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"Steckvorrichtung" Die Erfindung betrifft eine aus Stecker und Steckdose
bestehende mehrpolige Steckvorrichtung, insbesondere für den elektrischen Anschluß-von
Kraftfahrzeuganhängern, bei welcher Kontakte in einer Sockelplatte der Steckdose
und zugeordnete Kontakte in einer Halteplatte des Steckers gehalten sind und in
der zusammengesteckten Stellung von Stecker und Steckdose miteinander in Berührung
stehen.
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Solche Steckvorrichtungen weisen bisher beispielsweise als Steckerstifte
und Steckdosenbuchsen ausgebildete Schleifkontakteinrichtungen auf. Derartige Steckvorrichtungen
sind aber für einen Einsatz dann ungeeignet, wenn es auf einen nur geringen Spannungsabfall
in der Steckvorrichtung ankommt, wie beispielsweise bei der Betätigung des Antiblockiersystems
bei Lastkraftwagenanhängern. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine SteckvorrichturC
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ihr Einsat auch bei der Anforderung
an einen äußerst geringen Spannungsabfall, wie im Bereich von Antiblockiersystemen,
möglich wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß beim Zusammenstecken
von Stecker und Steckdose die Steckerkontakte zunächst in ihre Endposition in der
Steckdose gelangen, ohne daß die Steckerkontakte mit den Steckdosenkontakten in
Berührung kommen, und daß die Steckerkontakte
mit den Steckdoserlkontakten
erst bei der anschließenden Fortführung der Zusammensteckbewegung von Stecker und
Steckdose durch Relativbewegung senkrecht zur Zusammensteckbewegung in Berührung
gelangen. Die Steckvorricntung wird also auf diese Weise als Schaltsteckvorrichtung
ausgebildet, bei welcher die einander zugeordneten Kontakte zunächst in ihre jeweilige
axiale Endposition zueinander gelangen und erst dann senkrecht zur Zusammensteckbewegung
in Berührung miteinander gebracht werden. Auf diese Weise findet beim Steckvorgang
keine Reibung der Kontakte aufeinander statt und insbesondere erfolgt kein Abrieb
der Kontaktoberflächen trotz vieler Steckvorgänge.
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Auch erfolgt bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Steckvorrichtung
als Schaltsteckvorrichtung das Inberührungkommen der einander zugeordneten Kontakte
selbsttätig ausschließlich aufgrund der Zusammensteckbewegung, ohne daß es einer
besonderen Handbetätigung etwaiger Zusatzschalter oder -tasten bedürfte.
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Das erfindungsgemäße Lösungsprinzip wurde zuvor und wird auch im folgenden
anhand einer bestimmten Anordnung und Ausbildung der Kontakte sowie ihre Relativbewegung
betätigender Elemente in Zuordnung zu einem Stecker und einer Steckdose beschrieben.
Es ist darauf hinzuweisen, daß insoweit die Funktionen und Beschaffenheiten der
Kontakte und der Betätigungselemente nicht an ihre Anordnung in dem Stecker oder
in der Steckdose gebunden sind, sondern unter Beibehaltung ihrer jeweiligen Funktion
zwischen Stecker und Steckdose vertauscht werden können.
