DE2613612A1

DE2613612A1 - Elektrische verbindung

Info

Publication number: DE2613612A1
Application number: DE19762613612
Authority: DE
Inventors: Arthur John Riches
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1976-10-14
Also published as: SE7603821L; GB1548891A; AU501703B2; ZA761849B; FR2306546A1; CA1062786A; JPS51122796A; AU1249176A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DlPU-INS.

H. klNKELDEY

DR.-INQ.

^Wl STOCKMAlR

\ -C DFt-INQ.-AeE(CALTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. · DIPL.-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPL.-INQ.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPU-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER, OEC. INQ.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

JO. März 1976

BUHKER EAMO CORPORATION

Commerce Drive, Oak Brook, Illinois 60521, USA

Elektrische Verbindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbindung.

In einer typischen Anwendung dient eine elektrisch Verbindung etwa dazu, einen Kopfhörer an einem Funkgerät anzuschließen, irgendwelche Geräte mit einer Stromquelle zu

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TELEFON (089)22 28 62 TELEX OB - 29 3SO TELEGRAMME MONAPAT

ORIGINAL INSPECTEQ

verbinden, ein tragbares Funkgerät von geringer Reichweite an einem stärkeren Sender anzuschließen, in einem Fahrzeug vorhandene Einrichtungen miteinander zu verbinden oder die Kopfhörer einer Fahrzeugbesatzung an einer Bordverständigungsanlage anzuschließen. Darüber hinaus ergeben sich noch zahlreiche andere Anwendungsgebiete für elektrische Verbindungen.

Gewisse Schwierigkeiten bestehen im Hinblick auf die Standardisierung von Verbindern, welche unterschiedlichen Anforderungen genügen sollen. So kann beispielsweise einer größeren Organisation daran gelegen sein, an allen Hachrichtenübermittlungsgeräten und -anlagen eine einheitliche Art einer Steckbuchse zu haben, an welcher die Anschlußteile von Kopfhörern, Handapparaten und anderen Einrichtungen von verschiedenen Benutzern solcher Anlagen anschließbar sind. Damit kann dann jeder dazu befugte Benutzer sein Gerät an jedem Gerät eines Nachrichtenübermittlungssystems anschließen. Für den Gebrauch solcher Anschlüsse können jedoch unterschiedliche Forderungen bestehen. So kann in manchen Fällen eine leicht und schnell lösbare -Verbindung und in anderen Fällen eine formschlüssig gesicherte Verbindung zv/eckmäßig sein. Allgemein läßt sich sagen, daß für einen dauerhaften Anschluß eine gesicherte Verbindung vorzuziehen ist, während bei einem zeitweiligen Anschluß etwa von Kopfhörern, Handapparaten od. dergl. an fest eingebauten oder in einem Fahrzeug installierten Anlagen eine leicht und schnell lösbare Verbindung den Vorzug verdient.

Dabei wäre es vorteilhaft, wenn sich mit verschiedenen Anschlußteilen eine leicht und- schnell lösbare oder eine formschlüssig gesicherte Verbindung mit einem einzigen fest angeordneten Verbinderteil herstellen ließe.

