DE20014849U1 - Elektrischer Steckverbinder mit einem einteiligen Steckereinsatz und mit einem einteiligen Doseneinsatz - Google Patents

Elektrischer Steckverbinder mit einem einteiligen Steckereinsatz und mit einem einteiligen Doseneinsatz

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Description

PATENTANWÄLTE LATT.ORNjyfS, t *«..
GROSSE ESCHENHEIMER STRASSE 39 D-60313 FRANKFURT
GERDA DANNENBERG
PA, EP, Dipl.-Ing.
SIEGMAR SCHUBERT
PA, EP, ET, Dipl.-Ing.
DR. DIETHER GUDELf
PA, EP, Dr. ph«.
Telefon: 069-287274 Telefon: 069-287464 Fax: 069-287242
FRANKFURT
25. August 2000
SS/Gi
Franz Binder GmbH + Co. Elektrische Bauelemente KG Rötelstr. 27
74172 Neckarsulm DR. PETER WEINHOLD
PA, EP, ET, Dr. rer. nat. Dipl.-Chem.
DR. PETER FÜRNISS
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HELMUT C. HÜBNER
PA, EP, ET, Dipl.-Ing.
KONRAD T.WINTER
PA, EP, ET, Dipl.-Ing.
DR. WALTER ROSS PA, ER ET, Dr.-Ing. Dipl.-Ing.
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PA, ER ET Dr. phil. Dipl.-Chem.
FREISING
Elektrischer Steckverbinder mit einem einteiligen Steckereinsatz und mit einem einteiligen Doseneinsatz
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Postbank Frankfurt 112951-601 (BLZ 50010060)
VAT-Nr.: DE 812127333
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'Elektrischer Steckverbinder mit einem einteiligen Steckereinsatz und mit einem einteiligen Doseneinsatz
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder
mit einem einteiligen Steckereinsatz und einem einteiligen \ Doseneinsatz, insbesondere aus Kunststoff, nach dem Ober- : begriff des Anspruchs 1.
.
; Bei einem derartigen aus der Praxis bekannten Steckverbinder ist aus dem hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitt eines der beiden Einsätze, nämlich des Stecker- : einsatzes ein Rastkörper gebildet, der aus zwei um nahezu 180° umlaufenden schalenförmigen Rasthaken besteht, aus deren Stirnseite kreissegmentförmige Rastnasen ausgebildet : sind. Dieser Steckereinsatz kann auf einen Doseneinsatz aufgesteckt werden, der einen kegelstumpfförmigen Abschnitt
passend zu dem hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitt des Steckereinsatzes aufweist und hinter dem eine weitgehend umlaufende Nut zur Aufnahme der Rastnasen der schalenförmigen Rastelemente ausgeformt ist. Der kegelstumpfförmige Teil weist weiterhin eine Kodiernase auf, die sich parallel zur Längsachse des Doseneinsatzes erstreckt. Dieser Kodiernase entspricht ein Schlitz in dem hülsenförmigen Körperabschnitt des Steckereinsatzes. - Dieser bekannte elektrische Steckverbinder eignet sich zur Miniaturisierung und er kann in vielen Anwendungsfällen, bei denen keine großen Querbelastungen und Momente an dem Steckverbinder auftreten, gut eingesetzt werden. Jedoch lässt sich der Stecker mit diesem Steckereinsatz in gestecktem Zustand, beispielsweise durch das Gewicht des angeschlossenen Kabels oder beim Herausziehen unter Umständen zu weit seit-
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!2 i I
lieh auslenken, wodurch die Gefahr besteht, dass die Buch- j
sen in dem Doseneinsatz ausgeweitet werden und sich der i elektrische Kontakt verschlechtert beziehungsweise unzuverlässig wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der sich durch erhöhte Festigkeit und Führung im Bereich des hülsenförmigen, Stirnseitig offenen Körperabschnitts des einen der beiden Ein-
. sätze und des hieran angepassten, im wesentlichen zylindri-. sehen Abschnitts des anderen der beiden Einsätze auszeich-
net.
