DE19915562C1 - Elektrisches Steckverbindungssystem - Google Patents

Abstract

Ein Steckverbindungssystem weist folgende Komponenten auf: DOLLAR A a) zumindest ein Steckerelement (5) mit einem elektrischen Kontaktorgan (13) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines Kabels und einem komplementären Kontaktorgan (27), DOLLAR A b) ein Anschlußgehäuse (1) mit zumindest einer Steckeraufnahme (3), die das komplementäre Kontaktorgan (27) aufweist, DOLLAR A c) eine elektrische Abschirmung (31) des Anschlußgehäuses (1) mit einer nachgiebigen Schirm-Kontaktfeder (35), die sich in die Steckeraufnahme (3) erstreckt und zur kontaktbildenden Anlage am komplementären Kontaktorgan (27) der Steckeraufnahme (3) vorgespannt ist, DOLLAR A d) einen das Kontaktorgan (13) des Steckerelementes (5) berührungssicher umgebenden, koaxialen Isolierkörper (17, 19) und eine in dessen Außenseite in Längsrichtung verlaufende Nut (25), die den beim Einsetzen des Steckerelementes (5) in die Steckeraufnahme (3) von dessen elektrischem Kontaktorgan (27) abgehobenen Endbereich (37) der Kontaktfeder (35) aufnimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Steckverbindungssystem, insbesondere auf ein System mit einem Steckverbinder für elektromedizini­ sche Zwecke nach DIN 42802 zum berührungsgeschützten Anschluß von Kabeln, beispielsweise Patientenleitungen, an elektromedizinische Geräte.

Verbindungssysteme dieser Art sind bereits bekannt. Ein Nachteil der be­ kannten Systeme besteht darin, daß jeweils unterschiedliche Steckerele­ mente und Steckeraufnahmen zum Einsatz gebracht werden müssen, je nachdem, ob ein Anschluß von abgeschirmten oder unabgeschirmten Ka­ beln vorgesehen ist. Bei Systemen mit abgeschirmten Leitungen sind für die Kontaktbildung von Signalleitung und Abschirmung jeweils gesonderte Steckverbindungen vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach ausgebildetes Steck­ verbindungssystem zu schaffen, das sich durch einen geringen Platzbedarf auszeichnet und gleichermaßen für den Anschluß von Steckerelementen mit abgeschirmten oder unabgeschirmten Kabeln geeignet ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein elektrisches Steckverbin­ dungssystem gelöst, das aufweist:

• a) zumindest ein Steckerelement mit einem Kabel und einem elektri­ schen Kontaktorgan zum Herstellen einer elektrischen Verbindung des Kabels mit einem komplementären Kontaktorgan,
• b) ein Anschlußgehäuse mit zumindest einer Steckeraufnahme, in die das Steckerelement einsetzbar ist und die das komplementäre elek­ trische Kontaktorgan aufweist,
• c) eine an der Wand des Anschlußgehäuses befindliche elektrische Ab­ schirmung mit einer nachgiebigen Schirm-Kontaktfeder, die sich durch einen im Anschlußgehäuse ausgebildeten Durchgang von der Abschirmung in die Steckeraufnahme erstreckt und zur kontaktbil­ denden Anlage am komplementären elektrischen Kontaktorgan der Steckeraufnahme vorgespannt ist,
• d) einen das elektrische Kontaktorgan des Steckerelementes berüh­ rungssicher umgebenden, für den Zutritt des komplementären elek­ trischen Kontaktorganes der Steckeraufnahme endseitig offenen, rohrförmigen, koaxialen Isolierkörper und
• e) eine in dessen Außenseite in Längsrichtung verlaufende Nut, deren Weite der Breite der Schirm-Kontaktfeder angepaßt ist und die den beim Einsetzen des Steckerelementes in die Steckeraufnahme von dessen Kontaktorgan abgehobenen Endbereich der Schirm- Kontaktfeder aufnimmt.

