DE19818677A1 - Zweiteiliger elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen elektrischen Steckverbinder mit Verriegelungselementen zur lösbaren Verrastung des ersten Teils mit dem zweiten Teil.

Description

Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen elektrischen Steckverbinder mit Verriegelungselementen zur lösbaren Verrastung des ersten Teils mit dem zweiten Teil.

Derartige Steckverbinder sind in vielfältigen Ausführungs­ formen bekannt, beispielsweise aus der DE 43 11 781 C1 oder der DE 195 13 358 C1.

Bei einem solchen Steckverbinder übernimmt der eine Teil die Funktion eines Steckers, der andere Teil die Funktion einer Buchse. Stecker und Buchse sind je nach Anwendungs­ fall mit einer unterschiedlichen Anzahl von elektrischen Kontakten ausgebildet, die nach dem Zusammenstecken (Ver­ rasten) von Stecker und Buchse entsprechende elektrische Verbindungen schaffen. Steckverbinder der genannten Art finden beispielsweise als sogenannte Bottom Entry-Steck­ verbinder Anwendungen in Telefonen, wobei durch die Ver­ rastung einerseits eine Stromzufuhr und andererseits eine Schnittstelle für einen Informationsaustausch geschaffen wird.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei derartigen Steckver­ bindern ist es, die Verriegelung zwischen Stecker und Buchse so sicher wie möglich zu gestalten, um Fehlkontak­ tierungen beziehungsweise ein unbeabsichtigtes Lösen zu vermeiden. Gleichzeitig soll aber eine gewollte Lösbarkeit von Stecker und Buchse möglich sein.

Üblicherweise erfolgt die Verriegelung zwischen den Teilen des Steckverbinders über entsprechende außenseitige Rast­ mittel, beispielsweise Rasthaken, die in entsprechende Rastöffnungen beim Aufschieben des Steckers auf die Buchse (oder umgekehrt) einschnappen. Eine solche Ausführungsform zeigt beispielsweise die DE 43 11 781 C1.

Der Steckverbinder gemäß DE 195 13 358 C1, der zwischen einem Generator und einem elektrischen Steuergerät verwen­ det werden soll, weist Rastmittel zur Festlegung des Gehäuses an der Dose auf. Zusätzlich ist ein Verriegelungs­ glied vorgesehen, das nach Einsetzen in eine korrespon­ dierende Gehäuseöffnung die Rastmittel gegen unbeabsichtig­ tes Lösen sichert (sogenannte Sekundärverriegelung).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Steck­ verbinder bereit zustellen, der eine alternative Aus­ führungsform einer sicheren Verrastung der Steckverbinder­ teile gewährleistet, auch wenn diese Anpreßkontakte aufweisen.

Grundgedanke der Erfindung ist es, einen Teil des Steckver­ binders mit abgewinkelten, vorstehenden Verriegelungsarmen auszubilden, die in entsprechende Aufnahmen des anderen Teils eingeführt werden und mit Erreichen der Endposition der Verriegelungsarme in den Aufnahmen die Verriegelungs­ position jedes Verriegelungsarms durch ein Sperrglied im Sinne einer Sekundärverriegelung zusätzlich zu sichern.

Dabei hat die abgewinkelte Bauform der Verriegelungsarme die Funktion, bei der Relativverschiebung der Bauteile des Steckverbinders einen zusätzlichen Raum (neben dem Ver­ riegelungsarm) in der Aufnahme für das jeweilige Sperrglied zu schaffen und die Verriegelungsarme gleichzeitig (aufgrund des abgewinkelten Endes) daran zu hindern, nach Einführen des Sperrgliedes sich unkontrolliert aus der Auf­ nahme wieder zu lösen.

Das Sperrglied, welches im wesentlichen axial beweglich ist, ist gleichzeitig so gestaltet, daß es zum gewollten Lösen der Teile des Steckverbinders wieder aus der Aufnahme entfernt werden kann, so daß durch anschließende Relativ­ verschiebung der Teile des Steckverbinders beide wieder voneinander gelöst werden können.