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Bei einer elektrischen Verbindung der genannten Art ist diese Möglichkeit erzielt durch ein erstes Teil mit einem darin festgehaltenen, in Umfangsrichtung verlaufenden und in Radialrichtung elastischen Haltering und durch ein zweites Teil mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Haltevorsprung, wobei die Elastizität des Halterings das Zusammenstecken und Auseinanderziehen der beiden Teile unter radialer Aufweitung des Halterings bei seiner Bewegung über den Haltevorsprung hinweg ermöglicht.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den beiden Teilen eine reibschlüssige, leicht und schnell lösbare Verbindung vorgesehen. In dieser Ausführungsform hat der im ersten Teil sitzende Haltering eine zum Lösen der Verbindung dienende Hubfläche, welche sich im zusammengesetzten Zustand der beiden Teile in Anlage am Haltevorsprung des zweiten Teils befindet, so daß die beiden Teile durch Anwendung einer zum radialen Aufweiten des Halterings durch Auflaufen seiner Hubfläche am Haltevorsprung ausreichenden Kraft in Axialrichtung voneinander lösbar sind.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine formschlüssig gesicherte Verbindung zwischen den beiden Teilen vorgesehen. In diesem Falle sitzt der Haltering in einem längsverschieblich auf dem ersten Teil geführten Sperrteil, welches eine.Hubfläche zum radialen Zusammendrücken des Halterings aufweist, und das zweite Teil hat jenseits des HaltevorSprungs einen Anschlag, an welchem der Haltering beim Zusammenstecken der beiden Teile in Anlage.kommt und dadurch nicht weiter bewegbar ist, während sich das Sperrteil weiter bewegt und mit seiner Hubfläche am Haltering aufläuft, um diesen radial zusammenzudrücken, so daß er zwischen dem Haltevorsprung und dem

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Anschlag festgehalten ist und ein Auseinanderziehen der beiden Teile verhindert, bis die Hubfläche des Sperrteils durch eine Bewegung desselben in der Richtung zum Lösen der Verbindung den Haltering freigibt und dieser unter radialer Aufweitung über den Haltevorsprung hinweg bewegbar ist.

Der radial aufweitbare Haltering setzt sich vorzugsweise zusammen aus einem geschlitzten Ring aus Kunststoff mit einem entsprechende Hubflächen aufweisenden Profil und einem geschlitzten Versteifungsring aus einem Metall mit der erforderlichen Elastizität.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht der beiden Teile einer reibschlüssig gesicherten elektrischen Verbindung,

Fig. 2 eine IFig. 1 entsprechende Ansicht der zusammengesteckten Verbindung,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Halterings,

Fig. 4- eine grafische Darstellung der bei verschiedenen Halteringen zum Lösen der Verbindung anzuwendenden Zugkraft in Abhängigkeit vom Zugwinkel,

Fig. 5 eine Fig. 1 entsprechende, teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der beiden Teile einer formschlüssig gesicherten Verbindung, und

Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht der zusammengesteckten Verbindung.

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In den· beiden in Fig. 1 und 2 bzw. 5 und 6 gezeigten Ausführung sformen der Erfindung findet jeweils eine einheitliche Steckbuchse 40 mit einem ringförmigen Haltevorsprung 41 und einer an diesen anschließenden Ringnut 42 Verwendung. Die Ringnut 42 ist vorne durch eine hintere Fläche 43 des HaltevorSprungs 41 und nach hinten durch eine einen Anschlag 44 bildende Wand begrenzt. An der vorderen, dem anderen Verbinderteil zugewandten Seite ist der ringförmige Haltevorsprung 41 abgeschrägt. Die Steckbuchse 40 hat eine Bohrung zum Einführen eines Steckers und enthält (nicht gezeigte) Kontakte zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Teilen.

Das zweite Teil der Verbindung ist ein Stecker 10, welcher in den beiden beschriebenen Ausführungsformen das gleiche Innenteil aufweist. Das vordere, der Steckbuchse zugewandte Teil des Steckers 10 hat die Form eines Rohrs 12, welches in die Buchse 40 einführbar ist. An dem vorderen Teil 12 hervorstehende Stege 13 sind in dazu passenden Nuten in der Buchse geführt, um die elektrischen Kontakte der beiden Teile beim Zusammenstecken derselben aufeinander auszurichten. Am hinteren Teil hat der Stecker 10 einen ringförmigen Steg 14 als' Sitz für eine Muffe 15, und anschließend daran ein Gewinde 16 für die Befestigung einer (nicht gezeigten) Kabeltülle od. dergl.. Der Stecker 10 ist in Richtung der Achse 11 in die Buchse 40 einführbar und aus dieser hervorziehbar.