15
Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Steckverbinder mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Lösung beruht auf dem Prinzip, dass der hülsenförmige, stirnseitig offene Körperabschnitt trotz stellenweiser Ausformung der elastischen Rastelemente ein in sich geschlossener, wenig verformbarer Körper ist, der auch seitliche Belastungen beziehungsweise Querkräfte und Momente sicher aufnehmen kann. Dadurch wird die unerwünschte mechanische Beanspruchung der Buchsen und Steckerstifte wirkungsvoll herabgesetzt, wobei insbesondere die Gefahr minimiert wird, dass Buchseneinsätze, die auch als Doseneinsätze bezeichnet
werden, ausgeweitet werden. Im einzelnen sind in einem Teil der Umfangsflache des hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitts, der den anderen der beiden Einsätze aufnehmen kann, verhältnismäßig schmale Rasthaken in einem ausreichenden Abstand zu der offenen Stirnseite des hülsenförmigen Körperabschnitts ausgebildet. Auch durch das EIe-
|3 1 .
&iacgr;ment, das für die Kodierung vorgesehen ist, tritt keine
■ Schwächung des hülsenförmigen Körperabschnitts des einen Einsatzes ein, da als Kodierelement eine Kodiernase innen aus dem hülsenförmigen Körperabschnitt ausgeformt ist, also . dieser Körperabschnitt nicht durch eine offene Kodiernut durchbrochen ist. Vielmehr ist die Kodiernut aus einem mas- ; siven Teil, nämlich im wesentlichen zylindrischen Abschnitt : des anderen der beiden Einsätze ausgeformt, an dem der hül- ] senförmige Körperabschnitt in eingestecktem Zustand anliegen kann. - Der als im wesentlichen zylindrisch bezeichnete ; Abschnitt des Einsatzes kann auch kegelstumpfförmig ausgebildet sein, womit der Steckvorgang erleichtert wird und
dabei die Rasthaken an diesem Abschnitt aus ihrer Ruhelage 15
ausgelenkt werden, wonach sie bei Erreichen der umlaufenden Rastnut wieder in ihre Ruhelage zurückspringen können. Im letzteren Zustand ist die Steckverbindung verriegelt. Bei Lösen der Steckverbindung werden die Rasthaken aus der umlaufenden Rastnut gezogen, wobei die zu überwindenden Rastkräfte und die Zugkräfte von der Anschrägung der Rastnasen an den Rasthaken und dem Profil der umlaufenden Rastnut gemäß Anspruch 8 abhängen.
Durch die Ausbildung sämtlicher zum Herstellen der Rastverbindung dienenden Rastelemente an den beiden Einsätzen und auch durch die Ausbildung der Kodierelemente an diesen beiden Einsätzen, nämlich dem Steckereinsatz und dem Dosenein-
satz lässt sich eine flexible Anwendung dieser Einsätze erzielen. Beispielsweise können die Steckereinsätze und die Buchseneinsätze zur Gerätewandmontage mit oder ohne Adapter oder aber zusammen mit Kupplungshülsen als Kupplungsteile eingesetzt werden. Wesentlich ist, dass in einem System gemäß Anspruch 3 stets der hülsenförmige Körperabschnitt
|4 j
' mit den Rasthaken und der Kodiernase aus dem Steckereinsatz ' ausgeformt ist und die umlaufende Rastnut und die Kodiernut aus dem Doseneinsatz ausgebildet sind. Die andere Alternative, bei der umgekehrt der hülsenförmige Körperabschnitt mit den Rasthaken aus dem Doseneinsatz ausgeformt ist und die umlaufende Rastnut und die Kodiernut aus dem Steckereinsatz ausgebildet sind, ist schon wegen der freistehenden Steckerstiftabschnitte ungünstiger.