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Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich praktisch sehr einfach dadurch
realisieren, daß der Stecker mit Hilfe eines Schaltstiftes die vorzugsweise wenigstens
abschnittsweise federnd ausgebildeten Steckdosenkontakte mit den Steckerkontakten
erst dann in Berührung bringt, wenn sich die Steckerkontakte
bereits
in der Endposition befinden. Die zur Zusammensteckbewegung senkrechte Relativbewegung
der Stecker- und Steckdosenkontakte, die sich an die Bewegung der Stecker- und Steckdosenkontakte
in Zusammensteckbewegung anschließt, wird also durch ein in dem Stecker als Schaltstift
ausgebildetes Betätigungselement selbsttätig bei der Fortführung der Zusammensteckbewegung
von Stecker und Steckdosen bewerkstelligt.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schaltstift
fest an einer hinter der Halteplatte in dem Stecker festliegenden Kopfplatte gehalten,
die vorzugsweise als Kontaktstifte ausgebildeten Steckerkontakte kommen bei der
Fortführung der Zusammensteckbewegung in entsprechenden Aussparungen der Sockelplatte
in ihrer Endposition zum Anschlag, und die Halteplatte ist bei der Fortführung der
Zusammensteckbewegung gegen die Wirkung einer ersten Druckfeder nach hinten in Richtung
auf die Kopfplatte bewegbar. Aufgrund dieser bevorzugten Lösung wird erreicht, daß
aufgrund der Relativbewegung von Halteplatte, in welcher die Steckerkontakte gehalten
sind, und der Kopfplatte, in welcher der Schaltstift gehalten ist, die Steckerkontakte
zunächst in ihre Endposition in der Steckdose gelangen können und dann unter Fortführung
der Zusammensteckbewegung sich der Schaltstift relativ zu den Steckerkontakten in
Zusammensteckbewegungsrichtung weiterbewegt und die Steckdosenkontakte mit den bereits
in ihrer endposition liegenden Steckerkontakten in Berührung bringt. Die erste Druckfeder
gewährleistet, daß bei der Lösung der Steckverbindung der Schaltstift relativ zu
den Steckerkontakten wieder in seine zurückgezogene Position gelangt und nicht nach
vorne über die Steckerkontakte hinausragt.
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Der Schaltstift ist vorzugsweise konzentrisch zur Steckerachse im
Stecker angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, eine beliebige Anzahl von Steckdosenkontakten
mit Hilfe des einzigen Schaltstiftes auf gleiche Weise zu betätigen.
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Bei einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung hat der
Schaltstift eine, vorzugsweise konische, Auflauffläche für die Bewegung der Steckdosenkontakte
in Richtung auf die Steckerkontakte.
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Der Schaltstift kann zwar die Steckdosenkontakte unmittelbar in Berührung
mit den Steckerkontakten drücken. Vorzugsweise taucht aber der Schaltstift beim
Zusammenstecken von Stecker und Steckdose in eine, vorzugsweise mit der Steckdosenachse
konzentrische, Bohrung der Sockelplatte ein und betätigt dabei mit der Auflauffläche
auf die Steckdosenkontakte einwirkende, in der Sockelplatte verschieblich gelagerte
Druckstifte. Die Bohrung in der Sockelplatte der Steckdose bildet auf diese Weise
eine Führung und gegebenenfalls einen mit der Auflauffläche zusammenwirkenden Anschlag
für den Schaltstift, so daß die Steckdosenkontakte bei jedem Steckvorgang sicher
in die gewünschte zur Zusammensteckbewegung senkrechte Bewegung versetzt werden.
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Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Steckdosenkontakte jeweils
in geringerem radialen Abstand um die achskonzentrische Bohrung der Sockelplatte
verteilt liegen, als die jeweils zugeordneten Steckerkontakte um den achskonzentrischen
Schaltstift, und daß beim Zusammenstecken von Stecker und Steckdose, nachdem die
Steckerkontakte ihre Endposition in den Aussparungen der Sockelplatte erreicht haben,
der Schaltstift mit der Auflauffläche im Sinne einer radialen Auswärtsverschiebung
auf das jeweilige innere Ende der in radialen Bohrungen der Sockelplatte verschieblich
gehaltenen Druckstifte einwirkt, welche mit ihrem jeweiligen äußeren Ende an einem
radial auswärts bewegbaren, vorzugsweise federnd ausgebildeten Abschnitt der Steckdosenkontakte
anliegen und dadurch den jeweiligen Abschnit in Berührung mit den zugeordneten Steckerkontakten
bringen. Auf diese Weise wird bei Erhaltung einer
zuverlässigen
Funktion eine kompakte Bauweise erzielt. Dadurch, daß die Druckstifte auf einen
federnden Abschnitt der Steckdosenkontakte einwirken, heben sich diese Abschnitte
bei der Lösung der Steckverbindung zunächst senkrecht von den Steckerkontakten ab,
bevor die Auseinanderbewegung in Auseinanderbewegungsrichtung von Stecker und Steckdose
einsetzt, sondern auch die Druckstifte werden wieder in ihre Ausgangsposition gedrückt.
