DE2727214A1

DE2727214A1 - Elektrische verbindungsanordnung mit steckverbindern

Info

Publication number: DE2727214A1
Application number: DE19772727214
Authority: DE
Inventors: Peter Charles Seligmann
Original assignee: AECI Ltd
Current assignee: AECI Ltd
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1978-04-06
Also published as: ZA765757B; NO772086L; US4108524A; GB1529129A; SE7706937L; BR7704149A; NO143515C; NO143515B; SE414250B

Description

TlEDTKE - BüHLING *■ KlNNc - GrIJPE

27272U

Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavariarlng 4, Postfach 20 24 03 8000 München 2

Tel.:(0 89)5396 53-56 Telex:5 24 845tipat

cable. Germaniapatent München

16.Juni 1977 B 8271
AECI-case 377

AECI Limited
Johannesburg,Südafrika

Elektrische Verbindungsanordnung mit Steckverbindern

Pe/13

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbindungsanordnung und die zugehörigen Verbinder und betrifft insbesondere eine elektrische Verbindungsanordnung aus identisehen Stecker-Buchsen-Verbindern bzw. Steckverbindern sowie derartige Steckverbinder.

Obwohl es mannigfaltige Situationen gibt, bei denen die Erfindung nützliche Anwendung finden kann, soll nachstehend das auch angesichts eines zahlreichen Standes der Technik vorhandene Bedürfnis für eine weitere Art von elektrischen Verbindungseinrichtungen unter Bezug auf eine Verwendung im Bergbau veranschaulicht werden. Bei Sprengarbeiten mit . elektroexplosiven Mitteln bzw. elektrisch zündbaren Vorrichtungen wie etwa elektrischen Sprengzündern bzw. Sprengkapseln ist es z.B. üblich, die Zuleitungsdrähte der Sprengkapseln mit den Drähten der Zündschaltung durch Verdrillen der Drähte miteinander zu verbinden. Obwohl mittels dieser Methode bei korrekter Ausführung eine verläßliche Verbindung erzielbar ist, ist sie zeitraubend und kann zu Fehlern führen, wenn die zu verbindenden Drähte nicht in der richtigen Weise identifiziert werden. Außerdem werden hierdurch Verbindungen hergestellt, die dahingehend schwierig zu isolieren sind, daß ein zufälliger Kontakt mit anderen Drähten, der Erde oder metallischen Gegenständen am Arbeitsplatz bzw. Anbringungsort verhindert wird. Es wäre daher vorteilhaft, wenn eine Einrichtung zur Verfügung stände, mittels der die Drähte schnell, verläßlich und in der richtigen Weise miteinander verbunden und gleichzeitig hinsichtlich zufälliger anderweitiger Kontakte isoliert werden könnten.

Es ist ersichtlich,daß die Verbindungseinrichtung beim Zünden der Sprengung entweder zerstört oder in der Masse der Gesteinstrümmer eingeschlossen wird, so daß ihre Bergung für eine etwaige Wiederverwendung unwirtschaftlich ist. Die Her-Stellungskosten einer solchen Verbindungseinrichtung müssen daher derart niedrig sein, daß eine "Wegwerfverwendung" nach

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einmaligem Gebrauch in Betracht kommt. Die bereits in vielfältiger Form bekannten Stecker und Buchsen oder ähnliche Vorrichtungen zur Verbindung von Drähten oder Leitungen sind üblicherweise für eine wiederholte Verwendung hergestellt. Derartige Einrichtungen bestehen gewöhnlich aus einer Anordnung elektrischer Kontaktteile, die auf der einen Seite einander angepaßt und ineinander fügbar sind, während auf der anderen Seite die Drähte durch Anlöten, Klemm-oder Quetschverbindungen, Umwickeln oder dergl. befestigt sind. Die Her-IQ Stellungskosten dieser bekannten Vorrichtungen sowie die für den Arbeitsaufwand zur Befestigung der Drähte entstehenden Kosten sind für die vorstehend geschilderten Zwecke zu hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine billig herzustellende elektrische Verbindungseinrichtung zu schaffen, bei der die elektrischen Kontaktteile von den Drähten selbst gebildet werden, so daß die bei bekannten elektrischen Verbindungseinrichtungen erforderlichen zusätzlichen Verbindungsarbeiten entfallen, und bei der gewährleistet ist, daß die hergestellten elektrischen Verbindungen gegenüber einem zufälligen Kontakt mit anderen Drähten oder äußeren Gegenständen ohne das Erfordernis zusätzlicher Arbeitsvorgänge isoliert sind.