In der allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung danach einen zweiteiligen elektrischen Steckverbinder mit mindestens einem Verriegelungselement zur lösbaren Verrastung des ersten Teils mit dem zweiten Teil und folgenden Merkmalen:

• - Der erste Teil weist an seinem, dem zweiten Teil zugewandten Ende mindestens ein axial vorstehendes und an seinem freien Ende mit einer unter einem Winkel < 90° und < 180° verlaufenden Schräge ausgebildetes Verriegelungs­ glied auf,
• - der zweite Teil weist mindestens eine, korrespondierend zur Form des Verriegelungsgliedes gestaltete Ausnehmung zur Zwangsführung und Aufnahme des Verriegelungsgliedes des ersten Teils auf,
• - auf der, der Schrägen abgewandten Seite ist unmittelbar neben dem axialen Abschnitt des Verriegelungsgliedes ein in Axialrichtung verschiebbares Sperrglied am ersten Teil angeordnet, welches bei Erreichen der Endposition des Verriegelungsgliedes in der Ausnehmung des zweiten Teils in die Ausnehmung bewegbar ist und ein selbständiges Lösen des Verriegelungsgliedes aus der Ausnehmung ver­ hindert.

Zur Realisierung des Erfindungsgedankens genügt es prinzipiell, die beiden Teile des Steckverbinders mit jeweils einem Verriegelungsglied, einer Ausnehmung und einem Sperrglied auszubilden.

In diesem Fall werden die genannten Teile zweckmäßig in der Mitte der korrespondierenden Stirnflächen der Teile ange­ ordnet und die zugehörigen Kontakte verlaufen dann ein- oder beidseitig der Verrastungselemente.

Um eine definierte Lage der beiden Teile zueinander sicher­ zustellen, ist es bei dieser Ausführungsform weiterhin zweckmäßig, zumindest das Verriegelungsglied und die Auf­ nahme mit einem Rechteckquerschnitt auszubilden, so daß keine Verdrehung der Teile zueinander erfolgen kann.

Nach einer Ausführungsform soll der Steckverbinder mit je zwei außenseitig angeordneten Verriegelungsgliedern und Sperrgliedern am ersten Teil und zwei außenseitig angeord­ neten Aufnahmen am zweiten Teil ausgebildet sein.

Hierdurch wird die Lagepositionierung der Teile zueinander und deren Verrastung optimiert. Die jeweiligen Kontakte der Teile (Stecker, Buchse) verlaufen dann mittig zwischen den Verriegelungs-Bauteilen. Dabei können die Aufnahmen sowohl in Richtung auf das benachbarte Bauteil als auch nach außen offen sein. Auch bei dieser Ausführungsform bietet es sich an, die Verriegelungsglieder und die Ausnehmungen mit einem Rechteckquerschnitt auszubilden.

Auch für die Sperrglieder bietet sich bei allen Ausführungs­ formen ein Rechteckquerschnitt an. Eine ein- oder beid­ seitige Abschrägung des freien Endes des Sperrgliedes er­ leichtert die Zuführung in die Verriegelungsposition.

Die Auswahl des Winkels, unter dem das freie Ende des Ver­ riegelungsgliedes zum (axialen) Basisteil des Ver­ riegelungsgliedes verläuft, erfolgt unter der Maßgabe, daß das Verriegelungsglied sich leicht und sicher in die zuge­ hörige Ausnehmung einsetzen lassen muß. Insoweit sieht eine Ausführungsform vor, den Winkel zwischen 100 und 160° zu wählen.

Durch die konstruktive Gestaltung der Verriegelungselemente mit einem abgewinkelten Ende ergibt sich, daß der eintritts­ seitige Abschnitt der Ausnehmung eine Höhe aufweisen muß, die gleich oder geringfügig größer als die maximale Höhe des Verriegelungsgliedes ist. Erst beim weiteren Einschieben des Verriegelungsgliedes in die Ausnehmung senkt sich das Ver­ riegelungsglied, wenn es über die korrespondierende Schräg­ fläche der Ausnehmung weiter in die Ausnehmung eingeführt wird, ab, wodurch gleichzeitig ein Raum auf der dem abge­ schrägten Ende gegenüberliegenden Grundfläche des Ver­ riegelungsgliedes in der Aufnahme entsteht, in den später das Sperrglied eingeführt wird.

