DE19617201A1 - Muffensteckverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Muffensteckverbindung mehradriger Schlauchkabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die erfindungsgemäße Muffensteckverbindung ermöglicht einen problemlosen Anschluß von meistens isolierten und verseilten Adern, die von einem Isolierschlauch umgeben sind und als Datenbus verwendet werden kön­ nen. Solche Schlauchkabel dienen daher häufig zur Verbindung von Prozeßrechnern, welche nach einem vor­ gegebenen Algorithmus miteinander verknüpft oder auch an einen Zentralrechner angeschlossen sind. Dabei dient der die Adern umschließende Isolierschlauch vornehmlich dem Schutz der Adern gegen äußere Einwir­ kungen, so daß die Erfindung vor allem auf ungünstige Einsatzbedingungen anwendbar ist. Ein Beispiel hier­ für ist die Verbindung von Prozeßrechnern, namentlich der Prozeßrechner von Ausbauschilden, bei denen jedem Ausbauschild ein Prozeßrechner zugeordnet ist, der eine Vielzahl von hydraulischen Komponenten des Schildes steuert, welche u. a. das Vorrücken des Strebförderers bei verspannten Schildstempeln und das Nachziehen des Ausbauschildes bei gelösten Schild­ stempeln bewirken. Die Muffensteckverbindung derarti­ ger Schlauchkabel müssen einerseits so eingerichtet sein, daß sie eine verwechslungsfreie Verbindung der Adern und der ihnen zugeordneten Kontakte erzwingen, andererseits aber eine Vielzahl von Kontakten aufneh­ men können, deren Anzahl erfahrungsgemäß mit komple­ xer werdenden Datenverbindungen und Steuerungen zu­ nimmt.

In der erfindungsgemäßen Muffensteckverbindung beste­ hen Muffe und Stecker bevorzugt aus hohlzylindrischen Messingdrehteilen, welche die erforderliche Festig­ keit aufweisen und mechanisch z. B. mit Hilfe von ra­ dialen Gabeln versperrt werden können, deren Zinken durch Aussparungen in der Muffe und in Tangentialnu­ ten des Steckers geführt werden. Die Isolierstoffein­ sätze gewährleisten die elektrische bzw. elektroni­ sche Trennung der Adern in der Steckverbindung. Die Unterbringung von Kontaktbuchsen in vorspringenden Kreissektoren, die um einen Halbkreis versetzt gegeneinander angeordnet sind und der Kontaktstifte zwischen den Kreissektoren bewirkt eine drehfeste Verbindung zwischen den Einsätzen, die jede Fehlstel­ lung von Stiften und Buchsen in der Verbindung aus­ schließt. Die Axialnut- und Radialstiftanordnung der Muffe und des Steckers hat dagegen hauptsächlich die Aufgabe, die Einsätze in die für die Kontaktherstel­ lung erforderliche Drehlage zu bringen und dadurch den Eingriff der Vorsprünge in die ihnen zugeordneten Aussparungen zu erzwingen. Dadurch wird die sichere Herstellung der Steckverbindung auch unter ungünsti­ gen äußeren Bedingungen und selbst durch ungeübte Personen möglich.

Solche Muffensteckverbindungen sind bereits grund­ sätzlich bekannt (DE-OS 37 41 467 A1). Hierbei sind die Kontaktstifte und Buchsen auf einem Teilkreis der Einsätze angeordnet. Dadurch ist es u. a. möglich, mindestens den Steckereinsatz mit einer zylindrischen Zentrieraussparung zu versehen, die muffenseitig blind endet und mit der der Steckereinsatz im Hohl­ zylinder des Steckers zentriert wird. Andererseits sind die äußeren Abmessungen einer solchen Muffen­ steckverbindung nicht beliebig vergrößerbar, und je­ der Kontakt benötigt auch aus unterschiedlichen Grün­ den Minimalabmessungen. Das führt dazu, daß sich in derartigen Schlauchkabeln aufgrund ihrer Muffensteckverbindung nur eine begrenzte Anzahl von Kontakten unterbringen läßt, die bei praktischen Ausführungsformen die Zahl acht nicht überschreitet. Für bestimmte Einsatzzwecke, z. B. für die erwähnten rechnergesteuerten Ausbauschilde reicht diese Anzahl nicht mehr aus, um die notwendigen Datenbusse ver­ wirklichen zu können. Wenn mehr als die maximale An­ zahl von Kontakten verwendet werden soll, müssen grundsätzliche Änderungen vorgenommen werden.

