DE2404998A1

DE2404998A1 - Elektrischer verbindungsstecker

Info

Publication number: DE2404998A1
Application number: DE2404998A
Authority: DE
Inventors: George Doberstein; Roger Floyd Powell; Charles Williams Smaczny; Walter Takiguchi
Original assignee: Akzona Inc
Current assignee: Akzona Inc
Priority date: 1973-02-01
Filing date: 1974-02-01
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE2404998C3; FR2216695B1; GB1427631A; US3840839A; CA1009328A; LU69294A1; BE810526A; FR2216695A1; IT1007184B; NL7401353A; DE2404998B2

Description

AKZOlTA INCORPORATED
Northwestern Bank Building
Asheville, North Carolina /V.St.A.

Unser Zeichen: A 1688

Elektrischer Verbindungsstecker

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf elektrische Verbindungsstecker und insbesondere auf Stecker, die Einrichtungen aufweisen, mit denen das zufällige Zusammenstecken von unpaarigen Steckergehäusen verhindert wird, die die gleiche Größe und die gleiche Kontaktanordnung haben.

Es wurden bereits zahlreiche elektrische Steckerverbindungen geschaffen, die eine Vielzahl von Anordnungen aufweisen, mit denen der Eingriff von zwei Steckergehäusen verhindert wird, wenn diese nicht genau ausgefluchtet sind. In einigen Fällen wird eine asymmetrische Kontaktanordnung vorgesehen, um eine elektrische Verbindung auszuschließen, wenn die Gehäuse nicht richtig ausgefluchtet sind. In einigen Fällen werden ein Keil oder mehrere Keile oder Zähne an einem Gehäuse vorgesehen und Zahn- oder Keilnuten werden an entsprechenden Stellen des anderen Gehäuses ausgebildet: Obwohl diese Vorkehrungen wirksam

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sind, gibt es Fälle, in denen Mehrfachstecker mit der gleichen Kontaktanordnung und mit der gleichen Anordnung von Keilen und Keilnuten verwendet werden, und in diesen Fällen ist es wünschenswert, weitere Einrichtungen zur Verfügung zu haben, mit denen eine elektrische Verbindung von unpaarigen Steckergehäusen verhindert wird. Auch wenn zusammenarbeitende Keile und Keilnuten vorgesehen sind, se können durch einen Verschleiß der Keile und der Keilnuten während des Gebrauches nach einer gewissen Zeit Ausfälle bezüglich der richtigen Ausfluchtung der Stecker auftreten. Es ist deshalb wünschenswert, andere Einrichtungen vorzusehen, die eine richtige Ausfluchtung der Gehäuse eines Steckers vor dem Zusammenstecken sicherstellen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein elektrischer Stecker vorgesehen, der ein Paar Gehäuse aufweist, die Lagerkontaktgliedeinsätze haben und Einrichtungen, mit denen die Gehäuse in zusammengesteckter Lage zusammengehalten werden, wobei die Einsätze der beiden Gehäuse entsprechende abgestufte, einander gegenüberstehende Oberflächen aufweisen, wobei jeder der Einsätze sowohl Steckerstifte als auch Steckerbuchsen trägt, wobei die Steckerstiftkontakte in einem vorspringenden Abschnitt der abgestuften Oberfläche ausgespart sind und die Steckerbuchsenkontakte sich über den ausgesparten Abschnitt der abgestuften Oberfläche hinaus erstrecken.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steckers, wobei die beiden Gehäuse getrennt sind und die Schnittebene durch die Achsen beider Gehäuse hindurch verläuft,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kontaktfläche eines Gehäuses des Steckers

und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kontaktfläche des anderen Gehäuses des Steckers.