Dadurch ist ein koaxiales Verbindungssystem geschaffen, bei dem ein und dieselbe Steckeraufnahme zur Anwendung kommt, ungeachtet, ob das ein­ zusetzende Steckerelement zu einem abgeschirmten oder unabgeschirmten Kabel gehört. Die zur Anlage an das in der Steckeraufnahme befindliche Kontaktorgan vorgespannte Schirm-Kontaktfeder wird beim Einsetzen des Steckerelementes vom Kontaktorgan abgehoben und in der längsverlaufen­ den Nut des Isolierkörpers des Steckerelementes aufgenommen. Ein zusätz­ licher Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, daß vor dem Einsetzen des Steckerelementes, d. h. bei unbenutzter Steckeraufnahme, deren Kontaktorgan jeweils über die Kontaktfeder kurzgeschlossen ist.

Wenn es sich um Steckerelemente mit abgeschirmten Kabeln handelt, ist am Grund der im Isolierkörper des Steckerelementes längsverlaufenden Nut ein Schirmkontakt der Abschirmung des Kabels zugänglich, der bei in die Steckeraufnahme eingesetztem Steckerelement die Kontaktbildung mit der Schirm-Kontaktfeder der Steckeraufnahme bewirkt, so daß bei Herstellung der Verbindung der Signalleitung gleichzeitig die elektrische Verbindung der Abschirmung erfolgt.

Das Herstellen der elektrischen Verbindung mit einer Abschirmung beim Zusammenstecken von Steckeraufnahme und Steckerelement ist bei Steck­ verbindungssystemen bereits an sich bekannt, vergleiche DE 44 04 260 A1. Bei diesem System, das für elektromedizinische Zwecke einsetzbar ist, er­ strecken sich nachgiebige Schirm-Kontaktelemente der an der Wand des Anschlußgehäuses befindlichen Abschirmung in den Bereich der Stec­ keraufnahme hinein, so daß diese Kontaktelemente mit der am Steckerele­ ment freiliegenden Abschirmung beim Einsetzen des Steckers in Kontaktbe­ rührung kommen. Diese Schirm-Kontaktelemente, bei denen es sich um nachgiebig gelagerte Kontaktrollen handelt, sind jedoch im Unterschied zum erfindungsgemäßen Verbindungssystem nicht zu einer kontaktbilden­ den Anlage am Kontaktorgan der Steckeraufnahme vorgespannt, so daß sie keine selbsttätige Kurzschließeinrichtung für die Steckeraufnahme bilden.

Selbsttätiges Kurzschließen der Kontaktorgane einer Steckeraufnahme bei Lösen der Steckverbindung ist bereits an sich bekannt, vergleiche DE 39 09 912 A1. Diese zeigt eine vielpolige Steckvorrichtung für elektri­ sche Aggregate eines Kraftfahrzeuges, bei der bei herausgezogenem Stec­ kerelement Federzungen einer Kurzschlußbrücke an Kontaktorganen anlie­ gen und von diesen bei Einsetzen des Steckerelementes abgehoben werden. Bei dieser Kurzschlußbrücke handelt es sich jedoch nicht um ein Schirm- Kontaktelement zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen Ab­ schirmungen beim Einsetzen des Steckerelementes.

Das erfindungsgemäße System wird den für elektromedizinische Steckver­ bindungssysteme geltenden Normvorschriften in vollem Maße gerecht. Bei dem Steckerelement kann gemäß DIN 42802 ein Kontaktorgan vorgesehen sein, das in der Steckeraufnahme mit einem komplementären Kontaktorgan in Form eines Metallstiftes zusammenwirkt, von dem die kurzschließende Schirm-Kontaktfeder beim Einsetzen des Steckerelementes abgehoben wird.

Der rohrförmige Isolierkörper des Steckerelementes kann ein auf einem in­ neren Isolierrohr außenseitig sitzendes Metallrohr aufweisen, welches den Schirmkontakt des Kabels bildet und von einem äußeren Isolierrohr umge­ ben ist, das das Metallrohr, also den Schirmkontakt, berührungssicher ab­ deckt. Der Zutritt der Schirm-Kontaktfeder der Steckeraufnahme zum Schirmkontakt des Steckerelementes erfolgt über einen Längsschlitz im äu­ ßeren Isolierrohr. Beim Einsetzen des Steckerelementes in die Steckerauf­ nahme wird die Schirm-Kontaktfeder in diesem Schlitz geführt und stellt so die elektrische Verbindung der Abschirmung her. Die Weite des Längs­ schlitzes, und dementsprechend die Breite der Kontaktfeder, sind so schmal gewählt, daß mit dem Prüffinger entsprechend DIN IEC 601 kein Kontakt zum Metallrohr herstellbar ist, so daß das den Schirmkontakt bildende Me­ tallrohr somit als nicht berührbar gilt.