Die Erfindung geht deswegen einen anderen Weg, dessen Grundgedanke im Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere Erfindungsmerkmale sind Gegenstand der Unteransprü­ che.

Gemäß der Erfindung sind die Kontakte auf mehreren Teilkreisen untergebracht; dadurch lassen sich bei gegebenen Abmessungen der Muffensteckverbindung mehr als die bislang üblichen Anzahlen von Kontakten un­ terbringen. Andererseits sind erfindungsgemäß wenig­ stens zwei Schlauchkabel vorgesehen, so daß sich die Muffensteckverbindung nicht nur für die vergrößerte Anzahl von Kontakten, sondern auch für eine vermin­ derte Anzahl von Kontakten und Adern im Schlauchkabel verwenden läßt. Das hat den Vorteil, daß sich Muffen und Stecker der jeweils geforderten Anzahl von Kon­ takten anpassen lassen und für unterschiedliche Kabel in gleicher Weise funktionieren. Dabei sind die zu­ sätzlichen Kontakte auf weiteren Teilkreisen angeord­ net. Das hat den Vorteil, daß die Einsätze mit Kon­ takten auf nur einem Teilkreis zu den Einsätzen mit Kontakten auf mehreren Teilkreisen passen, so daß in den Schlauchkabeln gleiche Einsätze und daher auch gleiche Muffen und Stecker mit zueinander passenden Kontaktstift- und Buchsenanordnungen verwendet werden können.

Andererseits muß gewährleistet sein, daß auch in der neuen Muffensteckverbindung die zueinander gehörigen Kontaktstifte und Buchsen beim Herstellen der Steck­ verbindung in Verbindung gebracht werden. Das schließt aus, daß die meistens herkömmlichen Schlauchkabel mit Muffen und Steckern, die für Ein­ sätze mit Kontakten auf nur einem Teilkreis verwendet werden, mit den Muffen und Steckern der Einsätze mit Kontakten auf mehreren Teilkreisen zusammengesteckt werden können, weil in diesen Muffen und Steckern die Belegung der Kontakte nicht mit der vergrößerten An­ zahl von Kontakten übereinstimmt. Erfindungsgemäß wird das Zusammenstecken solcher nicht passenden Kon­ takte durch die veränderten tangentialen Abmessungen der Radialstift- und Nutanordnung ausgeschlossen, da diese sperrend auf die nicht passenden Anschlüsse wirkt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich Schlauchkabel mit einer verminderten und vermehrten Anzahl von Adern in der gleichen Muffensteckverbindung benutzen lassen, daß aber falsch belegte Kontakte bei verminderter Anzahl von Adern zwangsläufig ausge­ schlossen sind. Dabei sind andererseits die vorgege­ benen Abmessungen der Muffensteckverbindung trotz der vergrößerten Anzahl von Kontakten einzuhalten, wenn es darauf ankommt, was aber in der Regel der Fall ist. Die Erfindung ist daher insbesondere für Muffensteckverbindungen mehradriger Schlauchkabel ge­ eignet, die in einer Übergangsphase von Rechnern mit geringer Anzahl von Datenbus sen auf Rechner mit einer demgegenüber vergrößerten Anzahl von Datenbussen ver­ wendet werden müssen.

