DE2811499A1

DE2811499A1 - Elektrischer stecker

Info

Publication number: DE2811499A1
Application number: DE19782811499
Authority: DE
Inventors: Robert S Wyatt
Original assignee: Brad Harrison Co
Current assignee: Brad Harrison Co
Priority date: 1977-04-01
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1978-10-05
Also published as: IT7848665A0; JPS53123892A; GB1575171A; US4083617A; FR2386160A1; CA1074885A

Description

PatentanwälLe O Q 1 1 / Q O

Dipl.-Inq. Dipl-Chem. ^J Dipl.-In». I ⁴T O C7

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Eriisbfrgeistrasse 19

8 München 60

Brad Harrison Company 15. März 1978

600 E. Plainfleld Foad

La Grange, Illinois 60525 / V.St.A. Unser Zeichen: B 1551

Elektrischer Stecker

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stecker entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, elektrische Steckverbindungen aus isolierendem Kunststoffmaterial zu formen, die aus einem ersten und zweiten Steckergehäuse bestehen und in Längsrichtung teleskopartig zusammensteckbar sind. Jedes dieser Steckergehäuse umfaßt darin angebrachte Klemmen, so daß, wenn die Gehäuse teleskopartig zusammengeschoben werden, die Kabelklemmen sich aneinander legen, miteinander verriegelt werden und so eine elektrische Stecker-verbindung bilden.

Aus der US-PS 3 o91 746 sind isolierende Steckergehäuse von im wesentlichen rechtwinkliger Form bekannt, die in Längsrichtung zur Bildung von zwei Hälften unterteilt sind. Der Unterteil umfaßt eine sich längs erstreckende Blattfeder, die darin lose angeordnet ist und an dem Ende der Kabelklemme angreift, so daß diese nach oben vorgespannt wird und eine verriegelte Verbindung mit dem anderen isolierenden Stecker-

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gehäuse bildet, das eine gegenüberliegend angebrachte Kabelklemme enthält. Der Unterteil weist eine Tasche und einen Hauptteil auf, die zur Aufnahme der Kabelklemmen dienen, wobei die Seitenwände und Böden der Tasche gegenüber dem Hauptteil zur Bildung von Schultern ausgenommen oder versetzt sind. Durch die im Abstand angeordneten Taschen wird ein sich in der Schulterebene erstreckender Schlitz geschaffen, der das teleskopartige Zusammenschieben der Gehäuse erlaubt. Der Oberteil der isolierenden Steckergehäuse ist mit einem entsprechenden, sich gemeinsam mit dem Hauptteil nach vorne erstreckenden Teil versehen, durch den zwei umgekehrte U-förmige Buchsen gebildet werden, die an den Außenenden offen und an den Innenenden durch eine ganzteiiig angebrachte Wand geschlossen sind, die das Ende des Hauptteils bildet. Die umgekehrten Buchsen des Oberteils erstrecken sich über die Taschen des Unterteils und haben eine solche Grosse und Abmessung, daß sie die Taschen des zweiten Steckergehäuses eng passend aufnehmen, wenn diese ineinander geschoben werden. Die Wand ist ganzteiiig mit dem isolierenden Steckergehäuse ausgeformt und bildet ein Teil desselben; die eingesetzte Kabelklemme legt sich an sie an, wenn die Kabelklemme vollständig in das Gehäuse eingesetzt ist. Außerdem wurde gefunden, daß das im größten Umfang verwendete Material zum Formen des isolierenden Steckergehäuses ein PoIycarbonatharz ist, das unter dem Warenzeichen "Lexan" der General Electric Company bekannt ist. Da die Wand in direkter Berührung mit den Enden der Klemmen des elektrischen Stecker während der Benutzung steht, wird die Wand oder das Polycarbonatharz oft bis zum Schmelzen aufgeheizt, wodurch die Wirksamkeit der elektrischen Steckerverbindung zerstört wird.