Das Sperrglied muß in Richtung auf das benachbarte Bauteil und umgekehrt bewegbar sein. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Sperrglied druckbelastet, beispielsweise von einer Druckfeder beaufschlagt wird, die für eine selbständige Zuführung des Sperrgliedes in die Ausnehmung sorgt, sobald das Verriegelungsglied seine Endposition erreicht hat. Gleichzeitig kann durch eine auf die Druck­ feder entgegenwirkende Kraft das Sperrglied bei Bedarf auch aus der Ausnehmung wieder entfernt werden, um anschließend die beiden Teile wieder voneinander lösen zu können. Aber auch eine ausschließlich manuelle Bewegung des Sperrgliedes ist möglich.

Dazu kann vorgesehen werden, das Sperrglied kraftschlüssig mit einem von außen betätigbaren Schieber, der Bestandteil des ersten Teils ist, zu verbinden. Dieser Schieber ist bei­ spielsweise über eine Öffnung im Gehäuse des ersten Teils von außen zugänglich und kann manuell betätigt werden.

Die nachfolgende Figurenbeschreibung zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel dazu.

Bei Steckverbindern der genannten Art besteht ein weiteres Problem darin, daß keine Fremdkörper in den Kontaktierungs­ bereich gelangen dürfen.

In diesem Zusammenhang bietet die Erfindung eine Ausfüh­ rungsform an, bei der das als Schräge ausgebildete freie Ende des Verriegelungsgliedes, ausgehend von seiner Stirn­ fläche, einen nach außen offenen axialen Schlitz und die Ausnehmung des zweiten Teils einen dazu korrespondierenden Steg aufweist.

Entsprechend wird die Aufnahme in ihrem, die Schräge des Verriegelungsgliedes aufnehmenden Abschnitt, in axialer Richtung unterteilt und damit das Eindringen zumindest größerer Fremdpartikel zuverlässig verhindert.

Im übrigen können die Teile des Steckverbinders konstruktiv in konventioneller Weise gestaltet werden.

Für die Ausbildung der jeweiligen Kontakte schlägt eine Ausführungsform vor, diese so zu wählen, daß es beim Ver­ rasten der Steckverbinder-Teile zu einer schleifenden Berührung zwischen den Kontakten kommt. Ein wichtiger Vorteil der beschriebenen Gestaltung liegt darin, daß die Teile nicht nur durch axiale Relativbewegung verrastet werden, sondern aufgrund der Schräge des Verriegelungs­ gliedes auch eine dazu senkrechte Bewegung erfolgt. Auf diese Weise kommt es bei der Kontaktierung der Kontakte der beiden Teile nicht (nur) zu einer axialen Stoß-Kontaktie­ rung, sondern auch zu einem Aufgleiten der Kontakte eines Teils auf die Kontakte des anderen Teils und damit zu einem gewünschten Selbstreinigungseffekt im Kontaktbereich.

Unter diesem Gesichtspunkt kann beispielsweise ein Teil mit bogenförmig gestalteten Kontakten und ein Teil mit planaren, einseitig geführten Kontakten ausgebildet sein. Auch diese Ausführungsform ergibt sich beispielhaft aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung.

Weitere Merkmale der Erfindung beschreiben die Merkmale der Unteransprüche sowie die sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles nähere erläutert.

Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Steckerteils eines Steckverbinders,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zugehörigen Buchse des Steckverbinders,

Fig. 3a bis d einen Verriegelungsvorgang der Steckver­ binderteile nach den Fig. 1, 2 in vier ver­ schiedenen Phasen,

Fig. 4a einen Schnitt durch den Verriegelungsabschnitt im ungesicherten Zustand,

Fig. 4b einen Schnitt durch den Verriegelungsabschnitt im gesicherten Zustand.

In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.

In Fig. 1 ist ein Stecker eines Steckverbinders mit dem Bezugszeichen 10 dargestellt. Zu erkennen ist ein Gehäuse 12 mit einer rückseitigen Kabelzuführung 14 und einer am gegenüberliegenden Ende angeordneten Kontaktleiste 16 mit bogenförmig geformten, federnden Kontakten 18, die über eine vordere Stirnfläche 20 des Gehäuses 12 vorstehen.

In axialer Verlängerung (Linie A-A) stehen zwei Ver­ riegelungsglieder 22A, B in Form von abgewinkelten Ver­ riegelungsarmen über die Stirnfläche 20 vor.

Jedes Verriegelungsglied 22A, 22B besteht im wesentlichen aus einem axial verlaufenden Basisteil 22Aa, 22Ba und einem daran anschließenden abgekröpften Endabschnitt 22Ae, 22Be. Die Verriegelungsarme 22A, 22B sind statisch.