Vorzugsweise und insbesondere für die Anwendung der Erfindung auf den automatisierten Strebausbau, vor­ zugsweise mit Ausbauschilden, ist die Muffensteckver­ bindung gemäß der Erfindung auf bestimmte Kontakte abgestimmt. Sie ermöglicht dabei die gleiche Muffen­ steckverbindung für Steckereinsätze, die bislang mit acht Kontakten versehen sind, und Steckereinsätze, die mit zwei weiteren Kontakten ausgerüstet werden.

Wenn man von den gleichen Abmessungen der Einsätze und damit der Muffen und Stecker ausgeht, so vermin­ dert natürlich die vergrößerte Anzahl von Kontakten infolge der dadurch bedingten vermehrten Aussparungen den vollen Materialquerschnitt der Einsätze. Es ist dann u. a. nicht mehr möglich, die eingangs beschrie­ bene Zentralaussparung im Steckereinsatz vorzusehen. Für diese Fälle bietet der Anspruch 3 eine zweck­ mäßige Lösung, die zwar ohne die Zentralaussparung auskommt, aber die vorhandenen Teile ausnutzt, um zu der gewünschten drehfesten Anordnung des Einsatzes im Stecker zu kommen. Dies ermöglicht eine auf dem Zy­ lindermantel angeformte Leiste, die als Feder in die Axialnut paßt, welche für die Radialstiftanordnung erforderlich ist. Das ist Gegenstand des Anspruches 3. Der Anspruch 4 ermöglicht trotz des verminderten Vollquerschnittes auch eine zweckmäßige axiale Fest­ legung des Steckereinsatzes im Hohlzylinder des Steckers. Diese Festlegung verhindert, daß der Ein­ satz aus dem Stecker herausgezogen werden kann. Dazu ist eine Mehrzahl von Federzungen vorgesehen, welche im Stecker einrasten. Diese im Anspruch 4 gekenn­ zeichnete Anordnung läßt sich zweckmäßig mit der me­ chanischen Versperrung von Muffe und Stecker kombi­ nieren, was Gegenstand des Anspruches 5 ist. Denn hierbei rasten die Federzungen in eine radiale Ring­ nut des Innenzylinders des Steckers ein, die an die Nut anschließt, welche die Zinken der Gabel aufnimmt, die zur axialen Versperrung der beiden Hohlzylinder dient.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vor­ teile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen­ den Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 oben im axialen Längsschnitt und im auseinan­ dergezogenen Zustand die neue Muffensteckver­ bindung und im unteren linken Teil den Muffen­ einsatz in Stirnansicht,

Fig. 2 die Auslegung der Muffensteckverbindung nach Fig. 1 (obere Darstellung) zusammen mit einem herkömmlichen Stecker (mittlere Darstellung), der in einer Stirnansicht im linken unteren Teil wiedergegeben ist,

Fig. 3 den Steckereinsatz, wobei in der oberen Dar­ stellung rechts eine Seitenansicht und links eine Draufsicht sowie in der unteren Darstel­ lung rechts ein Schnitt gemäß der Linie A-A der linken unteren Darstellung wiedergegeben ist, die den Steckereinsatz in einer Drauf­ sicht von hinten wiedergibt, und

Fig. 4 in der Fig. 3 entsprechender Darstellung den Muffeneinsatz.

Die allgemein in Fig. 1 mit 15 bezeichnete Muffen­ steckverbindung ist für mehradrige Schlauchkabel 16 vorgesehen und weist eine als Drehteil ausgebildete Muffe 17 auf. Diese ist mit einem ortsfesten Innenge­ winde 18 eines Anschlusses 19 unter Zwischenschaltung einer O-Ringdichtung 20 verschraubt. Am Schlauchkabel 16 sitzt ein Stecker 21. Die Verbindung weist eine Kabelmuffe 22 und einen Muffeneinsatz 23 auf, der me­ chanisch bei 24 mit der Muffe 21 versperrt ist. Eine O-Ringdichtung 25 dichtet auf dem Innenzylinder 26 des hohlzylindrischen Steckers 21 ab. Eine Radialboh­ rung 27 dient zum Vergießen der herausgeführten Adern 28. Der Stecker 21 weist einen Einsatz 29 aus Iso­ lierstoff auf, während in der Muffe 17 ein Einsatz 30 vorgesehen ist, der ebenfalls aus Isolierstoff be­ steht. Die Einsätze 29 und 30 sind mit O-Ringdichtun­ gen 31 und 32 der Hohlzylinder von Muffe 17 und Stecker 21 abgedichtet.