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So wurde gefunden, daß dort, wo übermässige Belastungen für den elektrischen Stecker über eine längere Zeitdauer auftreten, die Steckergehäuse bekannter Bauart nicht genügend widerstandfähig gegenüber Hitze sind, um wirtschaftlich akzeptabel zu sein.

Darüberhinaus enthalten bekannte elektrische Stecker eine Vorspannfeder, die entweder an dem Ende der Kabelklemme befestigt oder innerhalb des Gehäuses lose gelagert ist, wobei die Feder die Kabelklemme zur Herstellung einer verriegelten Verbindung vorspannt. Da die Blattfedern entweder lose an den Klemmenden angebracht oder lose in den Gehäusen gelagert sind, wurde gefunden, daß ein schnelles und wiederholtes Trennen der elektrischen Verbindung zu einem Herausziehen der elastischen Federorgane aus dem Steckergehäuse führt, wodurch die Verwendbarkeit des elektrischen Steckers zerstört und seine Einsatznßglichkeiten ernsthaft beschränkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Steckergehäuse so zu verbessern, daß es eine lange Lebensdauer hat und ein Isolierorgan mit hoher Widerstandfähigkeit gegenüber Hitze enthält, das gegenüber Hitze widerstandsfähiger ist als das Material, aus dem das Steckergehäuse besteht. Daneben soll das Steckergehäuse eine U-förmige Blattfeder fest aufnehmen, welche die Kabelklemmen in einer verriegelten oder blockierten elektrischen Verbindung vorspannt und hält, Gleichzeitg soll auf diese Weise die Möglichkeit verbessert werden, das Steckergehäuse mit einem identischen Gehäuse durch Ineinanderstecken zu einer zweckmässigen elektrischen Steckverbindung auszugestalten.

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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung des elektrischen Steckers zur Verbindung von Klemmen elektrischer Leitungen für verschiedene Anwendungszwecke. Der elektrische Stecker gemäß der Erfindung besteht somit aus einem hohlen, isolierenden Gehäuse mit steifen, sich in das Gehäuse erstreckenden Klemmen, die an der Wand des Gehäuses lösbar angebracht sind und zur verriegelnden Anlage an Klemmen eines entsprechenden ähnlichen zweiten hohlen, isolierenden Steckergehäuses dienen. Das thermisch widerstandfähige Kunststoffgehäuse besteht aus einem Oberteil und einem Unterteil mit einer mittleren, sich in deren Längsrichtung erstreckenden Trennwand, die eine sich nach vorne erstreckende Tasche und einen sich nach rückwärts erstreckenden Hauptteil bildet und abtrennt, der zur Aufnahme der Kabelklemmen dient. In dem Unterteil sind die Seitenwände der Tasche gegenüber dem Hauptteil vertieft oder versetzt, so daß sie Schultern bilden und einen Abstand der Taschen herstellen, durch den ein sich in der Schulterebene erstreckender Schlitz geschaffen wird, der das Zusammenstecken von zwei Gehäusen erlaubt. Der Hauptteil des Unterteils weist außerdem zueinander ausgerichtete Vertiefungen oder Nuten an den Seitenwänden des Hauptteils auf, die zur Aufnahme einer sich längs erstreckenden U-förmigen Blattfeder dienen. Wenn die sich längs erstreckende Blattfeder innerhalb der Nuten oder Vertiefungen an den Seitenwänden des Hauptteils angebracht ist, wird die sich längs erstreckende U-förmige Blattfeder steif und fest gehalten, so daß sie sich in die Tasche des Unterteils erstreckt. Die Blattfeder dient dazu, sich elastisch an die Rückseite der Enden der Kabelklemmen der elektrischen Leitungen anzulegen, damit ein Zurückziehen der Kabelklemme

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aus dem isolierten Gehäuse verhindert und das Ende der
Kabelklemme in einer verriegelten Steckerverbindung vorgespannt wird, wenn die Steckergehäuse ineinandergesteckt
sind. Außerdem umfaßt zur Unterstützung des Einsetzens der
Kabelklemme in das Gehäuse der Boden des Hauptteils eine
Abschrägung, die an dem Ende der U-förmigen Blattfeder anliegt.

