-
Mehrpolige Steckverbindung mit selbsttätig richtiger Zuordnung
-
der Kontaktelemente Steokverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruches
1 sind seit Jahren in zahlreichen Au4fUhrungen aus der Praxis bekannte Die Zuordnung
der Xontaktstifte zu bestimmten Eontaktbuchsen die zur Vermeidung falscher elektrischer
Verbindungen dient, wird durch unterschiedliche konstruktive Maßnahmen, wie z.B.
asymmetrische Anordnung der Kontaktelemente erreicht0 Das Zusammenstecken der -artiger
Steckverbindungen ohne Hilfsmittel erfordert besonders bei einer grossen Anzahl
von Kontaktelementen, wegen des Suchens der richtigen Drehlage, zumeist einen erheblichen
Zeitaufwand.
-
ius diesem Grunde werden bei bekannten Steckverbindungen der ge -nannten
Art zur besseren optischen Erkennbarkeit der Solldreh -lagen sichtbare Kennzeichnungen
( z.B. Nocken, Rippen, Nuten oder Farbzeichen) am Stecker - und am Buchsenteil angebracht,
die beim Steckvorgang zueinander passen müssen.
-
Derartige Lösungen genügen normalerweise für die Fälle, in denen die
beiden Steckverbindungsteile und die Kennzeichnungen gut sichtbar sind, z.B. bei
losen Steckverbindungen. Etwas schwieriger ist es weist schon, wenn eines der Steckverbindungsteile
in einem Gerät eingebaut ist. Die besten optischen Xennzeichnungsmittel helfen Jedoch
nichts, wenn sie für den Benutzer nicht sichtbar sind dieser Fall tritt aber in
der Praxis sehr häufig auf, z.B. bei an Geräterück -wänden angebrachten Buchsen,
versenkten Einbaubuchsen, sehr tief bzw. hoch oder im Schatten liegenden Steokbuchsen
usw. In all diesen Fellen kommt man seither nur nach mühevoller und meiet langwierigem
Suchen der richtigen Drehlage durch kontinuierliches Probieren zul Ziel. lusserden
treten bei diesen " Blindetecken " häufig Beschädigungen der Steckverbindungen durch
Verbiegen der Xontaktstifte auf.
-
Nin hat zwar versucht, wie es zB; aus der DT - OS 24 57 072 bekannt
ist, sichtbare Kennzeichnungen durch eine kühlbare zu ersetzen und
dazu
in der Steckdose Führungsflächen zum Einleiten der Kontaktstifte des Steckers vorgesehen;
auch bei dieser Steckverbindung ist jedoch die richtige Steckstellung nur durch
Drehen des Steckers von Hand auffindbar0 Allerdings kann hier das Probieren gezielter
erfolgen als bei den bereits geschilderten Steckverbindungen, da der Benutzer schon
nach wenigen Versuchen merkt, in welcher Richtung er den Stecker drehen muss0 Die
praktische Verwendbarkeit einer derartigen Einrichtung ist jedoch auf Steckverbindungen
mit einer geringen Anzahl von Kontaktelementen beschränkt, weil bei viel -poligen
Steckverbindungen nicht nur die Form der Führungsfläohen ausserordentlich kompliziert,
sondern vor allem ihr Platzbedarf und damit die Abmessungen von Stift- und Buchsenteil
sehr gross werden würden Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass
nur Steckerstifte mit grossem Durchmesser verwendbar sind, um die nötige Stabilität
für die mechanische Belastung beim Einstecken zu gewährleisten0 Schliesslich müssen
die freien Enden der metallischen Steckerstifte auch noch sauber verrundet sein,
damit ein Gleiten auf den Kunststoffführungsflächen überhaupt ermöglicht ist und
diese nicht beschädigt werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrpolige Steckver
-bindung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die unter Vermeidung
der genannten Nachteile auf möglichst einfache Weise sicher und schnell zusammensteckbar
ist0 Diese Aufgabe wirderfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil dieses
Anspruchs angegebene Maßnahme gelöste Der Steckvorgang, bei dem die beiden Steckverbindungsteile
von Hand lediglich in achsialer Richtung (Steckrichtung) zusammengeführt werden,
verläuft also in zwei Abschnitten t 1. Zwangsläufiges Verdrehen des Stiftteils in
die Solldrehlage zum Buchsenteil und 2e Einführen der Kontaktstifte in die derart
zugeordneten Buchsen.
-
Damit ist der Vorteil erreicht1 dass der Steckvorgang ohne Jegliches
Probieren und/oder Ausrichten nach irgendwelchen Kennzeichnungen abläuft und somit
auch ein " Blindstecken n sicher und in kürzester Zeit ermöglicht ist.
-
Eine grundsätzliche konstruktive Lösungsmöglichkeit für die Maßnahme
nach Anspruch 1 ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 angegebene Die Ansprüche
3 bis 8 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruches 2 dar.