Der Steckereinsatz 29 weist auf seiner Stirnseite 30a, die in Draufsicht im linken oberen Teil der Fig. 3 wiedergegeben ist, zwei um einen Halbkreis gegen­ einander versetzt angeordnete Vorsprünge 33, 34 auf, die Vertiefungen 35, 36 begrenzen. Auf einem mittle­ ren Teilkreis 36a sind zylindrische Aussparungen für im gleichen Abstand voneinander angebrachte Kontakte vorgesehen, die mit den Ordnungszahlen 1 bis 8 be­ zeichnet sind. Die Aussparungen für die Kontakte i und 2 sowie 5 und 6 nehmen Metallbuchsen auf, von denen eine mit 37 bezeichnet ist. Dagegen sind die Aussparungen für die restlichen Kontakte 3, 4 und 7, 8 für Metallstifte vorgesehen, von denen einer mit 38 in Fig. 3 bezeichnet ist. Die Buchsen liegen im Aus­ führungsbeispiel damit auf der Stirnseite der Vor­ sprünge 33 und 34, während die Stifte in die Vertie­ fungen 35, 36 vorstehen.

Auf einem konzentrisch inneren Teilkreis 39 sitzen zwei weitere Aussparungen für Buchsen 40 und 41, die ihrerseits auf den Vorsprüngen 35 und 36 angeordnet sind. Auf einem konzentrisch äußeren Teilkreis 41a sind zwei weitere Aussparungen 42, 43 für Kontakt­ buchsen vorgesehen, die ebenfalls auf den Vorsprüngen 33 und 34 angeordnet sind. Auf dem äußeren Teilkreis liegen daher Kontakte 9 und 12, während auf dem kon­ zentrisch inneren Teilkreis die Kontakte 10 und 11 angeordnet sind. Insgesamt ergeben sich damit zwölf Kontakte.

Den vier Kontakten 5, 6, 11 und 12 und deren Buchsen im Steckereinsatz 29 entsprechen Kontaktstifte 44 auf einem Vorsprung 45 des Muffeneinsatzes 30, während den Kontakten 1, 2, 9 und 10 Kontaktstifte 46 im Muf­ feneinsatz 30 entsprechen. Die Kontaktstifte sind in einer der beiden Vertiefungen 48 angeordnet, die zwi­ schen den Vorsprüngen 45 und 49 auf der Stirnseite des Muffeneinsatzes 30 liegen. Zum Zusammenstecken werden Muffe und Stecker gemäß Fig. 1 derart gegen­ einander ausgerichtet, daß die Vorsprünge 33, 34 axial in die Vertiefungen 47, 48 mit den vier Kon­ taktstiften eingeschoben werden können, wodurch die zwölf Kontakte mit einer Axialbewegung geschlossen werden. Der Eingriff der Vorsprünge des Steckerein­ satzes 29 in die Vertiefungen 47, 48 und der Eingriff der Vorsprünge 45, 49 des Muffeneinsatzes 30 in die Vertiefungen 35, 36 des Steckereinsatzes sorgt für einen Formschluß, der eine drehfeste Verbindung von Muffe und Stecker ergibt. Die richtige Drehstellung der beiden Einsätze 29 und 30 wird durch eine Axial­ nut- und Radialstiftanordnung erzwungen, die in Fig. 1 allgemein mit 50 bezeichnet ist. Die Nut 51 ver­ läuft axial im vorderen Teil des Steckers 21. Zwei Radialstifte 52, 53 sind im vorderen Teil der Muffe 17 vorgesehen und greifen in die Nut 51 ein, sobald die richtige Drehstellung des Steckers gegenüber der Muffe erreicht ist.