10
; Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, gemäß Anspruch 2 drei Rasthaken in Umfangsrichtung um 120° gegeneinander versetzt aus dem hülsenförmigen Körperabschnitt
auszuformen. Damit wird einerseits eine zuverlässige 15
gleichmäßige Rastwirkung erzielt, andererseits braucht dazu der hülsenförmige Körperabschnitt des Einsatzes nur unwesentlich geschwächt zu werden, zumal es ausreicht, wenn sich jeder der drei Rasthaken um jeweils wesentlich weniger als 30° in Umfangsrichtung des hülsenförmigen Körperabschnitts erstreckt.
Die erfindungsgemäße Verriegelung und Kodierung kann vorteilhaft gemäß Anspruch 4 mit weiteren Merkmalen kombiniert werden, die eine gute wasserdichte Abdichtung zwischen den beiden Einsätzen bewirken. Hierzu ist im einzelnen aus dem Doseneinsatz, und zwar dem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt, der in den hülsenförmigen Körperabschnitt des
Steckereinsatzes passt, eine erste umlaufende Dichtungsnut ausgeformt, die einen ersten O-Ring aufnimmt, der in einer zylindrischen Ausnehmung des Steckereinsatzes, die sich an den hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitt anschließt, zur Anlage gelangt, wenn der Steckereinsatz in den Doseneinsatz gesteckt ist.
!5
! Eine weitere Abdichtung kann gemäß Anspruch 5 an einem Doseneinsatz oder Steckereinsatz, der einen Gewindeansatz aufweist, auf den eine Kupplungshülse aufschraubbar ist, dadurch erfolgen, dass eine zweite umlaufende Dichtungsnut, die einen zweiten O-Ring aufnimmt, aus dem Gewindeansatz an
• einer ringförmigen Stirnfläche ausgeformt ist, an der die aufgeschraubte Kupplungshülse zur Anlage gelangt, wobei der zweite O-Ring innen an der Kupplungshülse dichtend anliegt. - In Verbindung mit dem ersten O-Ring wird so eine praktisch vollständige Abdichtung des Inneren der Steckverbin-
jdung, insbesondere der elektrischen Kontakte - Buchsen und Steckerstifte - erreicht.
Gemäß Anspruch 6 kann auf ein Gewinde der Kupplungshülse eine Druckschraube aufgeschraubt werden, die das Gewinde soweit überdeckt, dass sie auch bei teilweise gelöster Verschraubung das Gewinde der Kupplungshülse vollständig abdeckt. Diese Gestaltung ist nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern schützt auch das Gewinde der Kupplungshülse vor Verschmutzung und Beschädigung.
Weiterhin weist zur sicheren Verschraubung auch ohne Werkzeug die Kupplungshülse nach Anspruch 7 eine Griffmulde mit umlaufenden Griffnuten auf und die Druckschraube ist im
Längsschnitt annährend oval geformt.
30
Zwei Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand einer Zeichnung mit 4 Figuren erläutert, woraus sich weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben. Es zeigt:
35
[6 ;
; Figur 1: eine Kupplungsdose, die auf einen Flanschstecker aufgesteckt ist, in einem Längsschnitt in vergrößerter Darstellung,
Figur 2: einen Querschnitt durch die Steckverbindung gemäß Figur 1 in der Schnittebene A-A,
Figur 3: eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, durch einen Kupplungsstecker in weniger großer Darstel
lung und
Figur 4: eine zu dem Kupplungsstecker passende Kupplungsdose, ebenfalls in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, in dem gleichen Maßstab wie Figur 3.
In Figur 1 ist mit 1 allgemein ein Flanschstecker bezeichnet, der einen Steckereinsatz 2 aus Kunststoff aufweist. Hierin ist eine allgemein mit 3 bezeichnete Kupplungsdose eingesteckt, die als wesentlichen Bestandteil einen Doseneinsatz 4 aus Kunststoff umfasst. In den Steckereinsatz sind drei nicht bezeichnete Steckerelemente eingelassen, die in einen Innenraum ragen, der von einem hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitt 6 und sich einer daran anschließenden zylindrischen, topfförmigen Ausnehmung 7 begrenzt wird. An einer nicht bezeichneten Stirnseite ist der hülsenförmige Körperabschnitt 6 und somit der Innenraum des Steckereinsatzes 2 offen.
