Gleitstücks,
- c) einen Fixator für die Festlegung des Gleitstücks in
einer Position, in der die Kontaktbolzen oder Kontaktlamellen des
Steckers frei in die Kontaktbuchsen hineinpassen,
- d) einen Knopf zum Auslösen des Fixators in der Mitte
zwischen den Kontaktbuchsen, in der Zone des Einführens
der Kontaktbolzen des Steckers.
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Dabei
ist weiterhin vorgesehen:
- a) dass das Gleitstück
in der Form eines Rahmens mit einem Gitter aus Gleitstücklamellen ausgeführt
ist, die zwischen den Reihen der Kontaktbuchsen verlaufen,
- b) dass die Kontaktbuchsen als Klemmen aus einem elastischen
Stoff in einer kurvigen Form ausgeführt sind, die eine
dichte Umfassung der Kontaktbolzen oder der Kontaktlamellen ermöglicht,
- c) dass einige der Enden der Klemmen in dem unbeweglichen Teil
der Steckdose fixiert sind. Die anderen Enden sind bewegbar. Diese
Verschiebung erlaubt es, die Durchgänge der umfassenden
Teile der Kontaktbuchse bis zu einer Abmessung zu vergrößern,
dass die Kontaktbolzen oder Kontaktlamellen frei in die Kontaktbuchse
hineinpassen, oder bis zu einer Abmessung zu reduzieren, dass die
Kontaktbuchsen die Kontaktbolzen oder Kontaktlamellen dicht umfassen
und
- d) dass es auf den anderen Enden Vorsprünge gibt. In
den Gleitstücklamellen des Gitters gibt es Aussparungen
für diese Vorsprünge. Bei der Öffnung
des Fixators können die Vorsprünge das Gleitstück
verschieben, was den Kontaktbuchsen erlaubt, die Kontaktbolzen oder
Kontaktlamellen anzupressen.
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Die
Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
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1 in
Seitenansicht eine elektrische Steckverbindung in einem abgekoppelten
Zustand und mit einem Schnitt entlang der Kante der Gleitstücklamelle,
die einen Fixator beinhaltet.,
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2 in
Seitenansicht eine elektrische Steckverbindung in einem angekoppelten
Zustand und mit einem Schnitt entlang der Kante der Gleitstücklamelle,
die einen Fixator beinhaltet,
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3 eine
Draufsicht der Steckdose in einem abgekoppelten Zustand,
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4 eine
Draufsicht der Steckdose in einem angekoppelten Zustand,
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5 einen
Ausschnitt der Kontaktbuchse der elektrischen Steckverbindung in
einem abgekoppelten Zustand und
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6 einen
Ausschnitt der Kontaktbuchse der elektrischen Steckverbindung in
einem angekoppelten Zustand.
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Die
Steckverbindung funktioniert in folgender Weise:
In einem abgekoppelten
Zustand (siehe 1, 3 und 5)
befindet sich ein Vorsprung 1 an einem Ende 2 jeder
der Kontaktbuchsen 3 in einer Aussparung 4 der
Gleitstücklamelle 5 des Gleitstückes 6. Der
Kontaktbolzen 11 wird durch das Gleitstück 6 aufgehalten
und erlaubt es nicht, sich dem Ende 2 mit dem Vorsprung 1 wegen
der Elastizitätskraft des Stoffes der Kontaktbuchsen 3 an
das andere Ende 7 der Kontaktbuchse 3 anzunähern.
Das andere Ende 7 ist in dem unbeweglichen Teil der Steckdose
fixiert. Das Gleitstück 6 (siehe 1)
wird durch den Fixator 8 in der geöffneten Position
gegen eine Bewegung unter der Einwirkung der Elastizitätskraft
der Kontaktbuchsen 3 aufgehalten. Diese Bewegung wird durch die
Vorsprünge 1 übertragen.
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Bei
der Einführung des Steckers 9 in die Steckdose 10 (siehe 2, 4 und 6)
geht jeder der Kontaktbolzen 11 in eine Kontaktbuchse 3 hinein,
indem der Kontaktbolzen 11 in den vergrößerten
Durchlass des umfassenden Teils der Kontaktbuchse 3 frei
hineinpasst. Bei einem vollen Eintauchen der Kontaktbolzen 11 in
die Kontaktbuchsen 3 drückt der Stecker 9 mit
seiner Frontfläche 13 (siehe 2)
auf den Knopf 14 des Fixators 8 und gibt das Gleitstück 6 frei
für eine Bewegung. Die beweglichen Enden 2 der
Kontaktbuchsen 3 mit den Vorsprüngen 1 (siehe 6)
verschieben die Gleitstücklamellen 5 des Gleitstückes 6 zwischen
den Reihen der Kontaktbuchsen 3 (siehe 4).