Oberhalb der Basisabschnitte 22Aa, 22Ba ist jeweils ein Sperrglied 24A, 24B angeordnet, welches, wie nachstehend noch beschrieben wird, druckfedergelagert ist und seine maximale Auslenkung (von der Stirnfläche 20 weg) ungefähr in dem Abschnitt erreicht, an dem die Endabschnitte 22Ae, 22Be der Verriegelungsarme 22A, 22B beginnen.

Fig. 4a zeigt diese Zuordnung in vergrößerter Darstellung, einschließlich einer schematisch angeordneten Druckfeder 26 für das Sperrglied 24A.

Fig. 2 zeigt eine zugehörige Buchse, die das Bezugszeichen 50 trägt. Die Buchse 50 weist eine der Zahl der Kontakte 18 korrespondierende Zahl von Gegenkontakten 52 auf, die hier als einseitig (bei 52L) gelagerte Federkontakte gestaltet sind.

Korrespondierend zu den Verriegelungsgliedern 22A, 22B sind in der Buchse 50 Ausnehmungen 54A, 54B vorgesehen, deren geometrischer Aufbau sich aus den Fig. 3 und 4 im Detail ergibt.

Dabei zeigt Fig. 3a sowohl den Stecker 10 als auch die Buchse 50 im jeweils "unbelasteten" Zustand, das heißt in ihrer Ausgangsposition.

Das Verriegelungsglied 22A und das zugehörige Sperrglied 24A befinden sich entsprechend in einer Fig. 1 analogen Zuordnung.

Das vordere Ende 22Ae des Verriegelungsgliedes 22A ragt in die Ausnehmung 54A der Buchse 50, wobei die untere Stirn­ fläche 22As des Endteils 22Ae und die obere Stirnfläche 22S des Basisteils 22Aa auf korrespondierenden Parallelflächen der Ausnehmung 54A anliegen. Das Sperrglied 24A ist unbelastet.

Drückt man, wie in Fig. 3b dargestellt, den Stecker 10 gegen die Buchse 50, so dringt das Verriegelungsglied 22A tiefer in die Ausnehmung 54A ein, bis der abgeschrägte Endabschnitt 22Ae gegen eine korrespondierende Schrägfläche 54As der Ausnehmung 54A stößt, während parallel dazu das Sperrglied 24A gegen die Wirkung der Druckfeder 26 durch die Buchse 50 verschoben wird.

Da die Sperrglieder 24A, 24B kraftschlüssig miteinander verbunden sind und diese Verbindung in einer durch eine Gehäuseöffnung 12O vorstehenden Schiebertaste 30 mündet, wird die Schiebertaste 30 parallel zur Bewegung der Sperr­ glieder 24A, 24B in Richtung auf die Kabelzuführung 14 ver­ schoben, wie aus Fig. 3b im Vergleich zu Fig. 3a zu erkennen ist.

Beim weiteren Aufschieben des Steckers 10 auf die Buchse 50 (oder umgekehrt) gleiten die Verriegelungsglieder 22A, 22B entlang den Schrägflächen 54As, so daß es zu einer höhen­ mäßigen Verschiebung von Stecker 10 und Buchse 50 kommt (wie sich aus einem Vergleich der Fig. 3c, 3b ergibt), während gleichzeitig zwischen der oberen Stirnfläche 22S der Verriegelungsglieder 22A, B und der korrespondierenden Innenfläche 54Ao der Ausnehmung 54A ein Raum 26 entsteht, der seine maximale Höhe erreicht, wenn das abgekröpfte Ende 22Ae beziehungsweise 22Be der Verriegelungsglieder 22A, B den Boden 54Ab der Ausnehmung 54A erreicht hat, wie in Fig. 3d dargestellt.

In diesem Moment gleiten die Sperrglieder 24A, 24B in den Raum 26 (aufgrund der Wirkung der Druckfeder 26) und bewir­ ken damit eine Sperrung (Sekundärverriegelung) der Ver­ riegelungsglieder 22A, 22B.

Diesen Zustand zeigt - in vergrößerter Darstellung - auch Fig. 4b, wobei zu erkennen ist, daß der Winkel α, unter dem der Endabschnitt 22Ae gegenüber dem Basisabschnitt 22Aa verläuft, etwa 135° beträgt.

