DE19850521C1

DE19850521C1 - Elektrische Steckverbindung

Info

Publication number: DE19850521C1
Application number: DE19850521A
Authority: DE
Inventors: Marcel Perle
Original assignee: HIRSCHMANN RICHARD GmbH
Current assignee: HIRSCHMANN RICHARD GmbH
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: EP0999610B1; ATE257981T1; DE59908297D1; EP0999610A3; US6142799A; EP0999610A2; ES2214791T3

Abstract

Die elektrische Steckverbindung besitzt einen ersten Teil (1) mit darin angeordneten, an Leitungen (6) anschließbaren Kontaktelementen und einen zweiten Teil (5) mit darin zu den Kontaktelementen des ersten Teiles (1) korrespondierend angeordneten und ausgebildeten Kontaktelementen. Bei hergestellter Steckverbindung liegen die Kontaktelemente kontaktgebend aneinander an und die beiden Teile (1, 5) sind gegen willkürliche Trennung gegeneinander verriegelbar. Zur Verriegelung ist eine im zweiten Teil (5) gelagerte Drahtfeder (15) vorgesehen mit mindestens einem durch die Verschiebebewegung der Teile (1, 5) zur Herstellung der Steckverbindung auslenkbaren Schenkel (16, 17). Der frei auskragende Schenkel (16, 17) der Drahtfeder (15) ist sowohl in einer Ebene parallel zur Verschieberichtung der Teile (1, 5) zur Herstellung der steckverbindung als auch quer dazu auslenkbar gelagert. Das freie Ende des Schenkels (16, 17) der Drahtfeder (15) liegt an einer Führungskufe des die Drahtfeder (15) aufnehmenden zweiten Teiles (5) an, und diese Führungskufe weist einen ersten Abschnitt (19) auf, der parallel zur Verschieberichtung der Teile (1, 5) verläuft, und einen daran anschließenden Abschnitt (20) mit einer nach außen gerichteten Keilschräge.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckverbindung mit einem ersten Teil mit darin angeordneten, an Leitungen anschließbaren Kontaktelementen und einem zweiten Teil mit darin zu den Kontaktelementen des ersten Teiles korrespondierend angeordneten und ausgebildeten Kontaktelementen, wobei einer der beiden Teile als Steckerteil und der an dere der beiden Teile als Buchsenteil ausgebildet ist, die Kontaktelemente beispielsweise als Kontaktstifte und/oder Kontaktbuchsen ausgebildet sind und bei hergestellter Steckverbin dung die Kontaktelemente kontaktgebend aneinander anliegen und die beiden Teile gegen willkürliche Trennung gegeneinander verriegelbar sind und zur Verriegelung eine im zweiten Teil gelagerte Drahtfeder mit mindestens einem durch die Verschiebebewegung der Teile zur Herstellung der Steckverbindung auslenkbaren Schenkel vorgesehen ist, welcher sowohl in einer Ebene parallel zur Verschieberichtung der Teile zur Herstellung der Steckverbindung als auch quer dazu auslenkbar gelagert ist.

Steckverbindungen für verschiedene Zwecke sind bekannt, bei welchen die miteinander ver bundenen Teile durch einrastende Federn miteinander verriegelbar sind. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, wird verwiesen auf die bekannte Einrichtung zur Festlegung ei nes elektrischen oder elektronischen Bauteiles mit einem Gehäuse nach der EP 0 727 850 A bzw. der im wesentlichen inhaltsgleichen DE 195 04 821 C2, die Halterung für eine Magnet spule nach der US 5 025 682 oder die Verbindungskupplung nach US 3 753 582. Die hier verwendeten Federn werden quer zu jener Richtung ausgelenkt, in der die zu verbindenden Teile zur Herstellung der gewünschten Steckverbindung bewegt werden. Sind die zu verbin denden Teile zur Gänze zusammengesteckt, so rastet die quer ausgelenkte Feder in eine Nut ein und bildet so einen Riegel, der die willkürliche Trennung der verbundenen Teile un terbindet. Sind die zu verbindenden Teile nicht zur Gänze zusammengesteckt, so ist nicht nur die Verbindung ungenügend, auch die Feder kann ihre Verriegelungsfunktion nicht aus üben. Bei elektrischen Steckverbindungen, die innerhalb von Überwachungskreisen verwen det werden und die nach ihrem Einbau in eine Anlage nicht oder nur schwer zugänglich sind, kann eine unzureichend hergestellte Verbindung fatale Folgen haben.