Die Gleitstücklamellen 5 verschieben sich zu dem
Ende 7 der Kontaktbuchse 3 hin, das in dem unbeweglichen
Teil der Steckdose 10 fixiert ist. Das führt zu
einer Reduzierung der Abmessungen der umfassenden Teile der Buchsen 12 bis
zu der Abmessung, die es erlaubt, die Kontaktbolzen 11 dicht
zu umfassen. Die Korrektheit der Verbindung des Steckers 9 mit
der Steckdose 10 wird nach dem Klicken des Fixators 8 bestimmt.
Dabei ist die Möglichkeit einer Schiefstellung ausgeschlossen
(alle Kontaktbolzen 11 sind in die Kontaktbuchsen 3 auf eine
gleiche Tiefe eingetaucht), da der Knopf 14 des Fixators 8 sich
in der Mitte der Steckdose 10 befindet und aktiv wird,
wenn die Frontfläche 13 in der Mitte des Steckers 9 auf
diesen Knopf 14 drückt.
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In
einem angekoppelten Zustand sind die Kontaktbolzen 11 (siehe 2, 4 und 6)
sicher in den Kontaktbuchsen 3 eingeklemmt, weil die Anpresskraft
jedes Kontaktbolzens 11 in erster Linie durch die elastischen
Eigenschaften des umfassenden Teils der Kontaktbuchse 12 bestimmt
ist und nicht von der Präzision der Montage aller Kontaktelemente
abhängt. Die Gleitstücklamellen 5 des
Gleitstückes 6 werden durch die Vorsprünge 1 der
Kontaktbuchsen 3, 12 in einer Position festgehalten,
die nicht verhindert, dass die Kontaktbuchsen 3, 12 sicher
mit den Kontaktbolzen 11 kontaktieren. Der Fixator 8 mit
dem Knopf 14 wird durch das Gleitstück 6 in
seinem eingetauchten Zustand festgehalten (siehe 2).
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Um
den Stecker 9 aus der Steckdose 10 herauszuziehen
(siehe 2), muss man auf den Hebel 15 zur Verschiebung
des Gleitstückes 6 drücken (statt eines
Hebels kann man einen Knopf benutzen, welcher das Gleitstück 6 entlang
der Führungen verschiebt). Bei der Drehung verschiebt der
Hebel 15 das Gleitstück 6 zusammen mit
den Vorsprüngen 1 an den Enden 2 der
Kontaktbuchsen 3 und gibt die Kontaktbolzen 11 des
Steckers 9 frei. Nachdem der Hebel 15 freigelassen
wird, kehrt das Gleitstück 6 unter der Einwirkung
der Elastizitätskräfte in eine Position zurück,
in der dieses von dem Fixator 8 (siehe 1)
festgehalten wird. Dabei hebt sich der Knopf 14 über
der Steckdose 10. Die Steckverbindung ist dadurch zu dem
anfänglichen abgekoppelten Zustand zurückgebracht
(siehe 1, 3 und 5).
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Auf
diese Art und Weise ist die vorgeschlagene Steckerverbindung bequem
im Betrieb. Mit einer Bewegung ohne Anstrengung wird eine Verbindung
und Fixierung der elektrischen Kontakte durchgeführt. Dabei
sind alle Kontaktbolzen in die Kontaktbuchsen auf eine passende
Tiefe eingetaucht. Es wird ein nötiges Zusammenpressen
von den Kontaktbolzen und den Kontaktbuchsen gewährleistet.
Mit einem Drücken auf den Hebel 15 wird eine Abkopplung
der elektrischen Kontakte und ein Herausziehen des Steckers 9 aus
der Steckdose 10 ermöglicht. Die Anpresskraft
zwischen den Kontakten in jeder Kontaktbuchse 3 wird durch
die Elastizität des umfassenden Teils dieser Kontaktbuchsen 3 bestimmt
und ist von der Präzision der Montage der Matrize der Kontaktbuchsen 3, 12 und
der Matrize der Kontaktbolzen 11 oder Kontaktlamellen unabhängig.
Das Gleitstück 6 in der Form eines Rahmens mit den
Gleitstücklamellen 5 ragt aus den Kontaktbuchsen 3, 12 nicht heraus.
Das erlaubt, die Steckverbindung kompakt und technologisch sinnvoll
auszuführen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit einem Stecker mit Kontaktbolzen
oder Kontaktlamellen und mit einer Steckdose mit Kontaktbuchsen, wobei
die Steckverbindung ein quer zu den Kontaktbuchsen bewegbares Gleitstück,
einen Hebel oder einen Knopf zur Verschiebung des Gleitstücks
und einen Fixator für die Festlegung des Gleitstücks
in einer Position aufweist, in der die Kontaktbolzen oder die Kontaktlamellen
des Steckers frei in die Kontaktbuchsen der Steckdose hineinpassen.
Damit die Kontakte der Steckverbindung verbessert werden und die
Konstruktion vereinfacht und kompakter aufgebaut werden kann, werden
die Kontaktelemente neu ausgelegt und über das Gleitstück
verändert, wobei das Gleitstück mit einem Hebel
oder Knopf für die Verschiebung gesperrt oder freigegeben
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6164999 [0005]
- - RU 2295182 C1 [0006]