Im Schlitz des äußeren Isolierrohres des Steckerelementes kann ein Rastvor­ sprung vorgesehen sein, um in Zusammenwirkung mit der Kontaktfeder der Steckeraufnahme eine lösbare Verrastung des eingesetzten Steckerelemen­ tes zu bilden. Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil, daß die Kraft zum Lösen der Steckverbindung unabhängig von der Kontaktkraft durch Wahl der Haltewirkung der Verrastung in gewünschter, geeigneter Weise einge­ stellt werden kann.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine abgebrochen gezeichnete Vorderansicht eines Anschluß­ gehäuses mit zwei Gruppen von Steckeraufnahmen;

Fig. 2 eine abgebrochen und gegenüber Fig. 1 in größerem Maßstab gezeichnete Vorderansicht eines Steckergehäuses mit einer Gruppe von Steckerelementen;

Fig. 3 einen gegenüber Fig. 1 in etwas größerem Maßstab und ab­ gebrochen gezeichneten Längsschnitt des Anschlußgehäuses und

Fig. 4 einen abgebrochen gezeichneten Längsschnitt eines Einzel- Steckerelementes vor dem Einsetzen in eine Steckeraufnahme des Anschlußgehäuses von Fig. 3.

Ein in Fig. 1 und 3 dargestelltes Anschlußgehäuse 1, bei dem es sich beim vorliegenden Beispiel um einen Stammkabelverteiler handelt, über den eine Anzahl von Patientenleitungen mit einem elektromedizinischen Auswerte­ gerät verbindbar ist, weist zwei Gruppen gleich ausgebildeter Steckerauf­ nahmen 3 auf, wobei die Steckeraufnahmen der oberen Gruppe spiegelbild­ lich zu denen der unteren Gruppe angeordnet sind. Jede Steckeraufnahme 3 ist zur Aufnahme eines in sie einsetzbaren Steckerelementes 5 bestimmt. Fig. 2 zeigt zu einer Steckergruppe zusammengefaßte Steckerelemente 5, wobei diese durch einen seitlich angesetzten Steg 7 miteinander verbunden und in einem gemeinsamen Steckergehäuse 9 angeordnet sind, dessen Um­ riß demjenigen der vorderen Zugangsöffnung 11 des Anschlußgehäuses 1 angepaßt ist.

Wie in Fig. 4 dargestellt, handelt es sich bei dem Steckerelement 5 um ein in Übereinstimmung mit DIN 42802 gestaltetes Element mit einem innen­ liegenden, berührungssicher abgedeckten elektrischen Kontaktorgan 13 in Form eines Federkontaktes. Dieser ist durch einen am vorderen Ende 15 offenen Isolierkörper abgedeckt, der sich koaxial zur Haupt- oder Längs­ achse des Steckerelementes 5 erstreckt. Dieser Isolierkörper ist aus einem inneren Isolierrohr 17 und einem äußeren Isolierrohr 19 gebildet, zwischen denen sich ein Metallrohr 21 befindet. Letzteres ist mit der Abschirmung 23 des am Steckerelement 5 angeschlossenen Kabels (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, dessen innerer Signalleiter mit dem elektrischen Kontaktorgan 13 verbunden ist.

Das Metallrohr 21 ist über einen im äußeren Isolierrohr 19 ausgebildeten Längsschlitz 25 für eine elektrische Kontaktierung zugänglich, d. h., der im Bereich des Schlitzes 25 freiliegende Teil des Metallrohres 21 bildet einen Schirmkontakt des Steckerelementes 5.