Aus der JP 10-189145 A ist weiters eine elektrische Steckverbindung bekannt, bei der die Steckerteile wiederum selbsttätig getrennt werden, falls die die Steckverbindung bildenden Teile nicht hinreichend miteinander zur Erzielung einer optimalen Kontaktierung zusammen gesteckt sein sollten und die Steckverbindung nicht verriegelt ist. Zu diesem Zweck ist eine U-förmige Drahtfeder vorgesehen, deren beide seitliche Schenkel zusätzlich U-förmige kom primierbare Abschnitte aufweisen. Bei einem Ineinanderschieben der beiden Teile des Stec kers werden die beiden seitlichen Schenkel gestaucht und auch der die beiden seitlichen Schenkel verbindende Schenkel verbogen. Anschließend wird das vordere bogenförmige Ende der U-förmigen Feder nach oben ausgelenkt und über die die U-förmige Feder stau chende Anschlagfläche am anderen Steckerteil angehoben. Die U-förmige Feder kann da durch unter Aufhebung ihrer Stauchung ihre Verriegelungsposition einnehmen, in der sie einen Absatz am anderen Steckerteil hintergreift. Nachteilig an dieser Steckverbindung ist es, daß der Stecker relativ groß in seiner Höhe und in seiner achsialen Längsausdehnung ist. Einer Verkleinerung der Steckverbindung in achsialer Richtung werden dabei insbeson dere durch den für die U-förmige Feder benötigten Platz, welche eine ausreichend große Komprimierbarkeit in achsialer Richtung aufweisen muß, Grenzen gesetzt. Bei manchen Anwendungen ist jedoch der für einen Stecker zur Verfügung stehende Raum äußerst be schränkt.

Aus der nachveröffentlichten DE 197 54 876 A1 ist ebenfalls eine Steckverbindung mit au tomatischem Auswurf bekannt, bei der die beiden Steckerteile wiederum selbsttätig getrennt werden, wenn sie nicht vollständig ineinander eingesteckt wurden. Bei dieser Steckverbin dung ist wiederum ein U-förmiger Federteil vorgesehen, welcher beim Zusammenstecken der beiden Steckerteile verformt wird, wobei dessen beide seitlichen U-Schenkel auseinan dergedrückt werden. Kurz vor dem Vollständigen Ineinanderschieben der beiden Teile lenkt eine schräg stehende Fläche den die beiden seitlichen Schenkel verbindenden Schenkel der U-förmigen Feder nach unten aus, worauf die U-förmige Feder von dem sie beaufschlagen den Mitnehmer freigegeben wird und unter Aufhebung ihrer Verformung in die Verriegelungs position einschnappt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steckverbindung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher die Verriegelungsfunktion und die Auswurffunktion platzsparend ausgeführt ist. Erfindungs gemäß gelingt dies bei einer Steckverbindung der eingangs genannten Art dadurch, daß dieser auslenkbare Schenkel von einem frei auskragenden Federdraht gebildet wird, dessen freies Ende an einer Führungskufe des die Drahtfeder aufnehmenden zweiten Teiles anliegt und bei einer Auslenkung des Schenkels durch eine Verschiebebewegung der Teile zur Her stellung der Steckverbindung entlang dieser Führungskufe verschiebbar ist, wobei diese Führungskufe einen ersten Abschnitt aufweist, der parallel zur Verschieberichtung der Teile verläuft, und einen daran anschließenden Abschnitt mit einer nach außen gerichteten Keil schräge.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Um die Erfindung zu veranschaulichen, wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher erläutert, ohne die Erfindung dadurch einzuschränken. Es zeigen:

Die Fig. 1, 2, 3 und 4 den Kontaktbuchsen aufweisenden Teil der Steckverbindung in An sicht, in Seitensicht, von hinten gesehen und in Untersicht;

die Fig. 5, 6, 7, 8 und 9 den Kontaktstifte aufweisenden Teil der Steckverbindung in Ansicht, in Seitensicht - Blickrichtung Pfeil A in Fig. 7; von hinten, Seitensicht - Blickrichtung Pfeil B in Fig. 7 und in Draufsicht;

die Fig. 10 bis 14 die relative Lage der Teile der Steckverbindung bei deren kontaktgeben den Herstellung.

Der die nicht dargestellten Kontaktbuchsen aufweisende, als Steckerteil ausgebildete erste Teil 1 der Steckverbindung ist hier als flacher Quader ausgebildet, an dessen einer schmalen Stirnseite 2 die Öffnungen 3 zur Aufnahme der Kontaktstifte 4 des zweiten Teiles 5 der Steckverbindung ausgespart sind. An den hier nicht dargestellten Kontaktbuchsen des er sten Teiles 1 sind Leitungen 6 angeschlossen. An den breiten Seitenflächen 7 dieses ersten Teiles 1 sind Vorsprünge oder Nocken angeformt, die als Mitnehmer 8 dienen.