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In Pig. 1 sind die beiden Gehäuse 10 und 12 des Steckers voneinander getrennt dargestellt. Das Einsteckgehäuse 10 kann von einem Aufnahmegehäuse 12 aufgenommen werden. Beide Gehäuse 10 und 12 sind rohrförmige Gehäuse, die im allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt haben und haben im allgemeinen eine axiale Symmetrie. Das Gehäuse 10 weist eine Ringnut 18 auf, welche einen fialterungsring 20 aufnimmt. Der Halterungsring 20 wird ebenfalls von einer Ringnut in? Inneren der Kupplungsmutter 22 aufgenommen. Diese Kupplungsmutter wird relativ drehbar am Gehäuse 10 gehalten und wird in ihrer Stellung durch den Halterungsring 20 verankert. Nachdem die Gehäuse 10 und 12 zusammengesetzt sind, zieht eine Drehung der Kupplungsmutter 22 die Gehäuse fest gegeneinander und verriegelt die beiden Gehäuse 10 und 12 miteinander. Das Gehäuse weist eine Anzahl von Zapfen 2²J auf, die im gleichen Abstand um den Umfang herum angeordnet sind und die sich nach außen erstrecken. Diese Zapfen 2¹I werden von Aussparungen 26 aufgenommen, die auf der Innenseite der überwurfmutter 22 ausgebildet sind. Spiralnuten 28 führen von den Aussparungen 26 zu einer Ringkammer 30. Wenn die Gehäuse 10 und 12 richtig ineinander sitzen, so werden die Zapfen 2¹J von den Aussparungen 26 aufgenommen und eine Drehung der überwurfmutter bewirkt, daß die Zapfen längs der Nuten 28 gleiten, bis die überwurfmutter ausreichend weit gedreht würde, damit die Zapfen 2*J in die.Ringkammer 30 eintreten können. Eine Anzahl Federn 31 und zwar je eine für jeden Zapfen 2*\ legen sich gegen die Zapfen an, wenn diese in die Kammer 30 eintreten und wirken als Anschläge oder Halterungen, die verhindern, daß sich die überwurfmutter 22 in der Losschraubrichtung dreht. Die Kräfte, die durch die Zapfen 2¹I erzeugt werden, die sich gegen die Planke der Nuten 28 anlegen, führen die beiden Gehäuse 10 und 12 ineinander, bis die verschiedenen miteinander zusammenarbeitenden Kontaktteile ineinander gesteckt sind und ein guter elektrischer Kontakt hergestellt ist.

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Jedes der Gehäuse 10 und 12 nimmt im Inneren einen Einsatz; 32 auf, der aus einer Anzahl von plattenförmigen Lagen oder Schichten 34 bis 36 besteht, die miteinander zusammenwirken, um eine Anzahl von Kontakten in fester Stellung zu tragen. Der Einsatz 32 besteht aus drei Lagen aus einem verhältnismäßig starren Kunststoffmaterial, wobei alle diese Lage im allgemeinen die Form von Kreiszylindern haben. Die äußere Platte 3²J, d. h. die Platte, die am weitesten vom Bereich zwischen den beiden nicht miteinander verbundenen Gehäusen 10 und 12 entfernt liegt, weist einen nach außen sich erstrekkenden Flansch 37auf, der mit einem nach innen sich erstreckenden Flansch 38 zusammenarbeitet, der an der Innenseite des Gehäuses 10 vorgesehen ist. Der Flansch 38 hindert die Platte 34 daran, sich im Gehäuse 10 nach innen zu bewegen, d. h. zum anderen Steckergehäuse hin. Ein Halterungsring 40 verhindert, daß sich die Platte 34 relativ zum Gehäuse 10 nach außen bewegt. Der Halterungsring 40 weist eine Nut 42 auf, die mit einem ringförmigen, nach innen sich erstreckenden Vorsprung ¹Il zusammenwirkt, welcher an der Innenseite des Gehäuses 10 vorgesehen ist. Dadurch wird der Halterungsring 40 in seiner Stellung relativ zum Gehäuse 10 festgehalten und dadurch wird ebenfalls die Platte 34 in.der dargestellten Lage festgehalten. Das Innere des Ealterungsringes 40 ist mit einem kreiszylindrischen Körper 43 ausgefüllt, der aus einem elastomeren Material besteht und der eine Anzahl von öffnungen 44 aufweist, durch die hindurch sich nicht dargestellte Leitungen erstrecken, die zu den Kontaktelementen des Steckers führen. Die öffnungen -44 sind vorzugsweise im gleichen Abstand voneinander angeordnet und fluchten mit entsprechenden öffnungen, die in den Platten 34 bis 36 vorgesehen sind und in denen die Kontaktglieder 45 und 46 angeordnet sind.