Auf seiner außen gegenüberliegenden, kompakten Seite ist der Steckereinsatz als Flanschstecker durch eine Gerätewand 8 gesteckt, durch eine Flachdichtung 9 im Abstand zu der Gerätewand gehalten und mit einer nicht dargestellten
Schraube auf einem Gewindeansatz 10 als Flanschstecker befestigt.
Aus dem hülsenförmigen Körperabschnitt 6 sind drei Rasthaken 11,12,13 in einem Umfangsabstand von je 120° gegenein- : ander versetzt ausgeformt, und zwar in einem axialen Ab- ! stand zu der offenen Stirnseite des hülsenförmigen Körper-■ abschnitts 6, so dass dieser einen benachbart der Stirnseite geschlossenen Ring 14 bildet. Die Rasthaken gehen an ■■ ihrem der Stirnseite des hülsenförmigen Körperabschnitts 6 : entgegengesetzten Ende in diesen Körperabschnitt 6 beziehungsweise den anschließenden Abschnitt mit der zylindrischen Ausnehmung 7 über und werden somit von annähernd U-förmigen Einschnitten in dem hülsenförmigen Körperabschnitt begrenzt. Sie sind aufgrund der Materialeigenschaften des Kunststoffs und ihrer Formgebung elastisch aus ihrer dargestellten Ruhelage auslenkbar. An ihrem kopfseitigen Ende sind sie in Form angeschrägter Rastnasen ausgebildet, von denen eine Rastnase mit 15 bezeichnet ist.
Weiterhin ist innen aus dem hülsenförmigen Körperabschnitt 6 eine parallel zur Längsrichtung des Flanschsteckers 1 verlaufende Kodiernase. 16 ausgeformt, die ebenfalls von dem Ringabschnitt 14 umschlossen ist, was eine gute Findung beim Stecken der Kupplungsdose 3 ermöglicht.
Hierzu weist der Doseneinsatz 4 der Kupplungsdose 3 einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 17 auf, aus dem eine der Kodiernasen 16 entsprechende Kodiernut 18 ausgeformt ist. Der im wesentlichen zylindrische Abschnitt 17 weist gemäß Figur 1 im Abstand zu seiner nicht bezeichneten Stirnseite eine umlaufende Rastnut 19 auf, dessen Profil
• ·
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j wie aus Figur 1 ersichtlich angeschrägt ist. Daneben ' schließt sich zu dem stirnseitigen Ende des im wesentlichen zylindrischen Abschnitts 17 ein kegelstumpfförmiger Teilabschnitt an und an diesen ein wiederum zylindrischer Teilabschnitt, aus dem eine erste umlaufende Dichtungsnut 20 ausgeformt ist. In der Dichtungsnut 20 liegt ein erster O-Ring 21, der eine Dichtung zu den Steckerelementen, und Hülsenelementen herstellt, wenn der Doseneinsatz 4 in den Ste- : ckereinsatz 2 gesteckt ist, wobei die Enden der Steckerelemente, zum Beispiel 5, von Hülsenelementen, zum Beispiel . 22, aufgenommen werden.