Der Oberteil des isolierenden Steckergehäuses ist mit einem entsprechenden, sich zusammen mit dem Hauptteil des Unterteils nach vorne erstreckenden Hauptteil versehen, in welchem zwei umgekehrte Buchsen vorgesehen sind, die an den
Außenenden offen und an ihren Innenenden durch ein quer angeordnetes wand- oder plattenartiges Isolierorgan geschlossen sind. Das abnehmbare Isolierorgan besteht aus Kunststoff oder einem anderen als demjenigen Werkstoff, der normalerweise zum Formen des elektrischen Steckers benutzt wird. Vorzugsweise besteht der elektrische Stecker aus geformtem Polycarbonatharz, das unter dem Warenzeichen "Lexan" der General
Electric Company bekannt ist. Als wichtig wurde festgestellt, daß, wenn das Isolierorgan sich aus Polyamid mit Glasfüllung zusammensetzt, das Isolierorgan, das mit den Enden der eingesetzten Kabelklemmen in Berührung steht, eine grössere Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze aufweist, wodurch die Lebensdauer des elektrischen Steckers erhöht wird. So wurde festgestellt, daß dort, wo der elektrische Stecker übermässigen Belastungen über eine längere Zeitdauer ausgesetzt ist, die hohe Widerstandsfähigkeit des Isolierorgans gegenüber Hitze die Lebensdauer des elektrischen Steckers verlängert.

Außerdem wurde festgestellt, daß durch die feste Anbringung der elastischen, sich längs erstreckenden Blattfeder innerhalb des isolierenden Gehäuses nach wiederholter Trennung

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der elektrischen Steckerverbindung über eine lange Zeitdauer die Blattfeder innerhalb des isolierten Gehäuses betriebsfähig bleibt, so daß der elektrische Stecker eine längere Lebensdauer aufweist, als dies bisher möglich war.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Paares von identischen zweipoligen Steckergehäusen, die ineinanderpassend zusammengeschoben werden können,

Fig. 2 einen Querschnitt durch zwei ineinandergeschobene Stecker,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des zweipoligen elektrischen Steckers, welche das Verhältnis der einzelnen Teile zueinander zeigt,

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt gemäß Linie 5-5 in Fig. 2 und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer sich längs erstreckenden U-förmigen Blattfeder.

In den Fig. wurden für dieselben oder für ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. In den Fig. 1 bis 5 umfaßt ein elektrischer Stecker 1o ein Steckergehäuse 12 mit einem Oberteil 14 und einem Unterteil 15. Ein Hohlraum 16 (Fig. 5) des Steckergehäuses 12 umschließt eine beliebige Anzahl von Kabelklemmen 17 (Fig. 2 und 3), die jeweils einen

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mit ihnen einheitlich ausgebildeten vorderen Leiter 18 aufweisen. Jeder der sich nach /orn erstreckenden Leiter 18 hat ein abgerundetes Ende 19 mit einer daran befindlichen Lippe 2o. Der Leiter 18 dient zur Anlage an einem entsprechenden Leiter einer anderen Kabelklemme 17, um zwischen ihnen den elektrischen Kontakt herzustellen, wie nachstehend erläutert wird.

Gemäß Fig. 3 enthält der Unterteil 15 des Steckergehäuses eine mittlere, sich in Längsrichtung desselben erstreckende Trennwand 22, die eine sich nach vorne erstreckende Tasche sowie einen sich nach rückwärts erstreckenden Hauptteil 26 bildet und abtrennt, der die Kabelklemmen 17 aufnimmt. In dem Unterteil 15 sind die Seitenwände 27 der Tasche 24 gegenüber dem Hauptteil 26 vertieft oder versetzt, so daß Schultern 28 und ein Abstand der Tasche 24 gebildet werden, durch den ein sich bis zur Ebene der Schulter 28 erstreckender Schlitz 3o geschaffen wird, der das Zusammenstecken der Steckergehäuse ermöglicht.