Die Muffe 15 hat in den beschriebenen Ausführungsbeispielen die gleiche äußere Form mit in Umfangsrichtung verlaufenden Graten 33 zum Festhalten des Steckers durch den Benutzer. Zur Kennzeichnung der jeweiligen Ausführungsform können die Grate 33 verschiedenartig angeordnet sein. Die Muffe 15 sitzt auf dem ringförmigen Steg 14 des Steckers und hat nahe ihrem hinteren Ende eine entlang der Innen-

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seite in Umfangsrichtung verlaufende Nut 30 für die Aufnahme eines Sprengrings 29, welcher das Abgleiten der Muffe 15 vom Stecker 10 nach vorn verhindert. Beim Zusammenbau wird die Muffe 15 rückwärts über den ringförmigen Steg 14 geschoben und durch Einsetzen des Sprengrings 29 in dia Hut JO gesichert- Am vorderen Ende hat die Muffe einen einwärts abschrägten Rand 34, welcher eine Führung für die Steckbuchse 40 bildet.

Der Unters hied zwischen den beiden dargestellten Ausführungsformen besteht in der inneren Form der Muffe 15 und in der Anordnung von Halteteilen darin.

In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung hat die Muffe 15 im hinteren Teil eine verstärkte Wandung mit einer Stufe 50, welche sich an der Vorderseite des ringförmigen Stegs 14 abstützt und die Muffe in Längsrichtung unverschieblich auf dem Stecker 10 festhält.

An den einwärts abgeschrägten vorderen Rand 3^ schließt sich eine Ringnut 52 an der Innenseite der Muffe an. Die Ringnut 52 nimmt .einen Haltering 60 auf und sichert ihn gegen größere Bewegungen in Längsrichtung der Muffe. Der Haltering 60 setzt sich zusammen aus einem geschlitzten Ring aus Kunststoff od. dergl. und einem diesen umschließenden geschlitzten Ring 64 aus Metall. An der Innenseite hat der geschlitzte Kunststoffring 62 zwei Hubflächen. Eine an der Vorderseite des Rings 62 vorhandene Hubfläche ist etwa komplementär dem vorderen Rand der Steckbuchse abgeschrägt. Beim Zusammenstecken der beiden Teile wirken die vordere Hubfläche 61 und das vordere Ende der Steckbuchse 40 zusammen, um den Ring 60 aufzuweiten, so daß er sich über den ringförmigen Haltevorsprung 41 schiebt. Auf die vordere Hubfläche 61 folgt eine kurze zylindrische Fläche. 65, an welche sich eine relativ lange hintere Hub-

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fläche 66 anschließt. Diese ist über einen gerundeten Übergang 67 mit der äußeren tlmfangsfläche des Rings 62 verbunden.

Im zusammengesteckten Zustand der beiden Teile stützt sich der Ring 60 mit dam gerundeten Übergang 6? der hinteren Hubfläche 66 am ringförmigen Haltevorsprung 41 ab. Dadurch sind'die beiden Teile fest miteinander verbunden, jedoch so, daß sie sich durch axialen Zug voneinander trennen lassen. Dabei kommt es darauf an., daß der Ring 60 nicht vollständig in die Ringnut 42 hinter deren vorderer Wand fallen kann.

Der geschlitzte Ring 62 ist beispielsweise aus' dem unter der Bezeichnung Delrin 500 bekannten Azetalharz der Firma DuPont geformt. Dieses Material hat ähnlich Eigenschaften wie Nylon, ist jedoch widerstandsfähiger gegen Kriechen und gegen den Angriff von Chemikalien wie Reinigungsmitteln oder Brennstoffen.

Zur Erleichterung des Zusammenbaus hat der Ring 62 an seiner Vorderseite wenigstens eine Warze 69. Diese bilden eine Hilfe zum Einsetzen des Rings 60 in der richtigen Lage in die Ringnut 52. Wird der Ring nämlich verkehrt herum eingesetzt, so fällt er beim Zusammenstecken der Verbindung hinter den Haltevorsprung 41, wodurch die beiden Teile dann unlösbar miteinander verbunden sind.