Diese Aufgabe wird bei einer aus zwei identischen Steckverbindern bestehenden elektrischen Verbindungsanordnung dadurch gelöst, daß jeder Steckverbinder einen aus elastomerem Material bestehenden Isolatorkörper mit einem Bodenteil, der entlang seines Randes teilweise von einem sich vertikal von dem Bodenteil erstreckenden Wandelement umgeben ist, und mit einem vertikal von dem Bodenteil ausgehenden Fortsatz, der relativ zu dem Wandelement im Abstand angeordnet ist und mit diesem eine offene Buchse bildet, sowie einen aus der spiralig um den Fortsatz gewickelten Drahtader des Endabschnittes eines durch den Isolatorkörper und dessen Bodenteil hindurchgeführten isolierten Leitungsdrahtes bestehenden elektrischen Kontaktstift aufweist, wobei der Kontaktstift eines jeden Steckver-. binders in die offene Buchse des gegenüberliegenden Steckver-

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binders eingeführt ist und die Wandelemente seitliche Federkräfte ausüben, die die Kontaktstifte zur Bildung eines Preßsitzes aneinanderdrücken, die Zwischenräume zwischen den Spiralen der Drahtader an jedem Kontaktstift eine ineinandergreifende Anordnung bilden und die Wandelemente die in Eingriff befindlichen Kontaktstifte abschirmen.

Der Fortsatz kann aus mit dem Isolatorkörper des Steckverbinders einstückigem elastomerem Material bestehen oder aus Metall oder einer metallischen Legierung hergestellt und an dem elastomeren Material des Isolatorkörpers des Steckverbinders befestigt sein.

Die von den Wandelementen der beiden verbundenen

■j5 identischen Steckverbinder um die in Eingriff befindlichen Kontaktstifte der Verbindungsanordnung gebildete Schutzabschirmung gewährleistet, daß die elektrische Verbindung vor Beschädigungen durch Fremdobjekte gesichert ist. Die Abschirmung gewährleistet außerdem, daß die elektrische Verbindung keinen versehentlichen Kontakt mit anderen Drähten erhält.

Gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung umgibt das Wandelement den halben Rand bzw. Umfang des Bodenteils des Isolatorkörpers eines jeden Steckverbinders und kann außerdem eine Anschlageinrichtung aufweisen, um die Oberfläche des Bodenteils des Isolatorkörpers des gegenüberliegenden Steckverbinders aufzufangen, wenn zwei Steckverbinder zur Bildung der elektrischen Verbindungsanordnung ineinander gesteckt werden. Diese Wandelemente bilden eine wirksame Verkleidung bzw. ein wirksames Gehäuse zum Einschluß der in Eingriff befindlichen Kontaktstifte der beiden Steckverbinder der elektrischen Verbindungsanordnung.

Die Erfindung umfaßt somit ebenfalls einen Stecker-Buchsen-Verbinder bzw. Steckverbinder, der einen aus elastomerem Material bestehenden Isolatorkörper mit einem Bodenteil, der entlang seines Randes teilweise von einem sich vertikal von

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dem Bodenteil erstreckenden Wandelement umgeben ist, und mit einem vertikal von dem Bodenteil ausgehenden Fortsatz, der relativ zu dem Wandelement im Abstand angeordnet ist und mit diesem eine offene Buchse bildet, sowie einen aus der spiralig um den Fortsatz gewickelten Drahtader des Endabschnittes eines durch den Isolatorkörper und dessen Bodenteil hindurchgeführten isolierten Leitungsdrahtes bestehenden elektrischen Kontaktstift aufweist.