Der zweite, als Buchsenteil ausgebildete Teil 5 der Steckverbindung besitzt hier eine Gehäu serückwand 9, in der die in einer Ebene liegenden Kontaktstifte 4 festgelegt sind. Diese Ge häuserückwand 9 ist Teil eines umfangsgeschlossenen Rahmens, wobei der der Gehäuse rückwand 9 gegenüberliegende Gehäusevorderteil 10 eine Öffnung 11 aufweist, die hinsicht lich ihrer Größe und ihrer Umfangskontur dem Querschnitt des ersten Teiles 1 entspricht, wobei der benannte Querschnitt des ersten Teiles 1 auf eine Ebene bezogen ist, die die Mit nehmer 8 beinhaltet. Diese Mitnehmer 8 am Teil 1 sind außermittig angeordnet, um auf diese Weise sicherzustellen, daß die beiden Teile 1 und 5 nur in einer vorgegebenen relativen Lage zueinander zusammengesteckt werden können (Kodierung). Die erwähnte Öffnung 11 des Gehäusevorderteils 10 des umfangsgeschlossenen Rahmens besitzt durchlaufende Nuten 12 zur Aufnahme der Mitnehmer 8. Von den beiden anderen Gehäuseabschnitten 13 und 18 des umfangsgeschlossenen Rahmens besitzt der eine Gehäuseabschnitt 13 eine nach oben offene, taschenartige Ausnehmung 14, in welcher die Windungen einer Drahtfe der 15 liegen, die ihrerseits zwei auskragende Schenkel 16 und 17 besitzt, die sich quer über den Teil 5 erstrecken und die mit ihren freien Enden am anderen Gehäuseabschnitt 18 des umfangsgeschlossenen Rahmens anliegen. Dieser Gehäuseabschnitt 18 ist als Führungs kufe für die Enden der beiden Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 ausgebildet. Diese Füh rungskufe besitzt einen oberen ersten Abschnitt 19, der jeweils parallel zur Verschieberich tung der Teile 1 und 5 der Steckverbindung verläuft und einen daran anschließenden unte ren zweiten Abschnitt 20, der als Keilschräge ausgebildet ist, wobei die seitliche Auslenkung H dieser Keilschräge (Fig. 8) größer ist als die Höhe h der Mitnehmer des Teiles 1. Die Breite B des oberen, die Öffnung 11 aufweisenden Gehäusevorderteils 10 des umfangsgeschlos senen Rahmens ist so bemessen, daß die Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 an dessen der Gehäuserückwand 9 zugewandten Unterseite unter Vorspannung anliegen. An den Kontaktstiften 4 sind ebenfalls Leitungsdrähte anschließbar. Die Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 sind so geformt und gestaltet, daß sie sowohl an der Unterseite des Gehäuse vorderteils 10 mit der Öffnung 11 wie auch am Gehäuseabschnitt 18, der als Führungskufe ausgebildet ist, unter Vorspannung anliegen.

Soweit zum Aufbau der die Steckverbindung bildenden Teile 1 und 5. Die Fig. 10 bis 14 zei gen nun die einzelnen Schritte bei der Herstellung der Steckverbindung: Fig. 10 veranschau licht die Einbringung des ersten Teiles 1 in die Öffnung 11 des zweiten Teiles 5. Die Mitneh mer 8 liegen noch außerhalb des Rahmenschenkels 10. Anschließend fahren die Mitnehmer 8 in die Nuten 12 der Öffnung 11 ein, wobei ihre in Einschubrichtung vorlaufende Stirnseite nunmehr an den Schenkeln 16 und 17 der Drahtfeder 15 anstoßen (Fig. 11), da diese Schenkel 16 und 17 die Querschnittsöffnungen der Nuten 12 queren. Beim weiteren Ein schieben des Teiles 1 (Fig. 12 und 13) drücken nun die vorlaufenden Stirnseiten der Mit nehmer 8 die vorgespannten Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 nach unten. Diese Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 bewegen sich vorerst nach unten, und zwar in einer Ebene, die parallel liegt zur Verschieberichtung der Teile 1 und 5, dies unter Anlage am obe ren Abschnitt 20 des als Führungskufe ausgebildeten Gehäuseabschnitts 18. Sobald nun die Enden der Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 den als Keilschräge ausgebildeten Ab schnitt 20 erreicht haben (Fig. 13), werden beim weiteren Zusammenfügen die Teile 1 und 5 die Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 nicht nur weiter nach unten, sondern auch quer nach außen gedrückt, und zwar solange, bis am unteren Ende des die Keilschräge aufwei senden Abschnittes 20 die Schenkel 16 und 17 eine Querauslenkung erfahren haben, die größer ist als die Höhe h der Mitnehmer 8, so daß die unter Vorspannung stehenden Schen kel 16 und 17 der Drahtfeder nach oben zurückschnellen und sich wiederum an der Unter seite des Gehäusevorderteils 10 des zweiten Teiles 5 anlegen und dabei die Mitnehmer 8 hintergreifen (Fig. 14). Damit ist die optimale Kontaktgabe zwischen den Teilen 1 und 5 der Steckverbindung erzielt, und darüberhinaus ist die Steckverbindung nunmehr verriegelt.