Der Ring 62 ist an einer Stelle durch einen radialen Schlitz unterbrochen und hat an seiner Außenseite eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 68 für die Aufnahme des geschlitzten Rings 64 aus Metall.

Dieser ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahldraht von einer im Hinblick auf die Funktion des Verbinders geeigneten

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Stärke und ist an einer Stelle seines Umfangs ebenfalls unterbrochen.. Für eine zum Lösen der Verbindung veranschlagte Zugkraft zwischen 4 und 6 kp unter einem Zugwinkel zwischen 0 und 20° zur Achse ist ein Stahldraht mit einer Stärke von ca. 1 mm geeignet.

Dies ist in Fig. 4 zu erkennen, in welcher die X-Achse die zum Lösen der Verbindung erforderliche Zugkraft in kp und die T-Achse die Zugrichtung in Yinkelgraden angibt. Die Kurve 70 zeigt die zum Lösen der Verbindung erforderliche Zugkraft ohne die Verwendung des Halterings. Diese Kraft dient nahezu ausschließlich zur Überwindung der Reibung zwischen den elektrischen Kontakten. Die Kurven 71, 72 und 73 zeigen die erforderlichen Zugkräfte bei Verwendung von Drahtringen mit einer Stärke von 0,889 bzw. 1,016 bzw. 1,219 mm. Die Kurve 74 schließlich zeigt die bei Verwendung eines Kunststoffrings allein aufzuwendenden Zugkräfte. Dabei ist zu bemerken, daß der Kunststoffring 62 allein ohne Drahtring zu weich bei axialem Zug und übermäßig steif bei abgewinkelter Zugrichtung ist.

Die in Fig. 5 ¹¹¹Id- 6 dargestellte Verbindung mit formschlüssiger Sicherung hat weitgehend den gleichen Aufbau wie die vorstehend beschriebene Ausführung. Ein geschlitzter Ring 80, welcher einen kleineren Querschnitt hat als der Ring 60 der ersten Ausführungsform, sitzt in einer Umfangsnut 82 einer fest mit dem Hauptteil des Steckers 10 verbundenen Halterung 81. Im entspannten Zustand ist der Ring 80 ausgedehnt, so daß er die Nut 82 im wesentliehen ausfüllt. Dabei ist er weit genug, daß er sich ohne nennenswerte zusätzliche Aufweitung über den Haltevorsprung 41 der Steckbuchse 40 schieben läßt. Das vordere, die Nut 82 aufweisende Teil der Halterung 81 ist in eine Anzahl von sich vorwärts erstreckenden Fingern unterteilt. Zwi-

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ORIGINAL INSPECTED

sehen die Finger hinein ragen an der Kuffe 15 radial einwärts hervorstehende Hubnasen 83. Diese haben an ihren radial inneren Enden jeweils eine Kerbe, in welche ein den Haltering 80 umgebender Drahtring 84 fühlbar einrastet, um damit die formschlüssige Sicherung der Verbindung anzuzeigen. Dia rlufia 15 ist in dieser Ausführung axial verschieblich.

Solange die Teile der Verbindung nicht zusammengesteckt sind, befindet sich der Haltering 80 aufgrund seiner radial auswärts gerichteten Spannung in Anlage an den vorderen Rändern der Hubnasen 83 und hält damit die Muffe in ihrer hinteren Endstellung, bis die Teile der Verbindung gänzlich zusammengesteckt sind und sich der Stecker 10 nicht weiter vorvfärts bewegen läßt. Durch weiteres Vorschieben der Kuffe 15 wird der Haltering 80 einwärts zusammengedrückt, so daß er hinter den Haltevorsprung greift. Der Drahtring 84 des Halterings rastet in die Kerben der Hubnasen 83 ein und verhindert so, daß sich die Muffe von selbst rückwärts bewegt. Der Haltering sitzt nun in der Nut 82 der fest mit dem Stecker 10 verbundenen Halterung 81 und greift hinter den Haltevorsprung 41 der Steckbuchse 40, so daß sich die Verbindung durch einen Zug am Kabel nicht lösen läßt.