Die zur Aufnahme der Steckerelemente 5 vorgesehenen Steckeraufnahmen 3 im Anschlußgehäuse 1 weisen als komplementäres elektrisches Kontak­ torgan, das für die Steckverbindung mit dem Kontaktorgan 13 des betref­ fenden Steckerelementes 5 vorgesehen ist, je einen Metallstift 27 auf. An der Innenseite der Außenwand des Anschlußgehäuses 1 weist dieses eine metallische Abschirmung 31 auf. Die der benachbarten Gehäusewand zu­ gewandte Seite jeder Steckeraufnahme 3 weist einen sich bis zur Abschir­ mung 31 erstreckenden Durchgang 33 auf, durch den sich eine blaufederar­ tige Kontaktfeder 35 hindurch erstreckt, deren eines Ende mit der Abschir­ mung 31 verbunden ist und deren anderes, abgebogenes Ende 37 federnd und kontaktbildend am Stift 27 der Steckeraufnahme 3 anliegt, wenn kein Steckerelement 5 eingesetzt ist. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, verläuft die Kontaktfeder 35 so geneigt, daß ihr Endbereich beim Einsetzen des Stecker­ elementes 5 an der Außenseite des aus den Isolierrohren 17 und 19 gebil­ deten Isolierkörpers anläuft und vom Stift 27 abgehoben wird.

Beim Einsetzen des Steckerelementes 5 in die Steckeraufnahme 3 wird das vom Stift 27 abgehobene Ende 37 der Kontaktfeder 35 in dem längsverlau­ fenden Schlitz 25 des äußeren Isolierrohres 19 geführt, während es in fe­ dernde kontaktbildende Anlage mit dem im Schlitz 21 freiliegenden, den Schirmkontakt bildenden Metallrohr 21 kommt. Gleichzeitig erfolgt die Steckverbindung der betreffenden Signalleitung über den Stift 27 und das Federkontaktorgan 13 des Steckerelementes 5. Während vor dem Einsetzen des Steckerelementes 5 die nicht benutzte Steckeraufnahme 3 über die Kon­ taktfeder 35 kurzgeschlossen ist, bewirkt das Einsetzen des Steckerelemen­ tes 5 zunächst die Aufhebung des kurzgeschlossenen Zustandes durch Ab­ heben der Kontaktfeder 35 und die anschließende Verbindung der Ab­ schirmung 31 mit der steckerseitigen Abschirmung 23, während die Signal­ verbindung hergestellt wird. Bei Verwendung eines Patientenkabels ohne Abschirmung kann das gleiche Steckerelement 5 verwendet werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, oder es kann alternativ das den Schirmkontakt bil­ dende Metallrohr 21 weggelassen werden. In jedem Fall ist die Breite des Schlitzes 25, in dem beim Einsetzen des Steckerelementes 5 in die Stec­ keraufnahme 3 die Kontaktfeder 35 geführt ist, in Anpassung an die Breite der Kontaktfeder 35 so schmal gewählt, daß das am Grund des Schlitzes 25 freiliegende Metallrohr 21 durch einen Norm-Prüffinger gemäß DIN 42802 nicht kontaktierbar ist.

Um beim Einsetzen die richtige Orientierung der Steckerelemente 5 in das Anschlußgehäuse 1 sicherzustellen, weist letzteres an der Einführ- oder Vorderseite 39 Ausnehmungen 41 auf, die zur Achse der Steckeraufnahmen 3 versetzt sind und in denen die ebenfalls entsprechend achsversetzten Verbindungsstege 7 der Steckerelemente 5 beim Einsetzen in das An­ schlußgehäuse 1 aufgenommen werden.

Um die zum Herausnehmen des Steckerelementes 5 aus der Steckerauf­ nahme 3 erforderliche Lösekraft zu erhöhen, kann die im Schlitz 25 des Steckerelementes 5 aufgenommene Kontaktfeder 35 zur Bildung einer lös­ baren Verrastung herangezogen werden. Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, ist im Schlitz 25 ein Quersteg 43 ausgebildet, der als Rastvorsprung wirkt, hinter dem der Endbereich 37 der Kontaktfeder 35 einfällt, wenn das Steckerelement 5 in die Steckeraufnahme 3 eingesetzt ist. Anstelle eines Steges 43 könnte ein solcher Rastvorsprung auch durch eine aus dem Me­ tallrohr 21 herausgedrückte Auswölbung gebildet sein. In vorteilhafter Wei­ se läßt sich durch eine derartige Rasteinrichtung die zum Herausnehmen des Steckerelementes 5 erforderliche Lösekraft unabhängig von der Kon­ taktkraft einstellen.