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Bei einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Steckerkontakte
von einem vorzugsweise zylindrischen in die Steckdose einführbaren Teil des Steckergehäuses
umschlossen und der Stecker weist eine gegen die Wirkung einer zweiten Druckfeder,
deren Federkraft geringer ist als die der ersten Druckfeder, in Richtung auf die
Halteplatte axial verschiebliche, die Vorderöffnung des Steckergehäuses abdeckende,
mit Durchbrechungen für die Steckerkontakte und den Schaltstift versehene Führungsplatte
auf. Die Führungsplatte wird also beim Steckvorgang von der Sockelplatte der Steckdose
in Richtung auf die Halteplatte und die Kopfplatte des Steckers gegen die Wirkung
der zweiten Druckfeder zurückgedrückt, wodurch die Steckerkontakte und der Schaltstift
durch die Führungsplatte hindurchragend zur Ausführung ihrer Funktionen freigelegt
werden. Bei der Lösung der Steckverbindung wird die Führungsplatte von der zweiten
Druckfeder wieder in die vordere Abdeckstellung gedrückt, 0 daß der Schaltstift
und insbesondere die Steckerkontakte weitgehend nach außen abgeschlossen liegen.
Das Merkmal, daß die zweite Druckfeder eine geringere Federkraft hat als die erste
Druckfeder zwischen Halteplatte und Kopfplatte hat den Zweck, daß beim Zusammenstecken
von Stecker und Steckdose zunächst die Führungsplatte bis an die Halteplatte zurückgedrückt
und dann beide Platten gemeinsam gegen die Kopfplatte weiterbewegt werden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines usfuhrungsbeispieles
anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand
der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen
oder deren Rückbeziehung.
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Die (einzige) Figur veranschaulicht im Schnitt eine die Erfindung
aufweisende Steckvorrichtung mit Steckdose und Stecker.
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Der Stecker 1 hat ein lm wesentlichen zylindrisches Steckergehäuse
1', auf dessen hinterem Abschnitt ein Bajonettverschllc ring zur Verriegelung mit
der Steckdose 2 drehbar aber axial unverschieblich gehalten ist. In das rückwärtige
Ende des Steckergehäuses 1' ist ferner ein auch der Zugentlastung dienendes Kabeleinführungsstück
18 eingeschraubt. An einer nach vorne weisenden Anschlagkante 19 liegt in dem Steckergehäuse
1' eine Kopfplatte 8 an, die einen nach vorne weisenden zur Steckerachse Ås konzentrisch
liegenden Schaltstift 7 trägt. Der Schaltstift 7 ragt durch eine axial verschieblich
in dem Steckergehäuse 11 erste Druckfeder 9 im Abstand von der Kopfplatte 8 gelagerte
Halteplatte 4 hindurch, in welcher die als Kontaktstifte, im dargestellten Fall
Vierkantstifte, ausgebildeten Steckerkontakte 6 festgehalten sind. Der Bewegungsweg
der Halteplatte 4 wird nach vorne durch eine Anschlagkante 20 begrenzt, welche Anschlagkante
20 in dem dargestellten Fall durch den hinteren Rand einer vorne in das Steckgehäuse
1' eingeschraubten Kappe 21 gebildet wird. Die Steckerkontakte 6 ragen ihrerseits
mit ihrem rückwärtigen Ende durch die Kopfplatte 8 hindurch, so daß eine Relativbewegung
zwischen Halteplatte 4 und Kopfplatte 8 und der Kabelanschluß an den rückwärtigen
Enden der Steckerkontakte 6 möglich ist. Der Schaltstift 7 geht
an
seinem vorderen Ende über eine konische Auflauffläche 10 in einen verjüngten Abschnitt
über. Steckerkontakte 6 und Schaltstift 7 ragen mit ihrem vorderen Ende jeweils
in Durchbrechungen 16 einer Führungsplatte 15, die in dem dargestellten Zustand
des Steckers 1 die Vorderöffnung des Steckergehäuses 1' (bzw. der mit diesem verbundenen
Kappe 21) weitgehend verschließt, so daß Schaltstift 7 und insbesondere die Steckerkontakte
6 weitgehend geschützt liegen. Die Führungsplatte 15 ist gegen die Wirkung einer
Druckfeder 14 ebenfalls in axialer Richtung in. dem Stecker 1 auf die Halteplatte
4 zu verschiebbar. Die Federkraft der zweiten Druckfeder 14 ist dabei geringer als
die der ersten Druckfeder 9, vorzugsweise nur etwa halb so groß. Der Bewegungsweg
der Führungsplatte 15 wird nach außen durch eine Anschlagkante 22 begrenzt, die
in diesem Fall ebenfalls von einer Innenkante der Kappe 21 gebildet wird. Durch
die Federanordnung wird also in dem dargestellten Ausgangszustand des Steckers 1
die Kopfplatte 8 an der Anschlagkante 19, die Halteplatte 4 an der Anschlagkante
20 und die Führungsplatte 15 an der Anschlagkante 22 gehalten.