-
Beispielsweise wird bei einer Ausführung nach Anspruch 3 auf ebenso
einfache wie elegante Weise die Solldrehlage dadurch erreicht, dass beim Steckvorgang
die Energie der Längsbewegung teilweise in eine entsprechende Drehbewegung des Eltiftteils
gegenüber dem Buchsenteil umgewandelt wird. Diese Führungseinrichtung ist einfach
im Aufbau und daher billig herzustellen, aber trotzdem, auch bei häufigem Gebrauch,
dauerhaft sicher in der Funktion Ausserdem werden für die Führung keine Kontaktelemente
verwendet, so dass diese auch nicht für be -sondere mechanische Belastungen ausgelegt
werden müssen.
-
Die runde Auflagefläche der Gleitnase bietet den Vorteil, daß un -abhängig
von der Steigung der Gleitbahn immer eine punktförmige Auflage der Gleitmittel und
damit geringste Reibung gegeben ist0 Für die Bemessung und Anordnung der Gleitbahn
sind vor allen Dingen folgende Kriterien maßgebend t lo Die Steigung ist so groß
zu wählen, dass einerseits das Stiftteil noch ohne grossen Kraftaufwand in Steckrichtung
in das Buchsenteil einführbar ist, aber andererseits die Steck -verbindung nicht
zu lang wird0 2o Damit die Solldrehlage aus allen möglichen Ausgangsdrehlagen erreichbar
ist, muss die Gleitbahn über einen Winkelbereich von 36o0 abzüglich der Breite der
Gleitnase verlaufen. Bei mehreren Solldrehlagen sind entweder mehrere Gleiibahnen
mit entsprechend geringerem Winkelbereich oder aber mehrere Gleitnasen erforderlich.
-
3. Es ist zweckmässig, das Ende der Gleitbahn, ebenso wie die freien
Enden der Kontaktstifte und die Buchseneinführungen mit Fasen zu versehen, damit
das Stiftteil auch beim schnellen Einstecken möglichst wenig über die Solldrehlage
hinaus gegenüber dem Buchsenteil verdreht wird und die Stifte sicher in die zugehörigen
Buchsen einführbar sindo
40 Die Führungseinrichtung muss, damit
eine Drehung des Stift -teils gegenüber dem Buchsenteil überhaupt möglich ist, die
freien Enden der Stifte und/oder Buchsen um diejenige Strecke überragen, die zu
der angeführten Drehung benötigt wird0 Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch zweckmässig,
die Führungseinrichtung noch etwas länger zu machen0 59 Für die Anordnung der erfindungsgemässen
Führungseinrichtung gibt es grundsätzlich vier Möglichkeiten, nämlich innerhalb
oder ausserhalb der Kontaktelemente, wobei jeweils die Gleit -nase im Stiftteil
und die Gleitbahn im Buchsenteil oder umge -kehrt angebracht sein kanne Für die
meisten Anwendungsfälle wird die Anordnung am günstigsten sein, bei der die Führungseinrichtung
im Zentrum der Steckver -bindungsteile und die Kontaktelemente an deren Peripherie
ange -ordnet sind, weil sie gegenüber der umgekehrten Anordnung zwei wesentliche
Vorteile aufweist t a) Die Baulänge der Steckverbindung ist bei gleichen Steigungen
der Gleitkurve wegen deren geringerem Durchmesser kürzer und b) die peripheren Bereiche
der Steckverbindungsteile bieten mehr Platz für eine optimale Anzahl und Anordnung
der Kontaktel emente.
-
Es ist auch vorteilhaft, die Gleitkurve im Buchsenteil und die Gleitnase
im Stiftteil unterzubringen und nicht umgekehrt, weil dadurch ebenfalls kleinere
Abmessungen der Steckverbindungen erzielbar sind.
-
Binde Aufteilung der Gleitbahn nach Anspruch 4 erlaubt in vorteilhafter
Weise eine wesentliche Verkürzung des entsprechenden Steckverbindungsteiles, weil
nur noch der halbe Winkelbereich einer einteiligen Gleitbahn benötigt wird. Durch
die beiderseits der Nut ansteigende Gleitbahn ist der weitere Vorteil gegeben, dass
auch bei schnellem Einführen des Stiftteils in das Buchsenteil ein Überdrehen über
die Solldrehlage hinaus wirksam verhindert ist.
-
Die Auagestaltungen nach den Ansprüchen 5 - 7 stellen Maßnahmen Le'c
zurwfterdrehbarkeit des Stiftteils gegenüber dem Buchsenteil beim Steckvorgang dar;
bei der drehbaren Griffhülse gesohieht dies durch Wegfall der Handreibung, während
Anspruch 6 und 7 Maß -nahmen zur Merringerung der Reibungskräfte der Steckverbindungsbauteile
selbst darstellen0
Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemässen Steckverbindung mit jeweils einer Solldrehlage und einer
ge -teilten Gleitkurve gemäss Anspruch 40 Sie unterscheiden sich dadurch, dass beim
ersten Beispiel (Fig.1-4) die Kontaktelemente zentral liegen und die Führungseinrichtung
peripher angeordnet ist, während das zweite Beispiel (Fig. 5 - 9) die umgekehrte
Anordnung aufweist Die Figo 1 - 3 bzwo 5 - 8 zeigen die teilweise geschnittenen
An sichten des Buchsen - und des Stiftteils in nicht zusammenge -stecktem Zustand,
sowie Draufsichten auf die Kontakt seiten; in den Figo 4 und 9 ist Jeweils eine
teilweise geschnittene Ansicht der zusammengefügten Steckverbindungen in vergrössertem
Maßstab dargestellt.