IQ Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die vorstehend beschriebenen Steckverbinder jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete elektrische Kontaktstifte auf. Die beiden Kontaktstifte sind relativ zu dem Wandelement derart angeordnet, daß sie zwischen sich und dem Wandelement eine offene Buchse bilden. Die mit zwei Kontaktstiften versehenen Steckverbinder weisen sämtliche wesentlichen und alternativen Bauelemente auf, die auch für die mit einem Kontaktstift versehenen Steckverbinder erforderlich sind.

Das für die elektrische Verbindungsanordnung und die

identischen Steckverbinder gemäß der Erfindung geeignete elastomere Material kann z.B. ein synthetisches Material wie etwa Polyäthylen oder Polypropylen oder ein Naturmaterial wie zum Beispiel Hartgummi sein.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnun g dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Außenansicht einer Ausführungsform der elektrischen Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung, die den Eingriff der elektrischen Kontaktstifte veranschaulicht,

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Fig. 3 eine Rückansicht eines Steckverbinders gemäß der Erfindung und

Fig. 4 eine Vorderansicht des Steckverbinders gemäß Fig. 3.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind zwei identische Stecker-Buchsen-Verbinder 10, die nachstehend als Steckverbinder 10 bezeichnet sind, derart ineinander gesteckt, daß sie eine elektrische Verbindungsanordnung bilden. Der Verbinder 10 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt und weist einen Isolatorkörper 11 aus Polyäthylen auf. Der Bodenteil 12 des Isolatorkörpers 11 ist entlang seines Randes teilweise von einem vertikalen Wandelement 13 umgeben, das bei dieser Ausführungsform annähernd die Form eines halbkreisförmigen Wandelementes aufweist. Der vertikale Fortsatz 14 aus Polyäthylen ist einstückig mit dem Isolatorkörper 11 ausgeführt und relativ zu dem Wandelement 13 im Abstand angeordnet, so daß von dem Fortsatz 14 und dem gegenüberliegend angeordneten und den Fortsatz 14 teilweise umgebenden halbkreisförmigen Wandelement 13 eine offene Buchse 15 gebildet wird. Eine spiralig auf den Fortsatz 14 gewickelte Drahtader 16 des Endabschnittes eines isolierten Leitungsdrahtes oder Zuführungsdrahtes 17 bildet den elektrischen Kontaktstift 18. Der Leitungsdraht 17 wird bei diesem Steckverbinder in einer in dem Isolatorkörper 11 vorgesehenen Durchführung 19 geführt und durchläuft den Bodenteil 12.

Wenn zwei z.B. in den durch die Fig. 3 und 4 bezeichneten Stellungen einander gegenüberliegende identische Steckverbinder 10 in einer elektrischen Verbindungsanordnung miteinander verbunden werden sollen, werden die jeweiligen Kontaktstifte 18 in die ihnen jeweils gegenüberliegenden offenen Buchsen 15 eingeführt, bis das Oberteil eines jeden Wandelementes 13 gegen die Oberfläche eines jeden Bodenteils 12 stößt.

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Die Wandelemente 13 üben seitliche Federkräfte in der Verbindungsanordnung aus und die Zwischenräume zwischen den Spiralen der Drahtadern 16 bewirken eine ineinander greifende Verbindung der beiden Kontaktstifte 18, wie dies in Fig. dargestellt ist, wobei diese Verbindung jeglichen normalerweise auftretenden Kräften widersteht, die eine Trennung der beiden Steckverbinder 10 herbeiführen können. Bei dieser Anordnung schirmen die Wandelemente 13 die beiden in Eingriff befindlichen Kontaktstifte 18 in der in Fig. 1 dargestellten Weise vollständig ab.

Mehr als 3000 Steckverbinder aus Polyäthylen mit Fortsätzen aus Metall haben bereits bei üblichen Sprengarbeiten im Bergbau Verwendung gefunden. Es erwies sich, daß von den Bergarbeitern im Untertagebetrieb schnelle, wirksame und verläßliche elektrische Verbindungsanordnungen herstellbar waren.