Nach dem Einstecken des Steckers 21 in die Muffe 17 fluchten zwei Aussparungen, von denen eine in Fig. 1 bei 54 dargestellt und gegenüber einer weiteren gleich großen Aussparung angeordnet ist, mit zwei äußeren Tangentialnuten 55. Dann lassen sich die Ga­ belzinken einer Gabel 56 durch die Aussparungen 54 in die Nut 55 einführen und bewirken dadurch eine mecha­ nische Versperrung des Steckers 21 mit der Muffe 17.

In der Darstellung der Fig. 2 ist die obere Darstel­ lung der Fig. 1 in der Mitte wiederholt. In der obe­ ren Darstellung der Fig. 2 ist ein weiteres Schlauch­ kabel 57 dargestellt, dessen Steckereinsatz 58 für einen zu ihm passenden Muffeneinsatz 59 paßt. Wie die linke untere Darstellung der Fig. 2 erkennen läßt, sind auf zwei kreissektorförmigen Vorsprüngen 60 und 61 je zwei Aussparungen 62 und 63 für Buchsen vorge­ sehen, die den Kontakten 3 und 4 bzw. den Kontakten 7 und 8 bei 64 und 65 entsprechen. Die Stifte sitzen in Aussparungen 68 bis 70 in den Vertiefungen 71 und 72 zwischen den Vorsprüngen 60 und 61. Diese Kontaktan­ ordnung befindet sich auf dem mittleren Teilkreis 1-6, so daß sich insgesamt acht Kontakte ergeben. Die An­ ordnung der Aussparungen, Kontaktstifte und Buchsen im Muffeneinsatz 59 entspricht der nach den vorste­ henden Ausführungen zu der Steckeranordnung des Ka­ bels 16, so daß die Einsätze 58 und 59 zusammensteck­ bar sind. In der Muffe 17 sind die Radialstifte 52 und 53 vorgesehen, die in die Nut 51 des Steckers 21 passen.

Der Stecker 60a des Schlauchkabels 57 weist seiner­ seits eine Nut 62a auf, die jedoch schmaler als die Nut 51 ist, wodurch die Radialstifte 52 und 53 nicht in die Nut 62a passen. Das verhindert, daß der Stecker 60a in den Hohlzylinder der Muffe 17 eingebracht wer­ den kann. Das Kabel 57 läßt sich also nicht mit der Muffe 17 verbinden. Das schließt aus, daß falsch be­ legte Kontakte 1 bis 8 des Kabels 57 mit der Muffe 17 und ihren Stiften und Buchsen verbunden werden kön­ nen. Andererseits kann der Steckereinsatz 58 mit dem Muffeneinsatz 30 verbunden werden, wenn er in den Stecker 21 eingesetzt ist. Das bedeutet, daß dieselbe Muffe 17 mit ihrem Einsatz 30, die für zwölf Kontakte vorgesehen ist, auch zum Schließen eines Steckers 21 verwendet werden kann, der den Steckereinsatz 58 mit acht Kontakten aufweist.

Die vermehrte Anzahl von Kontakten 1 bis 12 schwächt durch die vermehrte Anzahl von Aussparungen die Ein­ sätze 29 und 30. Dies wird im Steckereinsatz 29 durch eine Leiste 73 ausgeglichen, die die sonst vorgese­ hene Zentrieraussparung auf der Gabelseite des Steckereinsatzes ersetzt. Die Leiste 73 ist durch eine Aussparung 74 im Boden der Nut 51 nach außen ge­ führt und bildet den Nutgrund der Nut 51. Sie steht aus dem Zylindermantel 75 nach außen vor. Die Radial­ stiftanordnung 52, 53 reicht bis zu der Leiste 73. Die Leiste verhindert, daß sich der zentrierte Steckereinsatz 29 im Stecker 21 verdrehen kann.