Beim Steckvorgang werden die Rasthaken, zum Beispiel 11, durch den im wesentlichen zylindrischen Abschnitt mit dem kegelstumpfförmigen Teilabschnitt aus ihrer Ruhelage radial nach außen gelenkt, wonach sie bei Erreichen der Rastnut 19 federnd in diese hineingleiten. In diesem Zustand ist die Steckverbindung verriegelt. Die Entriegelung erfolgt selbsttätig, auch wenn die Kupplungsdose 3 aus dem Flanschstecker 1 herausgezogen wird, weil die Rastnasen, zum Beispiel 15, an ihrer Anschrägung und der Anschrägung der umlaufenden Rastnut 19 aus dieser herausgleiten und nach Abziehen von dem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 17, über den die Rastnasen gleiten, in ihre Ruhelage zurückfedern. Die zu überwindende Rastkraft hängt dabei von dem Maß
der Anschrägungen ab.
30
Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist die Kupplungsdose 3 vervollständigt durch eine Kupplungshülse 23 mit einer Griffmulde 24, die gemäß Figur 3 umlaufende Griffnuten 24a aufweist, wobei die Kupplungshülse 23 auf ein Gewinde 25 des Gewindeansatzes 28 des Doseneinsatzes 4 aufgeschraubt
! ist. Diesem Gewindeansatz 28 entspricht der Gewindeansatz ] 10 des Steckereinsatzes 2. - Auf die Kupplungshülse ist an dessen dem Doseneinsatz 4 abgewandten Ende, welches ein Gewinde 26 aufweist, eine im Längsschnitt annähernd ovale Druckschraube 27 geschraubt, die zur Kabelklemmung und
■ Abdichtung dient. Die Druckschraube 27 ist dabei so ausgebildet, dass sie das Gewinde 26 der Kupplungshülse 23
selbst dann abdeckt, wenn sie weit herausgeschraubt ist.
10
Zur Abdichtung des Inneren der Steckverbindung in dem Be- ; reich des Gewindeansatzes 28, auf den die Kupplungshülse 23 ! aufgeschraubt ist, weist der Doseneinsatz 4 eine zweite umlaufende Dichtungsnut auf, in die ein zweiter O-Ring 30 eingelegt ist.
Die zweite umlaufende Dichtungsnut 29 schließt sich direkt an eine ringförmige Stirnfläche 31 des Doseneinsatzes 4 an, so dass der zweite O-Ring an dieser ringförmigen Stirnfläche 31 und innen an der Kupplungshülse 23 dichtend anliegt.
Es sei bemerkt, dass der Gewindeansatz 28 dem Gewindeansatz 10 des Steckereinsatzes 2 entspricht, der in Figur 1 durch die Gerätewand 8 gesteckt ist. Auf diesen Gewindeansatz 10 des Steckereinsatzes 2 kann wiederum alternativ eine Kupplungshülse 23 geschraubt werden, wie Figur 3 zeigt, um einen Kupplungsstecker zu bilden.
30
Es sind in sämtlichen Figuren gleiche Teile mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, woraus sich die neue Zuordnung der Elemente in den Figuren 3 und 4 gegenüber derjenigen in den Figuren 1 und 2 ergibt. Im einzelnen ist aus Figur 3 weiterhin die Gestaltung der Kupplungshülse 23 er-
I sichtlich, die eine um die Längsachse rotationssymmetrische
! Griffmulde 24 mit umlaufenden Griffnuten 24a aufweist. Es kann aus Figur 3 auch ersehen werden, wie die Druckschraube 27 um den Umfang mit einer Reihe von länglichen Griffvertiefungen 32 ausgeformt ist, die ein sicheres Eindrehen der Druckschraube zur Kabelklemmung und Abdichtung ohne Werk-
, zeug gestatten.
. Gemäß Figur 4 ist der Doseneinsatz 4 auch als Flanschdose : verwendbar, die in die Gerätewand 8 unter Zwischenlage der : Flachdichtung 9 eingesetzt ist. Der Doseneinsatz ist mittels einer auf seinen Gewindeansatz 28 geschraubten Mut- : ter 33 befestigt. In der in Figur 4 dargestellten Einbaulage des Doseneinsatzes 4 kann jetzt ein Steckereinsatz 2 von links nach rechts gesteckt werden, wobei dessen Rasthaken in die umlaufende Rastnut 19 des Doseneinsatzes 4 einrasten .