Zum Lösen der Verbindung wird die Kuffe 15 zurückgezogen, so daß sich der Haltering 80 radial ausdehnen und über den Haltevorsprung 41 hinweg bewegen kann.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können in verschiedener ¥eise abgewandelt werden. So können aie Hubnasen 83 und die Finger der Halterung 81 entlang Schraubenlinien angeordnet sein, so daß zum Sichern und Lösen der Verbindung eine kombinierte Axial- und Drehbewegung erforderlich ist. Dies fühlt sich dann für einen

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iNSPECT|Q

daran gewöhnten Benutzer wie eine Bajonettkupplung an, obgleich keine Bajonettstifte vorhanden sind. Ein Verdrehen des Hauptteils des Steckers 10 wird dabei durch die in der Buchse 40 geführten Stege 13 verhindert.

ierner kann auch dar Haltering anders ausgebildet sain. So braucht der Drahtring QQ- nicht außen hervorzustehen, oder er kann an den? Innenseite des Rings angeordnet sein. Gegebenenfalls kann de:r Drahtring auch gänzlich weggelassen werden, da für die formschlüssige Sicherung der Verbindung eine geringere Elastizität des Halterings erforderlich ist als bei der reibschlüssig gesicherten Verbindung.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche:

1.7 Elektrische Verbindung, gekennzeichnet durch ein erstes Teil (10) mit einem darin festgehaltenen, in Umfangsrichtung verlaufenden und in Radialrichtung elastischen Haifeering (60, SO) und-durch ein zweites Teil (40) mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Haltevorsprung (41), wobei die Elastizität des Halterings das Zusammenstecken und Auseinanderziehen der beiden Teile unter radialer Aufweitung des Halterings bei seiner Bewegung über den Haltevorsprung hinweg ermöglicht. ■ _t

2. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Radialrichtung elastische Haltering (60, 80) aus einem geschlitzten Ring (62, 80) aus Kunststoff und einem geschlitzten Verstärkungsring (64·, 84) aus Metall zur Erzielung der notwendigen Elastizität zusammengesetzt ist.

3- Elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2 in der Verwendung als reibschlüssig gesicherte Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß der im ersten Teil (10) sitzende Haltering (60) eine zum Lösen der Verbindung dienende Hubfläche (66, 67) aufweist, welche sich im zusammengesteckten Zustand der beiden Teile (10, 40) in Anlage am Haltevorsprung (41) des zweiten Teils befindet, um die beiden Teile im normalen Gebrauch zusammenzuhalten, und welche so geformt ist, daß sie durch umxtfandlung einer Längskraft in eine radiale Ausdehnung des Rings das Lösen der Verbindung ermöglicht.

4. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2 in der Verwendung als formschlüssig gesicherte Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering

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(80) innerhalb eines längsverschieblich auf dem ersten Teil (10) geführten Sperrteils (15) angeordnet ist, welches eine Hubfläche (83) zum radialen Zusammendrücken des Halterings aufweist, und daß das zweite Teil (40) jenseits des HaltevorSprungs (41) einen Anschlag hat, an welchem der Haltering beim Zusammenstecken der beiden Teile in Anlage kommt und dadurch nicht weiter bewegbar ist, während sich das Sperrteil weiter bewegt und kit seiner Hubfläche am Haltering aufläuft, um diesen radial zusammenzudrücken, so daß er zwischen den Haltevorsprung, und dem Anschlag festgehalten ist und das Auseinanderziehen der beiden Teile verhindert, bis die Hubfläche des Sperrteils durch eine Bewegung desselben in der Richtung zum Lösen der Verbindung den Haltering freigibt und dieser unter radialer Aufweitung über den Haltevorsprung hinweg bewegbar ist.

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