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Steckverbinder
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Die Erfindung bezieht sich auf Steckverbinder mit Stecker und Buchse,
die als Körper aus Isolierstoff mit kreis- bzw. kreisringförmigem Querschnitt aus
bildet und beim Stecken koaxial ineinander einfügbar sind.
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ikus Stecker und Buchse bestehende Steckverbinder sollen neben ihren
erforderlichen elektrischen Eigenschaften auch gewisse andere Eigenarten aufweisen,
unter denen die beim Steckvorgang auf die Kontaktelemente ausgeübte Steckkraft,
das Verschleißverhalten und die Verschmutzungsneigung im ungesteckten Zustand eine
besondere Rolle spielen. Dies ist besonders dann von Belang, wenn wie bei Steckverbindungen
für Nachrichten- und Meßtechnik die zu führenden elektrischen Ströme an sich gering
sind, so daß die Dimensionierung von Steckerstiften und -buchsen weniger durch die
elektrischen als durch die sonstigen Anforderungen bedingt sind. Besonders die Steckerstifte
müssen eine gewisse mechanische Festigkeit aufweisen, um beim eigentlichen Steckvorgang
oder im ungestecken Zustand nicht beschädigt zu werden. Stifte wie Buchsenhülsen
müssen eine gewisse Länge aufweisen, um die elektrischen Übergangswiderstände klein
zu halten. Dadurch werden zumindest dünne Stifte mechanisch empfindlich. Auch bei
der Herstellung bedürfen solche empfindlichen Bauelemente einer gewissen Sorgfalt
in der Handhabung. Wegen der Größe der erforderlichen gegenseitigen Berührungsflächen
müssen auch die Strecken lang gehalten werden, über die
Stifte und
Buchsenhülsen beim Steckvorgang aufeinander reiben, und damit unterliegen sie einem
nicht zu vermeidenden Verschleiß. Schließlich setzen sich kleine Buchsenhülsen mit
Schmutz leichter zu und sind gegebenenfalls schwer zu reinigen als große.
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Es sind auch bereits Steckverbinder bekannt, wie sie von der Anmelderin
unter der Typenbezeichnung NF 7 vertrieben werden, bei denen der Kontakt zwischen
den Stirnflächen zweier koaxialer Bolzen hergestellt wird, die gegeneinander unter
Federdruck stehen. Diese Verbinder sind empfindlich gegen Verunreinigungen,weiles
bei ihnen beim Steckvorgang kaum zu einer Reibung der Kontaktflächen kommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder anzugeben,
der mit wenig Kraft steckbar und weitgehend unempfindlich gegen Verschmutzung ist,
und der geringem Verschleiß an den Kontaktelementen unterliegt und zugleich eine
hinreichendgroße Reibung zur Reinigung der Kontaktflächen aufweist.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Steckverbinder mit Stecker und Buchse,
die als Körper aus Isolierstoff mit kreis- bzw. kreisringförmigem Querschnitt ausgebildet
sind und die beim Stecken koaxial ineinander einfügbar sind.
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Der Steckverbinder nach der Erfindung unterscheidet sich von den bisher
bekannten dadurch, daß Stecker und Buchse in gestecktem Zustand um die gemeinsame
Achse gegeneinander um einen vorgegebenen Winkel drehbar sind und daß ihre im gesteckten
Zustand einander mit Abstand gegenüberliegenden zylinderförmigen Begrenzungsflächen
mit einer jeweils gleichen Anzahl und mit gleichem Winkelabstand angeordneten, gegeneinander
konvex gewölbten und radial federnden Kontaktflächen besetzt sind, die erst während
der Drehbewegung und in deren Endlage paarweise miteinander in elektrischem Kontakt
stehen.
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Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Steckverbinders ist darin
zu sehen, daß die zum Stecken erforderliche Kraft gering ist, weil bei dem eigentlichen
Steckvorgang die Kontaktflächenpaare nicht aufeinander gleiten. Die Öffnungen in
den Isolierstoffkörpern sind groß genug, um zu verhindern, daß sich kleinere Schmutzpartikel
darin einklemmen und größere leicht entfernt werden können. Die gegenseitige Berührung
der Kontaktflächen bei der Drehung erfolgt über
einen kurzen Weg,
so daß bei ausreichend geringem Kontaktwiderstand der Verschleiß gering ist, andererseits
eine für die Reinigung der Kontaktflächen ausreichende Reibung gegeben ist.
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Weiterhin sind Kontaktflächen wegen ihrer Einbindung in die Isolierstoffkörper
im ungesteckten Zustand besser gegen mechanische Beschädigungen geschützt. Die zu
verbindenden Kontaktelemente bestehen nicht mehr aus Stift und Buchsenhülsen, sondern
können durch gleiche Bauelemente dargestellt werden, was die Lagerhaltung vereinfacht
und die Herstellung erleichtert.
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In Weiterbildung der Erfindung stehen Stecker und Buchse in gestecktem
Zustand gegeneinander unter Federdruck, der in der Drehstellung mit Kontaktgabe
eine an einen der beiden Körper angeformte Nase in einer am anderen Körper vorhandenen
Nut festhält. Dabei wird zwar die beim Stecken aufzuwendende Kraft gering fügig
um die zur Auslenkung der Feder erforderliche Kraft erhöht, andererseits erfährt
die Reibung der Kontaktflächen gegeneinander eine achsiale Komponente.