Bei einem Versuch wurden 2000 Steckverbinder im Verlauf einer experimentellen Sprenguntersuchung angebracht. Es erwies sich, daß die Steckverbinder den Arbeitsvorgang derart beschleunigten, daß die zur Prüfung von 50 Schaltkreisen für 2 Sprengkapseln erforderliche Zeit von ungefähr 30 Min. auf etwa 10 Min. herabgesetzt werden konnte. Die Arbeitskräfte 5 berichteten, daß sich das Verbinden leicht und schnell durchführen ließ, und bei den hergestellten 1000 Verbindungspaaren wurden keine schlechten Verbindungen festgestellt.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

Elektrische Verbindungsanordnung aus zwei identischerT~Steckverbindern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steckverbinder (10) einen aus elastomerem Material bestehenden Isolatorkörper (11) mit einem Bodenteil (12), der entlang seines Randes teilweise von einem sich vertikal von dem Bodenteil erstreckenden Wandelement (13) umgeben ist, und mit einem vertikal von dem Bodenteil ausgehenden Fortsatz (14), der relativ zu dem Wandelement im Abstand angeordnet ist und mit diesem eine offene Buchse (15) bildet, sowie einen aus der spiralig um den Fortsatz (14) gewickelten Drahtader (16) des Endabschnittes eines durch den Isolatorkörper (11) und dessen Bodenteil (12) hindurchgeführten isolierten Leitungsdrahtes

(17) bestehenden elektrischen Kontaktstift (18) aufweist, wobei der Kontaktstift eines jeden Steckverbinders in die offene Buchse des gegenüberliegenden Steckverbinders eingeführt ist und die Wandelemente seitliche Federkräfte ausüben, die die Kontaktstifte zur Bildung eines Preßsitzes aneinanderdrücken, die Zwischenräume zwischen den Spiralen der Drahtader an jedem Kontaktstift eine ineinander greifende Anordnung bilden und die Wandelemente die in Eingriff befindlichen Kontaktstifte abschirmen.
2. Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, da- ■ durch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (14) aus mit dem Isolatorkörper (11) des Steckverbinders (10) einstückigem elastomerem Material besteht.

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3. Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (14) aus Metall oder einer metallischen Legierung besteht und an dem elastomeren Material des Isolatorkörpers (11) des Steckverbinders (1Oj befestigt ist.

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4. Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement (13) den halben Rand des Bodenteils (12) des Isolatorkörpers (11) des Steckverbinders (10) umgibt.
5. Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 1

oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement (13) eine Anschlageinrichtung zum Abfangen der Oberfläche des Bodenteils (12) des Isolatorkörpers (11) des gegenüber- -JO liegenden Steckverbinders (10) aufweist.
6. Steckverbinder, gekennzeichnet durch einen aus elastomerem Material bestehenden Isolatorkörper 11, der einen Bodenteil (12), der entlang seines Randes teilweise von einem sich vertikal von dem Bodenteil erstreckenden Wandelement (13) umgeben ist, und einen vertikal von dem Bodenteil ausgehenden Fortsatz (14), der relativ zu dem Wandelement im Abstand angeordnet ist und mit diesem eine offene Buchse (15) bildet, aufweist, und durch einen elektrischen Kontaktstift (18), der ^aus der spiralig um den Fortsatz (14) gewickelten Drahtader (16) des Endabschnittes eines durch den Isolatorkörper (11) und dessen Bodenteil (12) hindurchgeführten isolierten Leitungsdrahtes (17) besteht.
7. Steckverbinder nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine aus zwei Kontaktstiften bestehende elektrische Kontakteinrichtung,
8. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der An-Sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steckverbinder (10) eine aus zwei Kontaktstiften bestehende elektrische Kontakteinrichtung aufweist.
9. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der An-Sprüche 1 bis 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material Polyäthylen oder Polypropylen oder ein

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natürliches Material wie Hartgummi ist.
10. Steckverbinder nach Anspruch 6 oder I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material Polyäthylen oder Polypropylen oder ein natürliches Material wie Hartgummi ist.
11. Steckverbinder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (14) aus Metall oder einer metallischen Legierung besteht und an dem elastomeren Material des Isolatorkörpers (11) des Steckverbinders (10) befestigt ist.

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