Der sich rückwärts erstreckende Hauptteil 26 des Unterteils umfaßt auch zueinander ausgerichtete Ausnehmungen oder Nuten 32 an den Seitenwänden 27 sowie die Trennwand 22, die zur Aufnahme einer sich längs erstreckenden, U-förmigen Blattfeder 35 dienen (Fig. 3). Gemäß Fig. 6 besteht die Blattfeder 35 aus einem Paar sich von dieser aufwärts erstreckender U-förmiger Verlängerungen 36, die von den zueinander ausgerichteten Ausnehmungen oder Nuten 32 in der Seitenwand und der Trennwand 22 des Hauptteils 26 des Unterteils 15 aufgenommen werden. Wenn daher die sich längs erstreckende Blattfeder 35 innerhalb der Nuten 32 der Seitenwand 27 und der Trennwand 22 des Hauptteils angebracht ist, wird die Blattfeder in dem Hauptteil steif und fest gehalten, wobei sich ihre Zunge 37 in die Tasche 24 des Unterteils 15 erstreckt. Zur Er-

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leichterung und Unterstützung des Einsetzens der Kabelklemme 17 in das Steckergehäuse 12 weist ein Boden 29 des Hauptteils 26 eine Abschrägung 34 auf, gegen die das Ende 38 der Blattfeder 35 anliegt (Fig. 2).

Gemäß Fig. 3 ist der Oberteil 14 des Steckergehäuses 12 ebenfalls mit einer sich in Längsrichtung desselben erstreckenden mittleren Trennwand 22 versehen, die sich in gleicher Richtung wie der Hauptteil des Unterteils 15 erstreckt. Die Trennwand 22 bildet einen sich zusammen mit dem Hauptteil 26 des Unterteils 15 rückwärts erstreckenden Hauptteil 26. In einem vorderen Ansatz 41 sind zwei umgekehrte Buchsen 45 mit Öffnungen 4o eingeformt, die an dem Außenende 46 offen und an ihrem Innenende 47 durch ein quer angeordnetes, platten- oder wandförmiges Isolierorgan 42 geschlossen sind, das in einem Querschlitz 44 in dem Oberteil eingesetzt werden kann.

Das elektrische Steckergehäuse 12 besteht vorzugsweise aus einem geformten Polycarbonatharz, das unter dem Warenzeichen "Lexan" der General Electric Company im Handel ist, während das Isolierorgan 42 aus einem anderen als dem Kunststoffmaterial zusammengesetzt ist, das üblicherweise zum Formen des eletrischen Steckergehäuses 12 verwendet wird. Bedeutsamerweise besitzt glasgefülltes Polyamid überlegene elektrische Eigenschaften, die es auch bei hoher Temperatur und Feuchtigkeit beibehält.

Wie Fig. 3 zeigt, wird das Steckergehäuse 12 durch feste Anordnung der Blattfeder 35 in den zueinander ausgerichteten Nuten 32 in der Seitenwand 27 und der Trennwand 22 des Hauptteils 26 des Unterteils 15 zusammengesetzt. Das Isolierorgan 42 wird danach in den Querschlitz 44 eingesetzt und der Oberteil 14 auf den Unterteil 15 abgesenkt und diesem gegen-