Die Verriegelungsglieder 22A, B können sich nicht selbsttätig aus der Verriegelungsposition lösen, da sie mit ihren Schrägflächen in den Ausnehmungen 54A, 54B gehalten werden.

Erst durch Betätigung der Schiebertaste 30 (in Richtung auf die Kabelzuführung 14) kann der Raum 26 wieder freigelegt werben und die Buchse 50 vom Stecker 10 gelöst werden, wobei umgekehrt wie vorstehend beschrieben vorzugehen ist.

Fig. 1 zeigt weiter, daß die endseitigen Abschnitte 22Ae, 22Be der Verriegelungsglieder 22A, 22B auf ihrer unteren Stirnfläche jeweils mit einer axialen Nut 22An, 22Bn ausgebildet sind, während im Bereich der Ausnehmungen 54A, 54B der Buchse 50 korrespondierende (nicht dargestellte) Stege vorhanden sind.

Claims (11)

1. Zweiteiliger elektrischer Steckverbinder mit mindestens einem Verriegelungselement (22A, 22B) zur lösbaren Verrastung des ersten Teils (10) mit einem zweiten Teil (50), mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 der erste Teil (10) weist an seinem dem zweiten Teil (50) zugewandten Ende (20) mindestens ein axial vorstehendes und an seinem freien Ende (22Ae, 22Be) mit einer unter einem Winkel < 90° und < 180° verlaufenden Schräge ausgebildetes Verriegelungs­ glied (22A, 22B) auf,
• 1.2 der zweite Teil (50) weist mindestens eine, korrespondierend zur Form des Verriegelungsgliedes (22A, 22B) gestaltete Ausnehmung (54A, 54B) zur Zwangsführung und Aufnahme der Verriegelungsglieder (22A, 22B) des ersten Teils (10) auf,
• 1.3 auf der der Schräge abgewandten Seite ist neben dem axialen Abschnitt (22Aa, 22Ba) des Verriegelungs­ gliedes (22A, B) ein in Axialrichtung verschieb­ bares Sperrglied (24A, 24B) am ersten Teil (10) angeordnet, welches bei Erreichen der Endposition des Verriegelungsgliedes (22A, 22B) in der Aus­ nehmung (54A, 54B) des zweiten Teils in die Aus­ nehmung (54A, 54B) bewegbar ist und ein selbstän­ diges Lösen des Verriegelungsgliedes (22A, 22B) aus der Ausnehmung (54A, 54B) verhindert.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1 mit zwei außenseitig angeordneten Verriegelungsgliedern (22A, B) und Sperr­ gliedern (24A, B) am ersten Teil (10) und zwei außen­ seitig angeordneten Aufnahmen (54A, B) am zweiten Teil (50)

3. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die Verrie­ gelungsglieder (22A, B) und die Ausnehmungen (54A, B) einen Rechteckquerschnitt aufweisen.

4. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die freien Enden (22Ae, 22Be) der Verriegelungsglieder (22A, B) unter einem Winkel zwischen 100° und 160° zum jeweiligen axialen Basisteil (22Aa, 22Ba) verlaufen.

5. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Sperrglied (24A, 24B) druckbelastet ist.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, bei dem das Sperrglied (24A, 24B) druckfederbelastet ist.

7. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Sperrglied (24A, 24B) kraftschlüssig mit einem von außen betätig­ baren Schieber (30) des ersten Teils (10) verbunden ist.

8. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das als Schräge ausgebildete freie Ende (22Ae, 22Be) des Verriegelungs­ gliedes (22A, B), ausgehend von seiner Stirnfläche, einen nach außen offenen axialen Schlitz und die Ausnehmung des zweiten Teils (50) einen dazu korrespon­ dierenden Steg aufweist.

9. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Sperrglied (24A, 24B) an seinem freien Ende ein- oder beidseitig angeschrägt ist.

10. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die beiden Teile (10, 50) jeweils eine Vielzahl von Kontakten (18, 52) aufweisen, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß es beim Verrasten der Teile (10, 50) zu einer schleifenden Berührung zwischen den Kontakten (18, 52) kommt.

11. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem ein Teil (10) mit bogenförmig gestalteten Kontakten (18) und ein Teil (50) mit planen, einseitig geführten Kontakten (52) ausgebildet ist.