20
In Verbindung mit einem nicht dargestellten Flanschadapter können der Steckereinsatz 2 und der Doseneinsatz 4 in Verbindung mit einem Adapter im Unterschied zu Figur 1 beziehungsweise Figur 4 auf der Steckseite versenkt in eine Gerätewand eingebaut werden, wodurch die Vielseitigkeit der Verwendung des Steckereinsatzes und des Doseneinsatzes weiter erhöht wird.
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Claims (8)

1. Elektrischer Steckverbinder mit einem einteiligen Steckereinsatz (2) und mit einem einteiligen Doseneinsatz (4), insbesondere aus Kunststoff, wobei aus einem hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitt (6) einer der beiden Einsätze elastische Rastelemente, die je eine Rastnase (15) aufweisen, ausgeformt sind, die in eine umlaufende Rastnut (19) in dem anderen der beiden Einsätze lösbar einrasten, wenn die beiden Einsätze ineinander gesteckt sind, wobei in dem hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitt (6) des einen der beiden Einsätze ein entsprechend geformter, im wesentlichen zylindrischer Abschnitt (17) des anderen der beiden Einsätze anliegt und wobei die beiden Einsätze als Kodierelemente eine Kodiernut (18) und eine hierin passende Kodiernase (16) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem hülsenförmigen, stirnseitig offenen Körperabschnitt (6) eines der beiden Einsätze mehrere Rasthaken (11, 12, 13) in gegenseitigem Umfangsabstand und nahe der offenen Stirnseite des hülsenförmigen Körperabschnitts (6) dergestalt ausgeformt sind, dass der hülsenförmige Körperabschnitt (6) neben seiner offenen Stirnseite ringförmig geschlossen ist, und dass die Kodiernase (16) innen aus dem hülsenförmigen Körperabschnitt (6) ausgeformt ist.
2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Rasthaken (11, 12, 13) in Umfangsrichtung um 120° gegeneinander versetzt aus dem hülsenförmigen Körperabschnitt (6) ausgeformt sind.
3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Körperabschnitt (6) aus dem Steckereinsatz (2) ausgeformt ist und dass die umlaufende Rastnut (19) und die Kodiernut in dem Doseneinsatz (4) ausgebildet sind.
4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Doseneinsatz (4) nahe seinem stirnseitigen Ende eine erste umlaufende Dichtungsnut (20) ausgeformt ist, die einen ersten O-Ring (21) aufnimmt, der in einer zylindrischen Ausnehmung (7) des Steckereinsatzes (2) zur Anlage gelangt, wenn der Steckereinsatz (2) in den Doseneinsatz (4) gesteckt ist.
5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Doseneinsatz (4) und/oder der Steckereinsatz (2) einen Gewindeansatz (10,28) aufweist, auf den eine Kupplungshülse (23) aufschraubbar ist, und dass eine zweite umlaufende Dichtungsnut (29), die einen zweiten O-Ring (30) aufnimmt, aus dem Gewindeansatz (28) des Doseneinsatzes (4) an einer ringförmigen Stirnfläche (31) ausgeformt ist, an der die aufgeschraubte Kupplungshülse (23) zur Anlage gelangt, wobei der zweite O-Ring (30) innen an der Kupplungshülse (23) dichtend anliegt.
6. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Gewinde (26) der Kupplungshülse (23) eine Druckschraube (27) aufschraubbar ist, die das Gewinde (26) der Kupplungshülse soweit überdeckt, dass sie auch bei teilweise gelöster Verschraubung das Gewinde (26) der Kupplungshülse (23) vollständig abdeckt.
7. Elektrischer Steckverbinder nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (23) eine Griffmulde (24) mit umlaufenden Griffnuten (24a) aufweist und dass die Druckschraube im Längsschnitt annähernd oval geformt ist.
8. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (15) und das Profil der umlaufenden Rastnut (19) angeschrägt sind.
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