-
Beide Steckverbindungen 1 bestehen aus einem Stiftteil 2 und einem
Buchsenteil 3, wobei Jeweils drei zylindrische Kontaktstifte 4 und als Gabelfedern
ausgebildete Kontaktbuchsen 5 einander zugeordnet sind. Zur leichten und sicheren
Einführbarkeit sind die freien Enden aller Kontaktelemente 4, 5 angefast. Das Stiftteil
2 weist einen Schutzkragen 6 auf, der einen Befestigungsflansch 7 für den Einbau
in Geräte trägt. Der eine Teil der Führungseinrichtung ist in beiden Ausführungsbeispielen
als eine in zwei Hälften mit gleicher Steigung von einem gemeinsamen Scheitelpunkt
8 ausgehende schraubenförmig verlaufende Gleitbahn 9 ausgebildet; zwischen den Enden
der beiden Gleitbahnhälften verbleibt eine Nut lo, deren Breite so bemessen ist,
dass darin der andere Teil der Führungs -einrichtung, nämlich die Gleitnase 11 möglichst
ohne Spiel ent -lang gleiten kann.
-
Beim Ausführungsbeispiel 1 ist diese Gleitnase 11 ein zylindrischer
Zapfen, der von dem zylindrischen Führungskörper 12 des Buchsen -teils 3 senkrecht
abragt und gegenüber dessen Stirnfläche zurück -versetzt angeordnet ist. Die Gleitbahn
9 ist durch die Stirnfläche eines rohrförmigen Einsatzes 13 gebildet, der an der
Innenwand des Schutzkragens 6 des Stiftteiles 2 anliegt; bei Verwendung gleicher
Materialien können Stiftteil 2 und Einsatz 13 auch einstückig her -gestellt werden.
-
Beim Ausführungsbeispiel 2 ist die Gleitnase 11 als eine, an einem
zentralen Führungsbolzen 14 des Stiftteiles 2 in achsialer Richtung angebrachte
Rippe ausgebildet, die am freien Ende halbkreisförmig
verrundet
ist. Bei dieser Ausführung verläuft die Gleitbahn 9 an der Innenfläche einer zentralen
Bohrung des zylindrischen Führungs -körpers 12 des Buchsenteiles 3o Bei beiden Ausführungen
weisen die Buchsenteile 3 eine drehbare Griffhülse 15 auf, wobei die Reibung bei
der Verdrehung gegenüber dem Führungskörper 12 durch einen möglichst schmalen und
achsnah ange -ordneten Bund 16 klein gehalten ist0 Die Halterung der Griffhülse
15 ist einmal durch eine Schraube 17 und einmal durch einen in einer Nut des Führungskörpers
12 liegenden Federring 17 gewährleistet.
-
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel weist die Griffhülse 15 eine
konisch nach außen verlaufende Fläche 18 auf, an der beim Steckvorgang die Finger
anliegen; dadurch ist in vorteilhafter Weise ein stärkerer Druck erreichbar und
ein Abgleiten der Finger vermieden Beim Steckvorgang wird das Buchsenteil 3 mit
der Hand an der Griff -hülse gehalten und in Richtung der Achse A (Steckrichtung)
mit dem zylindrischen Führungskörper 12 in das Stiftteil 2 eingeführt. Dabei gleitet
zunächst der vordere Teil des Führungskörpers 12 bzw. beim zweiten Ausführungsbeispiel
der zentrale Führungszapfen 14 ein Stück weit in den rohrförmigen Einsatz 13 hinein,
bis die Gleitnase 11 auf der Gleitbahn 9 punktförmig aufliegt0 Beim lt Blindstecken
st ist also zunächst nur die zentrale Lage von Buchse und Stiftteil aufzusuchen,
was noch dadurch erleichtert wird, dass die Führungskörper 12 bzwo die Einführungsöffnung
des Stiftteiles 2 sowie der zentrale Führungsbolzen 14 jeweils eine Fase besitzen.
-
Im weiteren Verlauf des Steckvorgangs wird, sofern die Ausgangs- nicht
schon der Solldrehlage entspricht, die Gleitnase 11 auf der Gleitbahn 9 entlang
geführt und dadurch das Buchsenteil 3 nicht nur zum Stiftteil 2 hin bewegt, sondern
zusätzlich und zwangsläufig gegenüber diesem soweit gedreht, bis am Ende der Gleitbahnhälften
die Soll dreh -lage erreicht ist. In dieser Steckstellung gleitet schliesslich die
Nase 11 in der achsialen Nut lo, wobei die gontaktstifte 4 in die Jeweils zugeordneten
Kontaktbuchsen 5 bis zu einem Anschlag einge -führt werden.
-
Leerseite