Jedes der Kontaktglieder 45 und 46 ist als ein Rotationskörper ausgebildet und weist einen rohrförmigen Endabschnitt 47 auf, der die elektrische Verbindung mit Leitungen erleichtert, die

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sich durch die öffnungen 44 hindurcherstrecken. Weiterhin weist jedes Kontaktglied 45 und 46 einen spulenförmigen Mittelabschnitt 48 auf. Der spulenförmige Mittelabschnitt 48 der Kontaktglieder wird von Halterungen 52 umgeben, die einen äußeren Endrand aufweisen, der gegen die innere Oberfläche der Platte 34 anliegt.·Ferner ist ein innerer Endrand vorgesehen, der gegen eine Schulter anliegt, die im Inneren einer jeden öffnung in der Platte 36 ausgebildet ist. Jede Halterung 52 weist auch eine Schulter 53 auf, die am inneren Ende eines ringförmigen Flansches ausgebildet ist, der neben dem äußeren Endrand angeordnet ist. Diese Schulter liegt gegen eine Schulter an, die in jeder öffnung ausgebildet ist, die sich durch die Platte 35 hindurcherstreckt.

Der Zusammenbau des Einsatzes 32 aus drei Platten 34 bis ermöglicht es, daß die Platten 34 bis 36 geformt oder gegossen werden können und daß die erforderlichen "Schultern und Flansche an den Stellen, an denen sie erforderlich sind, ausgebildet werden können, ohne daß ungewöhnliche Formungs- oder Gießtechniken verwendet werden müssen.

Die Kontaktglieder 45 und 46, die von den Einsätzen 32 getragen werden, umfassen Steckerkontaktstifte 45 und Steckerbuchsen Der erfindungsgemäße Stecker ist ein asymmetrischer Stecker, da sowohl Steckerstifte als auch Steckerbuchsen in jedem Gehäuse angeordnet sind.

Die Steckerstifte 45 des Gehäuses 10 fluchten axial mit den Buchsen 46 des Gehäuses 12 und umgekehrt. Die Kontakte 45 und 46 werden dadurch in Eingriff miteinander gebracht, daß die beiden Gehäuse längs ihrer gemeinsamen Achse zusammenbewegt werden, wobei jede Buchse einen entsprechenden Steckerstift aufnimmt, wodurch eine feste elektrische Verbindung hergestellt wird.

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Die am weitesten innen liegende Platte 36 weist eine abgestufte innere Oberfläche auf, die zum gegenüberliegenden Steckergehäuse hinweist. Es ist ein vorspringender Abschnitt 54 vorgesehen und ein ausgesparter Abschnitt 56. Diese Abschnitte werden durch eine Stufenfläche 58 voneinander getrennt, die im allgemeinen parallel zur Steckerachse verläuft. Der vorspringende Oberflächenabschnitt 54 erstreckt sich nach innen über die inneren Enden der Kontaktstifte 45 hinweg, während sich die Kontaktbuchsen über die Platte 36 hinaus zum gegenüberliegenden Steckergehäuse hin erstrecken. Ein Körper 60 aus einem elastomeren Material liegt über dem ausgesparten Oberflächeriabschnitt 56 und die Buchsen 46 erstrecken sich durch den Körper 60 hindurch und über den vorspringenden Oberflächenabschnitt 54 hinweg.

Die beiden Einsätze 32 für die Gehäuse IO und 12 sind identisch, so daß die vorstehende Beschreibung für beide Einsätze gilt.