Ferner ist das kabelseitige Ende des Steckereinsatzes 29, wie die rechte untere Darstellung der Fig. 3 zeigt, mit Federzungen 76 versehen, die auf einem Ring 77 am Ende des Einsatzes 29 verteilt angeordnet sind. Die Federzungen haben Aussparungen 78, welche in einen Nutring 79 in dem Innenzylinder 75 des Steckers 17 eingreifen. Dadurch wird verhindert, daß sich der Einsatz 29 aus dem Stecker axial herauszie­ hen läßt.

Claims (6)

1. Muffensteckverbindung (15) mehradriger Schlauch­ kabel (16, 57), bei der Muffe (17) und Stecker (21) vorzugsweise hohlzylindrisch für zylindrische Einsätze (29, 30; 58, 59) aus Isolierstoff ausge­ bildet sind, die eine Folge von auf mindestens einem Teilkreis (36a) angeordneten Kontaktstiften und Buchsen aufweisen, die gegenüber den Kontakt­ stiften um Viertelkreise versetzt in wenigstens zwei vorspringenden Kreissektoren (33, 34; 45, 49) untergebracht sind, wobei der Eingriff der Vor­ sprünge (33, 34; 45, 49) von Muffe (17) und Stecker (21) durch eine Axialnut- und Radial­ stiftanordnung (50) erzwungen wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf mindestens zwei weiteren Teilkreisen (39, 41) jeweils wenigstens eine wei­ tere Kontaktstift- und Buchsenanordnung (9-12) im Buchseneinsatz (29) für mehrere Schlauchkabel (16, 57) vorgesehen ist, von denen eines einen Steckereinsatz (58) mit einer Kontaktstift- und Buchsenanordnung (1-8) auf einer verminderten Zahl von Teilkreisen (36) und ein anderes Schlauchkabel (16) einen Steckereinsatz (29) mit einer Kontakt­ stift- und Buchsenanordnung (1-12) auf einer ver­ mehrten Anzahl von Teilkreisen (36, 39, 41) auf­ weist, und daß die Axialnut- und Radialstiftanord­ nung (51) unabhängig von der Anzahl der Teilkreise (36, 39, 41) der Steckereinsätze (29, 58) mit ihren tangentialen Abmessungen aufeinander abge­ stimmt sind, gegenüber der Radialstift- und Axial­ nutanordnung (62) von Muffe und Stecker (58), die lediglich dem Einsatz (36) mit der verminderten Anzahl von Teilkreisen (36) angepaßt sind, jedoch sperrend wirken.

2. Muffensteckverbindung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Muffeneinsatz (30) und ein Steckereinsatz (29) auf drei konzentrischen Teil­ kreisen (36, 39, 41) zwölf Kontakte (1-12) und ein Steckereinsatz (58) acht Kontakte (1-8) aufweist, die auf einem mittleren Teilkreis (36) des Muffen­ einsatzes (30) verteilt sind.

3. Muffensteckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckereinsatz (29) mit der vermehrten Anzahl von Kontakten (1-12) auf seinem Zylindermantel (75) eine angeformte Leiste (73) aufweist, die als Feder in die Axialnut (51) eingepaßt ist und den Nutgrund für die Radialstiftanordnung (52, 53) bildet.

4. Muffensteckverbindung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kabelseitige Ende des Steckereinsatzes (29) in einer Mehrzahl von Federzungen (76, 77) ausläuft, die Aussparungen (78) für einen Ring auf dem Innenzylinder (75) des Steckers (17) aufwei­ sen.

5. Muffensteckverbindung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federzungenring (71) in eine Hinterdrehung (79) des Innenzylinders (75) des Steckers (21) eingreift, die hinter Nutabschnitten (55, 55a) zur Aufnahme von Gabelzinken einer mechanischen Axial­ versperrung von Muffe (17) und Stecker (21) ange­ ordnet ist.

6. Muffensteckverbindung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konzentrisch innerste Teilkreis (39) den Platz einer Zentrieraussparung auf der Kabelseite des Steckereinsatzes beansprucht.