Claims (9)

1. Elektrisches Steckverbindungssystem, das aufweist:

• a) zumindest ein Steckerelement (5) mit einem Kabel und einem elektrischen Kontaktorgan (13) zum Herstellen einer elektri­ schen Verbindung des Kabels mit einem komplementären Kontaktorgan (27),
• b) ein Anschlußgehäuse (1) mit zumindest einer Steckeraufnah­ me (3), in die das Steckerelement (5) einsetzbar ist und die das komplementäre elektrische Kontaktorgan (27) aufweist,
• c) eine elektrische Abschirmung (31) des Anschlußgehäuses (1) mit einer nachgiebigen Schirm-Kontaktfeder (35), die sich in die Steckeraufnahme (3) erstreckt und zur kontaktbildenden Anlage am komplementären elektrischen Kontaktorgan (27) der Steckeraufnahme (3) vorgespannt ist,
• d) einen das elektrische Kontaktorgan (13) des Steckerelementes (5) berührungssicher umgebenden, für den Zutritt des kom­ plementären elektrischen Kontaktorganes (27) der Steckerauf­ nahme (3) endseitig offenen, rohrförmigen, koaxialen Isolier­ körper (17, 19) und
• e) eine in dessen Außenseite in Längsrichtung verlaufende Nut (25), deren Weite der Breite der Schirm-Kontaktfeder (35) an­ gepaßt ist und die den beim Einsetzen des Steckerelementes (5) in die Steckeraufnahme (3) von dessen Kontaktorgan (27) abgehobenen Endbereich (37) der Schirm-Kontaktfeder (35) aufnimmt.

2. Elektrisches Steckverbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung (31) sich an einer Wand des Anschlußgehäuses (1) befindet und daß die Schirm- Kontaktfeder (35) sich durch einen im Anschlußgehäuse (1) ausge­ bildeten Durchgang (33) von der Abschirmung (31) in die Stec­ keraufnahme (3) erstreckt.

3. Elektrisches Steckverbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schirm-Kontaktfeder (35) an der elek­ trischen Abschirmung (31) angeformt ist, insbesondere einstückig mit dieser ausgebildet ist.

4. Elektrisches Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung (31) und die Schirm-Kontaktfeder (35) aus einem Federblech gefertigt sind.

5. Elektrisches Steckverbindungssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Grund der längsverlaufenden Nut (25) des Steckerelementes (5) freiliegender Schirmkontakt (21) mit einer Abschirmung (23) des Kabels des Steckerelementes (5) elektrisch verbunden und für die Kontaktbildung mit der Schirm-Kontaktfeder (35) der Steckeraufnahme (3) vorgesehen ist.

6. Elektrisches Steckverbindungssystem nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der rohrförmige Isolierkörper des Steckerelemen­ tes (5) ein inneres Isolierrohr (17), ein dieses außenseitig umgeben­ des, den Schirmkontakt des Kabels bildendes Metallrohr (21) und ein zur Bildung der Längsnut einen Schlitz (25) aufweisendes äußeres Isolierrohr (19) aufweist, in dessen Schlitz (25) das Metallrohr (21) als Schirmkontakt für die Kontaktbildung mit der Abschirmung (23) des Kabels freiliegt.

7. Elektrisches Steckverbindungssystem nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Schlitz (25) des äußeren Isolierrohres (19) des Steckerelementes (5) ein Rastvorsprung (43) vorgesehen ist, um in Zusammenwirkung mit der Kontaktfeder (35) der Steckeraufnahme (3) eine lösbare Verrastung des eingesetzten Steckerelementes (5) zu bilden.

8. Elektrisches Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckerelement einen seit­ lich vorspringenden Ansatz (7) aufweist, der in Zusammenwirkung mit einer am Anschlußgehäuse (1) im Zugangsbereich (39) der Stec­ keraufnahme (3) angeordneten korrespondierenden Gestaltung (41) die richtige Orientierung des Steckerelements (5) beim Einsetzen in die Steckeraufnahme (3) festlegt.

9. Elektrisches Steckverbindungssystem nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Steckerelemente (5) zu einer Stecker­ gruppe zusammengefaßt sind und die seitlichen Ansätze zu Verbin­ dungsstegen (7) verlängert sind, über die die Steckerelemente (5) miteinander verbunden sind.