Wenn die beiden Steckergehäuse 10 und 12, die in Fig. 1 dargestellt sind, miteinander verbunden werden sollen, so werden diese koaxial ausgefluchtet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, und längs ihrer gemeinsamen Achse zusammengefügt. Wenn diese in der Winkelrichtung nicht derart ausgefluchtet sind, daß ein Eingriff der Kontakte ineinander ermöglicht wird, legen sich die Enden der Buchsen 46 gegen die vorspringende Oberfläche 51 des Einsatzes 52 an, und es kann kein Kontakt mit den Zapfen 45 hergestellt werden. Ein Kontakt zwischen falsch liegenden Steckerstiften und Buchsen wird dadurch verhindert. Ein elektrischer Kontakt wird lediglich dann hergestellt, wenn die Buchsen 46 in die Öffnungen der Platte 36 weit genug eindringen können, um mit den Kontaktstiften 45 in Eingriff zu gelangen. Dies findet jedoch nur dann statt, wenn die Ausfluchtung richtig ist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die kooperative Anordnung der verschiedenen Kontaktbuchsen 46 und Kontaktstifte 45, die für jede der beiden Steckergehäuse, die in Fig. 1 dargestellt sind, vorgesehen ist.

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Die drei Platten 34 bis 36, die den Einsatz 32 bilden, werden in ihrer zusammengebauten Lage durch den Körper 60 aus elastomerem Material gehalten, der gegen die ausgesparte Oberfläche 56 der Platte 36 anliegt. Die Reibung zwischen dem Körper 60 aus elastomerem Material und den Kontaktbuchsen 46 verhindert, daß der Körper 60 sich vom Einsatz 32 fortbewegt und deshalb hält dieser Körper die verschiedenen Teile des Einsatzes 32 in seiner Stellung. Ein Zusammendrücken des Körpers 60 beim Zusammenstecken des Steckers erzeugt eine Kraft, welche die überwurfmutter 22 in einer richtigen Stellung hält.

Die Gehäuse 10 und 12 können, falls dieses gewünscht ist, mit zusammenarbeitenden Keilen und Keilnuten versehen sein, und wie die Pig. 2 und 3 zeigen, sind Keile oder Zähne 62 bis 66 am Gehäuse 10 vorgesehen, die mit den Keilnuten 72 bis 76 zusammenarbeiten, welche am Gehäuse 12 vorgesehen sind.

Das Gehäuse 12. kann, falls gewünscht, einen Plansch 80 aufwoisen, der Schraubenbohrungen 82 hat, wodurch die" Montage des Gehäuses an einem festen Ort erleichtert wird. Das Gehäuse 12 kann ferner vorzugsweise einen elastischen Dichtungsring 84 aufweisen, der an einer solchen Stelle liegt, daß dieser Ring vom inneren Rand des Gehäuses 10 erfaßt wird, um eine feuchtigkeitsdichte Abdichtung zwischen den Gehäusen zu ermöglichen.

Der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß der erfindungsgemäße Stecker eine Verbindung der Kontaktglieder des Steckers verhindert, wenn diese nicht in der richtigen ausgefluchteten Lage sich befinden und zwar unabhängig von einer Keil- und Keilnutenanordnung. Die abgestuften, einander gegenüberliegenden Oberflächen der Einsätze 32 und die vorspringenden Abschnitte dieser Einsätze halten die verschiedenen Kontaktglieder voneinander getrennt, bis eine richtige Winkelausfluchtung erzielt ist und verhindern eine Kontaktbildung mit einem üblichen Stecker von gleicher Gehäusegröße, unabhängig davon, ob es sich um einen Buchsenstecker oder um einen Stiftstecker handelt.