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über ausgerichtet« Nun können die beiden Gehäusehälften durch Ultraschallschweißung entweder dauerhaft miteinander verschweißt oder durch nicht gezeigte Befestigungsmittel lösbar miteinander verbunden werden, die durch öffnungen 4 8 in dem Unterteil und dem Oberteil eingebracht werden. Nachdem das Steckergehäuse 12 zusammengesetzt wurde, werden die Kabelklemmen 17 in den Hohlraum 16 des Hauptteils eingesetzt und das abgerundete Ende 19 bewegt sich hinter die Abschrägung 34, bis die Zunge 37 der Blattfeder 35 an der Lippe 2o angreift, so daß die Kabelklemme gegen das Isolierorgan 42 fest gehalten wird; diese Stellung ist in Fig. 2 teilweise gezeigt. Wenn identische Steckergehäuse 12 mit darin eingesetzten Kabelklemmen dann teleskopartig zusammengeschoben werden, legen sich die abgerundeten Enden 19 der Kabelklemmen 17 aneinander an, wobei sie eine Rast- oder Nockenwirkung zwischen sich hervorrufen, so daß die Steckergehäuse 12 fest miteinander verblockt oder verriegelt werden, wie Fig. zeigt. So dient die Blattfeder 35 zur elastischen Anlage an der Lippe 2o der Rückseite des Endes der Kabelklemmen 17, damit diese nicht aus dem isolierten Gehäuse zurückgezogen werden können, sowie zum Vorspannen der Kabelklemme in einer Verriegelungs-und Anlageverbindung mit anderen Kabelklemmen, die in einem anderen Steckergehäuse angeordnet sind, wenn die Steckergehäuse teleskopartig ineinandergesteckt sind.

Da das Isolierorgan 42 den Leiter 18 der Kabelklemme 17 berührt, muß das Isolierorgan gegenüber Hitze und Deformation hoch widerstandsfähig sein. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung eines abnehmbaren Isolierorgans aus mit Glas gefülltem Polyamid sich die Lebensdauer des elektrischen Steckers erheblich verlängern läßt. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn der elektrische Stecker übermässigen Belastungen über eine lange Zeitdauer ausgesetzt ist. Außerdem ist die Blattfeder

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infolge ihrer festen Anbringung innerhalb des Steckergehäuses 12 gegenüber wiederholtem Trennen und Herstellen der Steckerverbindung unempfindlich, die zu einem geringeren Verschleiß des Steckers als bei bekannten Vorrichtungen führen.

Obwohl die Erfindung anhand eines zweipoligen Steckers beschrieben wurde, ist sie für ein- oder mehrpolige Vorrichtungen ebenso wie für Stecker verwendbar, die mehrere Kabelklemmen enthalten. Der elektrische Stecker gemäß der Erfindung weist somit eine hohe Widerstandfähigkeit gegenüber Hitze auf und ist bei wiederholtem Zusammenstecken und Trennen einer Steckerverbindung unempfindlich gegenüber Verschleiß.

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Claims

Patentansprüche

( 1.J Elektrischer Stecker, mit einem Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material, das aus einem Oberteil und einem Unterteil von jeweils etwa gleicher, im wesentlichen rechtwinkeliger Form besteht, wobei der Oberteil einen vorderen Ansatz aufweist, während der Unterteil mit einer Tasche und einem sich rückwärts erstreckenden Hauptteil mit an dessen Seiten zueinander ausgerichteten Nuten versehen ist, in denen eine Blattfeder angebracht ist, an der im Hauptteil gelagerte Kabelklemmen angreifen und deren Zunge sich in die Tasche des Unterteils erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Querschlitz (44) im Oberteil (14) ein Isolierorgan (42) einsetzbar ist, das in der Tasche (24) des Unterteils (15) festgehalten ist, wenn dieser mit dem Oberteil (14) fest verbunden ist.

2. Elektrischer Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierorgan (42) aus Polyamid mit Glasfüllung be steht.

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3. Elektrischer Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine U-förmige Blattfeder (35) mit sich von dieser aufwärts erstreckenden Vorsprüngen (36) ist, die durch Eingriff in die zueinander ausgerichteten Nuten (32) in dem Gehäuse (12) festlegbar ist.

4. Elektrischer Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus einem Polycarbonatharz hergestellt ist.

5. Elektrischer Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Anlage an Kabelklemmen

(17) in einem zweiten identischen Steckergehäuse vorgesehenen Kabelklemmen (17) an dem Isolierorgan (42) im Gehäuse (12) fest gehalten sind, derart, daß nach dem teleskopartigen Ineinanderstecken zweier identischer Gehäuse deren Kabelklemmen (17) sich gegenüberliegend zueinander ausgerichtet und zur Herstellung der elektrischen Verbindung fest miteinander verriegelt sind.

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