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Die Steckdose 2 hat ebenfalls ein im wesentliches zylindrisches Steckdosengehäuse
2', an dessen Vorderende ein Verschlußdeckel 23 angelenkt ist. Durch ein auf das
hintere Ende aufgeschraubtes Kabeleinführungsst?k 24 wird in dem Steckdosengehäuse
2' eine Sockelplatte 3 miW Hilfe eines hinteren Flansches 25 an einer inneren nach
hinten weisenden Anschlagkante 26 des Steckdosengehäuses 2' gehalten. Im Inneren
weist das Steckdosengehäuse 2' im übrigen eine einwärts weisende Nase 27 auf, die
mit einem in der Kappe 21 des Steckers 1 freigelassenen Schlitz 30 zusammenpaßt,
so daß der Stecker 1 nur lagerichtig in die Steckdose 2 eingesteckt werden kann.
Die Sockelplatte 3 hat eine zu der Steckdosenachse AD konzentrische Bohrung 11,
in welche der Schaltstift 7 beim Zusammenstecken paßt und welche für die Auflauffläche
10 eine entsprechend
schräg nach vorne weisende Zentrier- und Anschlagfläche
28 bildet. Während eine beliebige Anzahl von Steckerkontakten 6 in radialem Abstand
um den Schaltstift 7 in der Halteplatte.
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4 gehalten sind, werden in der Sockelplatte 3 in vrgleichsweise geringerem
radialen Abstand um die Mittelbohrung 11 im dargestellten Fall als Kontaktfedern
ausgebildete zugeordnete Steckdosenkontakte 5 gehalten. Die Steckdosenkontakte 5
haben an ihrem nach hinten aus der Sockelplatte 3 herausragenden Ende einen Anschlußabschnitt
5", der in dem dargestellten Fall als Crimpanschluß ausgebildet ist. Der jeweils
vordere federnde Abschnitt 5' der Steckdosenkontakte 5 liegt angrenzend an für die
Aufnahme der Steckerkontakte bestimmte Aussparungen 13 der Sockelplatte 3 frei.
Auf der den Aussparungen 13 abgewandten Seite der Steckdosenkontakte 5 liegt jeweils
ein Druckstift 12 mit seinem als erweiterter Fußteil ausgebildeten äußeren Ende
an, während das innere Ende der Druckstifte 12 vor der Zentrier- und Anschlagfläche
28 in die Bohrung 11 hineinragt. Die Druckstifte 12 sind in radialen Bohrungen der
Sockelplatte 3 radial verschieblich gelagert und werden aufgrund des erweiterten
Fußteiles und der Einwirkung des federnden Abschnittes 5' der Steckdosenkontakte
5 in dem dargestellten Zustand vor der Herstellung der Steckverbindung gehalten.
Auf der den Aussparungen 13 der Sockelplatte 3 zugewandten Seite der Steckdosenkontakte
5 sind im Bereich des federnden Abschnittes 5' ein-oder mehrere z.B. durch Vergo7den
hergestellte Kontaktplattierungen 29 vorgesehen.