Würde bei der Herstellung der Steckverbindung die auf die Teile 1 und 5 einwirkende Schie bekraft aufgehoben, bevor die Verriegelung erreicht ist, so reicht die von den Schenkeln 16 und 17 der Drahtfeder 15 auf die Mitnehmer 8 ausgeübte Kraft aus, die Teile 1 und 5 von einander zu trennen (vgl. Fig. 11). Damit wird eine Zufallskontaktierung verläßlich verhindert. Die Verriegelung über die Schenkel 16 und 17 der Drahtfeder 15 und die Mitnehmer 8 des einen Teiles 1 der Steckverbindung ist so gestaltet, daß sie nur mit relativ großem Aufwand aufhebbar ist. Steckverbindungen dieser Art werden als Go-Nogo-Steckverbindungen be zeichnet. Die hier beschriebene und dargestellte Steckverbindung ist auch dort mit Erfolg einsetzbar, wo die Teile 1 und 5 der Steckverbindung andere Querschnittsformen besitzen als hier beispielsweise gezeigt sind. Solche Querschnittsformen können rund oder vieleckig sein. Wichtig ist, daß eine vorgespannte Feder so lange eine Gegenkraft auf die zu verbin denden Teile ausübt, bis die optimale Kontaktgabe sichergestellt ist. Bevor diese optimale Kontaktgabe sichergestellt ist, hat die vorgespannte Feder die Aufgabe, die Teile voneinan der zu trennen. Ist die optimale Kontaktgabe erreicht, so hat diese Feder zusätzlich die Auf gabe, die so verbundenen Teile gegeneinander zu verriegeln, um dadurch eine ungewollte und willkürliche Trennung der Teile zu unterbinden. Je nach Ausbildung und Vorspannung der Drahtfeder 15 ist der Aufwand zum Entriegeln und Lösen der Steckverbindung verschie den groß. Die Drahtfeder kann beispielsweise so ausgestaltet und so vorgespannt sein, daß die Steckverbindung nur unter Beiziehung von Werkzeugen lös- und entriegelbar ist oder aber in der Weise, daß das Lösen und Entriegeln ohne Werkzeug möglich ist.