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Obwohl die Stufenoberfläche 58 beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der Mitte angeordnet ist, sei bemerkt, daß die Anordnung und die Form der Stufenoberfläche abgeändert werden kann, um ein Zusammenstecken von unpaarigen Steckergehäusen mit asymmetrischem Aufbau zu verhindern. Beispielsweise kann der Stecker mehr als die Hälfte Kontaktglieder in einem Gehäuse aufweisen, die als Ste^.kerstifte ausgebildet sind, wobei das zugeordnete Gehäuse mehr Kontaktbuchsen aufweist, so daß die Stufe 58, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, nicht längs eines Durchmessers des Einsatzes 32 angeordnet ist. Die Stufe 58 kann eine Ebene parallel zur Achse des Steckers bilden, die jedoch im Abstand von der Achse angeordnet ist oder alternativ kann sie eine zylindrisch gekrümmte Oberfläche sein, die eine Gruppe von Kontaktgliedern einschließt. In jedem Fall weist das zugeordnete Gehäuse einen Einsatz mi't einer Stufe 58 auf, die so ausgebildet ist, daß eine Zusammenarbeit mit dem Einsatz im anderen zugeordneten Gehäuse möglich ist. Auf diese Weise kann eine große Anzahl von gleichgepaarten Steckern hergestellt werden, von c.enen jeder nicht mit unpaarigen Gehäusen zusammenpaßt und zwar unabhängig von Keil- und Keilnutenausbildungen.

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Claims

Patentansprüche

Elektrischer Stecker mit zwei Gehäusen, die Kontaktlagereinsätze aufnehmen und mit Einrichtungen, die die Gehäuse in gekuppeltem Zustand halten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Einsätze (32) eine abgestufte Oberfläche mit einem vorspringenden Oberflächenabschnitt (54) und einem ausgesparten Oberflächenabschnitt (56) aufweist, wobei diese Oberflächen zum Einsatz des anderen Gehäuses hinweisen, daß eine Anzahl von Kontaktgliedern einer ersten Art fest innerhalb des Einsatzes angeordnet sind und zwar in axialer Flucht mit dem vorspringenden Oberflächenteil und daß eine Anzahl von Kontaktgliedern (46) einer anderen Art fest im Einsatz montiert sind und zwar in axialer Flucht mit dem ausgesparten Oberflächenabschnitt.
2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktglieder der zweiten Art derart ausgebildet sind, daß sie mit den Kontaktgliedern der ersten Art zusammenpassen, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
3. Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktglieder der ersten Art Kontaktstifte (45) sind und daß die Kontaktglieder der zweiten Art Kontaktbuchsen (46) sind.
4. Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steckerstift in einer öffnung in dem Einsatz montiert ist und innerhalb des vorspringenden Teiles des Einsatzes angeordnet ist.
5. Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steckerbuchse (46) in dem Einsatz montiert ist und sich über die ausgesparte Oberfläche (56) hinweg zum Einsatz im gegenüberliegenden Gehäuse hin erstreckt.

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6. Stecker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steckerbuchsen über die Ebene der vorspringenden Oberfläche hinaus erstrecken.
7. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz eine.Anzahl von übereinander angeordneten Platten (34, 35, 36) aufweist, die fluchtende öffnungen zur Aufnahme der Kontaktglieder haben, daß jedes Kontaktglied in axialer fluchtender Lage durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Schultern gehalten werden, die in der Innenseite der zugeordneten Öffnung vorgesehen sind, daß eine der Schultern an einer der Platten (3¹O angeordnet ist und daß die andere Schulter an einer anderen Platte (36) ausgebildet ist.
8. Stecker nach Anspruch ^:7> dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (34), die vom gegenüberliegenden Gehäuse am weitesten entfernt- liegt, einen radial nach außen sich erstreckenden Flansch (37) aufweist, der gegen eine Seite einer Schulter des Gehäuses anliegt, welches den Einsatz aufnimmt, daß ein Halterungsring (40) in festem Eingriff mit dem Gehäuse steht und daß der Halterungsring gegen die andere Seite des Flansches anliegt, um den Einsatz in fester Lage im Gehäuse zu halten.
9. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht (60) aus einem elastomeren Material neben der ausgesparten Oberfläche angeordnet ist, um sich gegen den vorspringenden Oberflächenabschnitt des Einsatzes im gegenüberliegenden Gehäuse anzulegen, wenn die Gehäuse zusammengesteckt sind.
10. Stecker nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktglieder der zweiten Art sich durch diese Schicht (60) hindurch erstrecken.

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