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Bei der Herstellung der Steckverbindung wird der Stecker 1 durch die
aufgrund der Nase 27 und den Schlitz 30 vorgesehenen Kodierung lagerichtig in die
Steckdose 2 eingeführt und erreicht mit der Führungsplatte 15 zunächst ohne Gegendruck
die Vorderseite der Sockelplatte 3. Beim weiteren Einschieben
des
Steckers 1 in die Steckdose 2 wird die federnd gelagerte Führungsplatte 15 des Steckers
1 in Richtung auf die Halteplatte 4 gefahren. Dabei tauchen die-Steckerkontakte
6 druck- und berührungslos in die Aussparungen 13 der Sockelplatte 3 ein. Gleichzeitig
taucht der Schaltstift 7 wenigstens teilweise in die Bohrung 11 der Sockelplatte
3 ein. Die Steckerkontakte 6 gelangen in ihre Endposition in der Sockelplatte 3)
sobald sie mit ihren vorderen Enden an die hintere Begrenzungsfläche der Aussparungen
13 angestoßen sind. In diesem Moment findet auch die Führungsplatte 15 nach der
axialen Bewegung gegen die Wirkung der schwächeren Druckfeder 14 ihren Anschlag
an der Halteplatte 4. Eine elektrische Verbindung zwischen den Steckerkontakten
6 und den Steckerdosenkontakten 5 hat noch nicht stattgefunden, da die federnden
Abschnitte 5' der Steckdosenkontakte 5 weit genug in entsprechenden seitlichen Ausnehmungen
der Aussparungen 13 liegen. Beim weiteren Einschieben des Steckers 1 in die Steckdose
2 wird über die Führungsplatte 15 die Halteplatte 4 nun gegen die Wirkung der stärkeren
Druckfeder 9 in Richtung auf die Kopfplatte 8 bewegt, so daß bei zu der Sockelplatte
3 unveränderten Lage der Steckerkontakte 6 der Schaltstift 7 weiter nach vorne in
die Bohrung 11 eintauchen und mit der Auflauffläche 10 die Druckstifte 12 betätigen,
d.h. radial nach außen verschieben kann. Unter der Wirkung der Druckstifte 12 werden
auch die Abschnitte 5' der Steckdosenkontakte 5 radial nach außen und nun in Berührung
mit de,l Steckerkontakten 6 gedrückt und die elektrische Verbindung hergestellt.
Der Kontaktdruck läßt sich durch entsprechende Formgebung des federnden Abschn:ittes
5' der Steckdosenkontakte 5 und den Hub der Druckstifte, letzterer wiederum durch
die Länge der Druckstifte 12 und die Form der Auflauffläche 10, vorbestimmen. Die
anschließende Verriegelung von Stecker 1 und Steckdose 2 beispielsweise durch den
Bajonettring 17 oder durch Verschraubung
schließ den Steckvorgang
ab.
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Beim Lösen der Steckverbindung laufen die Bewegungsvorgänge unter
Mithilfe der federnden Teile, also insbesondere des federnden Abschnits~s 5' der
Steckdosenkontakte 5 und der beiden Druckfedern 9 und 14 in umgekehrter Reihenfolge
ab, wonach die Druckstifte 12 wieder in ihre innere, die Halteplatte 4 in ihre vordere
und die Führungsplatte 15 ebenfalls in ihre vordere Ausgangslage zurückgedrückt
werden Stecker 1 und Steckdose 2 nehn,en dann wieder die in der Figur veranschaulichte
Position ein, wobei der Stecker 1 weitgehend durch die FührungsplE.tte 15 und die
Steckdose 2 durch den Deckel 23 verschlossen sind
Bezugszeichenliste:
1 Stecker 1' Steckergehäuse 2 Steckdose 2' Steckdosengehäuse 3 Sockelplatte 4 Halteplatte
5 Steckdosenkontakte 5' federnder Abschnitt 5" Anschlußabschnitt 6 Steckerkontakte
7 Schaltstift 8 Kopfplatte 9 erste Druckfeder 10 Auflauffläche 11 Bohrung 12 Druckstifte
13 Aussparung 14 zweite Druckfeder 15 Führungsplatte 16 Durchbrechungen 17 Bajonettverschlußring
18 Kabeleinführungsstück 19 Anschlagkante 20 Anschlagkante 21 Kappe 22 Anschlagkante
23 Verschlußdeckel 24 Kabeleinführungsstück 25 Flansch 26 Anschlagkante 27 Nase
28 Zentrier- und Anschlagfläche 29 Kontaktplattierungen 30 Schlitz