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Erfindungsgemäß sind die Kontaktflächen Teile von länglichen metallischen
Stanzteilen, die in Ausnehmungen der den Stecker und die Buchse bildenden Körper
einfügbar sind und an ihren den Kontaktflächen abgewandten Enden mit Löt- oder Krimpanschlüssen
für die zu verbindenden Leitungen versehen sind. Im Gegensatz zu den herkömmlichen
aufwendigen Steckerstiften und Buchsenhülsen kann der erfindungsgemäße Steckverbinder
leicht mit billig herzustellenden Stanzteilen bestückt werden* ohne seine sonstigen
Vorteile verlustig zu geben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können dabei die Kontaktflächen
an den Stanzteilen einseitig angeformt werden, damit eine gewisse Torsionsfederung
der Kontaktflächen über die Länge der Stanzteile ermöglicht wird.
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Besonders einfach gestaltet sich die Montage des Steckverbinders,
wenn in Weiterbildung der Erfindung die den Stecker und die Buchse bildenden Körper
von den leitungsseitigen Enden her mit Ausnehmungen versehen sind, deren Wandungen
in Höhe der Kontaktstellen eine Öffnung haben, in die beim Einschieben des Stanzteiles
die an dem Stanzteil befindliche Kontaktfläche mit ihrer konvexen Ausformung federnd
eingreift.
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Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel
eines
Steckverbinders nach der Lehre der Erfindung, wobei identische Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind.
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Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Steckverbinder im gesteckten
Zustand.
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Fig. 2 und 3 zeigen einen Querschnitt durch den Steckverbinder in
Höhe der Kontaktflächen, wobei Fig. 2 den Zustand vor der Drehung und Fig. 3 den
Endzustand nach der Drehung wiedergibt.
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Der Stecker 1 besteht aus einer Hülse 2 und einem Kontaktteil 3. Ebenso
besteht die Buchse 4 aus einer Hülse 5 und einem Kontaktteil 6. Mindestens die Kontaktteile
3 und 6 bestehen aus Isolierstoff. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, haben die
Kontaktteile 3 und 6 ring- bzw. kreisringförmigen Querschnitt. Sie sind so koaxial
ineinander einfügbar. Beide Kontaktteile weisen auf konzentrischen Kreisen angeordnete
Ausnehmungen 7 auf, in die metallische Stanzteile 8 eingeführt sind. In Fig. 1 sind
der übersichtlichkeit wegen und zur Darstellung der Ausnehmungen 7 auf den beiden
inneren Ringen die Stanzteile nicht dargestellt. Leitungsseitig enden die Stanzteile
in Löt- oder Krimpanschlüssen 9, während sie an ihren anderen Enden Kontaktflächen
10 tragen, die paarweise einander zugeordnet sind, je eine in der Buchse und im
Stecker. Die Kontaktflächen 10 sind gegeneinander konvex gewölbt und radial federnd
ausgebildet. Sie liegen auf den zylinderförmigen Begrenzungsflächen 11 des Kontaktteiles
3 des Steckers 1 und den Begrenzungsflächen 12 des Kontaktteiles 6 der Buchse 4.
Die Ausnehmungen 7 weisen Öffnungen 17 auf. In diese öffnungen 17 können- die Kontaktflächen
10 beim Einführen der Stanzteile 8 in die Ausnehmungen 7 mit ihrer konvexen Ausformung
federnd eingreifen. Die jeweils einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen 11
bzw. 12 weisen einen Abstand 13 auf, der auch beim Stekken des Steckers in die Buchse
erhalten bleibt. Diese Steckbewegung erfolgt in der aus Fig. 2 erkennbaren relativen
Lage von Stecker und Buchse gegeneinander, was zur Folge hat, daß sich die einander
zugeordneten Kontaktflächenpaare 10 während des Steckvorganges nicht berühren. Der
Steckvorgang erfolgt gegen eine Feder 14. Gleichzeitig gleitet die an der Hülse
2 des Steckers 1 angebrachte Nase 15 durch eine nicht dargestellte Sicke in der
Hülse 5 der Buchse 4 bis in die Höhe der Nut 16. Dann werden Stecker und Buchse
um die gemeinsame Achse im Sinne der in Fig. 2 und 3 enthaltenen Pfeile gedreht.
Dabei gleiten die einander zugeordneten Kontaktflächenpaare 10 übereinander und
treten in elektrischen Kon-
takt miteinander. Die dabei auftretende
Reibung bringt ein Minimum an Verschleiß mit sich, reicht aber aus, um die Kontaktflächen
zu säubern. Der Kontaktwiderstand wird außerdem bestimmt durch den danach in der
Federung der Kontaktflächen auftretenden Druck. Dies gestaltet sich besonders günstig,
wie aus Fig. 2 und 3 zu erkennen, wenn die Kontaktflächen an den Stanzkörpern einseitig
angeformt sind. Nach Abschluß der Drehbewegung drückt die Feder 14 den Stift 15
in die Nut 16, wie in Fig. 1 dargestellt und neben der damit bewirkten Verriegelung
tritt eine zusätzliche achsiale Reibung der Kontaktflächenpaare 10 gegeneinander
auf. Ein Dichtring 18 dichtet im gesteckten Zustand den Bereich der Kontaktflächen
gegen die Umgebung ab.