Legende zu den Hinweisziffern

1

Teil

2

Stirnseite

3

Öffnung

4

Kontaktstift

5

Teil

6

Leitung

7

Seitenfläche

8

Mitnehmer

9

Gehäuserückwand

10

Gehäusevorderteil

11

Öffnung

12

Nut

13

Gehäuseabschnitt

14

taschenartige Ausnehmung

15

Drahtfeder

16

Schenkel

17

Schenkel

18

Gehäuseabschnitt

19

oberer Abschnitt

20

unterer Abschnitt

Claims

1. Elektrische Steckverbindung mit einem ersten Teil (1) mit darin angeordneten, an Lei tungen (6) anschließbaren Kontaktelementen und einem zweiten Teil (5) mit darin zu den Kontaktelementen des ersten Teiles (1) korrespondierend angeordneten und aus gebildeten Kontaktelementen, wobei einer der beiden Teile (1, 5) als Steckerteil und der andere der beiden Teile (1, 5) als Buchsenteil ausgebildet ist, die Kontaktelemente bei spielsweise als Kontaktstifte (4) und/oder Kontaktbuchsen ausgebildet sind und bei her gestellter Steckverbindung die Kontaktelemente kontaktgebend aneinander anliegen und die beiden Teile (1, 5) gegen willkürliche Trennung gegeneinander verriegelbar sind und zur Verriegelung eine im zweiten Teil (5) gelagerte Drahtfeder (15) mit mindestens einem durch die Verschiebebewegung der Teile (1, 5) zur Herstellung der Steckverbin dung auslenkbaren Schenkel (16, 17) vorgesehen ist, welcher sowohl in einer Ebene parallel zur Verschieberichtung der Teile (1, 5) zur Herstellung der Steckverbindung als auch quer dazu auslenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser auslenk bare Schenkel (16, 17) von einem frei auskragenden Federdraht gebildet wird, dessen freies Ende an einer Führungskufe des die Drahtfeder (15) aufnehmenden zweiten Tei les (5) anliegt und bei einer Auslenkung des Schenkels durch eine Verschiebebewegung der Teile (1, 15) zur Herstellung der Steckverbindung entlang dieser Führungskufe ver schiebbar ist, wobei diese Führungskufe einen ersten Abschnitt (19) aufweist, der pa rallel zur Verschieberichtung der Teile (1, 5) verläuft, und einen daran anschließenden Abschnitt (20) mit einer nach außen gerichteten Keilschräge.

2. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Draht feder (15) einen mehrere Windungen aufweisenden Abschnitt besitzt, von dessen einem Ende der auskragende Schenkel (16, 17) ausgeht, und daß die Windungen der Draht feder (15) in einer taschenartigen Ausnehmung (14) des zweiten Teiles (5) angeordnet sind.

3. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (19) der Führungskufe länger ist als der die nach außen gerichtete Keil schräge aufweisende Abschnitt (20).

4. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß an der Außenseite des ersten Teiles (1) mindestens ein Vorsprung oder Noc ken als Mitnehmer (8) angeordnet ist und in dem von diesem Mitnehmer (8) bei der Herstellung der Steckverbindung überfahrenen Bereich der auslenkbare Schenkel (16, 17) der Drahtfeder (15) liegt.

5. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die recht winkelig zur Verschieberichtung gemessene Höhe (h) dieses als Mitnehmer (8) dienen den Vorsprunges oder Nockens kleiner ist als die durch den als Keilschräge ausgebil deten Abschnitt (20) bedingte seitliche Auslenkung (H) des Schenkels (16, 17) der Drahtfeder (15).

6. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß bei hergestellter Steckverbindung der auslenkbare Schenkel (16, 17) der Drahtfeder (15) an der Rückseite des Mitnehmers (8) anliegt.

7. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß der die Drahtfeder (15) aufweisende zweite Teil (5) als Buchsenteil ausgebildet ist und eine Gehäuserückwand (9) besitzt mit daran festgelegten Kontaktelementen (4), daß diese Gehäuserückwand (9) einen Teil eines umfangsgeschlossenen Rahmens bil det, daß der der Gehäuserückwand (9) gegenüberliegende Gehäusevorderteil (10) zur Aufnahme des ersten, als Steckerteil ausgebildeten Teiles (1) eine Öffnung (11) aufweist und daß am einen die Gehäuserückwand (9) und den Gehäusevorderteil (10) verbin denden Gehäuseabschnitt (13) die Drahtfeder (15) gelagert ist und am anderen Gehäu seabschnitt (18) die Führungskufe ausgebildet ist.

8. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Öffnung (11) zur Aufnahme des ersten Teiles (1) aufweisende Gehäusevorderteil (10) des umfangsgeschlossenen Rahmens breiter ist als die daran anschließenden Gehäu seabschnitte (13, 18) des Rahmens und die der Gehäuserückwand (9) zugewandte Seite dieses seitlich ausladenden Gehäusevorderteils (10) als Anlage für den Schenkel (16, 17) der Drahtfeder (15) dient.

9. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die korrespondierend zur Umfangskontur des aufzunehmenden ersten Teiles (1) ausgebil dete Öffnung (11) im Gehäusevorderteil (10) des zweiten Teiles (5) mindestens eine in Verschieberichtung des ersten Teiles verlaufende Nut (12) aufweist zur Aufnahme des Mitnehmers (8) und der auslenkbare Schenkel (16, 17) der Drahtfeder (15) in den Quer schnittsbereich dieser Nut (12) ragt.

10. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der aus lenkbare Schenkel (16, 17) der Drahtfeder (15) an der der Gehäuserückwand (9) des seitlich ausladenden Gehäusevorderteils (10) unter Vorspannung anliegt.

11. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß die Drahtfeder (15) zwei auskragende und auslenkbare, im wesentlichen pa rallele Schenkel (16, 17) aufweist und jeder der beiden Schenkel (16, 17) an einer Au ßenseite des die Drahtfeder (15) tragenden zweiten Teiles (5) unter Vorspannung an liegt.