DE3144580A1

DE3144580A1 - Steckverbindung mit schaltbarer kontaktbruecke

Info

Publication number: DE3144580A1
Application number: DE19813144580
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ing.(grad.) 4992 Espelkamp Nötzel; Wolfgang Dipl.-Ing. 4500 Osnabrück Petersmeier; Günter 4990 Lübbecke Piewitt
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 1981-11-10
Filing date: 1981-11-10
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE3269455D1; EP0079016A1; EP0079016B1

Description

Steckverbindung mit schaltbarer Kontaktbrücke

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit zumindest zwei mittels einer Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbindbaren Kontaktelementen mit Anschlüssen für einzelne elektrische Leiter einerseits sowie Steckanschlüssen für Kontakte eines elektrischen Steckverbinders andererseits, wobei die durch die Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbundenen Kontaktelemente beim Einführen des Gegensteckers durch Ausübung eines Druckes auf die Kontaktbrücke elektrisch getrennt werden.

Bei derartigen Steckverbindungen ist es erforderlich, eine Betätigungseinrichtung für die Kontaktbrücke so auszubilden, daß die, bei nicht eingeführtem Gegenstecker elektrisch durch die Kontaktbrücke verbundenen Kontaktelemente, beim Einführen des Gegensteckers elektrisch getrennt werden. Dabei ist es weiterhin nötig, die Betätigungseinrichtung so auszubilden, daß die Trennung der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen erst dann erfolgt, wenn die Kantaktelemente bereits elektrisch mit den Steckanschlüssen des Gegensteckers verbunden sind. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn in elektrischen Stromkreisen elektromagnetische Stromwandler mit zu- und abschaltbaren Meßeinrichtungen vorgesehen sind, da derartige Stromwandler sekundärseitig niemals mit offenen Klemmen betrieben werden dürfen, da sonst u.U. sehr hohe Induktionsspannungen entstehen können, die zur Zerstörung der lüandler führen können.

Andererseits sind derartige Steckverbindungen auch erforderlich, wenn betriebsmäßig Strommeßeinrichtungen oder andere Einrichtungen in elektrische Stromkreise eingeschaltet werden sollen, die aus betriebsmäßigen Gründen keine Unterbrechung des fließenden Stromes erfahren

35 dürfen.

Bei einer bekannten Steckvorrichtung dieser Art CDE-PS 18 02 457) ist vorgesehen, daß die Kontaktbrücke aus mehreren federnd gelagerten Kantaktgliedern besteht und daß an dem Gegenstecker ein Betätigungsglied vorgesehen ist, das beim Einführen des Steckers in die Steckerfassung einen Druck auf die Kontaktglieder ausübt. Diese Anforderung erfüllt die Erfordernisse im großen und ganzen zufriedenstellend. Jedoch ist bei der bekannten Steckvorrichtung für jeden Anwendungsfall (Anzahl der schaltbaren Kontakte) eine speziell, separat herzustellende Steckverbindung (Gehäuse, Gegenstecker) erforderlich, die im übrigen aus einer Vielzahl van verschiedenartigen, in fester Zuordnung zueinander verbundenen Einzelteilen besteht. Eine universelle Anordnung bzui. Umstellung für verschiedenartige Verwendung, uie beispielsweise schaltbare Verbindung nur zweier Strompfade und Verwendung der restlichen Kontakte als normale Steckverbindungskantakte ist hier nicht vorgesehen und bei dem vorgegebenen Aufbau auch nicht wirtschaftlich herstellbar. Weiterhin erfolgt die Betätigung der federnden Kontaktglieder über am Gegenstecker fest angeordnete Betätigungsglieder. Es ist somit für den jeueiligen Anwendungsfall jeweils ein spezieller Gegenstecker erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die o.g. Nachteile zu überwinden und eine Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus wenigen verschiedenartigen Grundteilen modular aufgebaut ist um somit die Anfertigung und Lagerhaltung einer Vielzahl van unterschiedlichen Einzelteilen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird in technisch fortschrittlicher üleise bei einer Steckverbindung der eingangs genannten Art dadurch gelöst,

a) daß der die Steckbuchsen aufweisende Steckdoseneinsatz aus einem Steckbuchsenträger und modular aneinandergereihten Elementen, die auf den Steckbuchsenträger aufgerastet sind, besteht,

b) daß der die Kontaktelemente aufnehmende und halternde Isolierkörper aus kongruenten Isolierscheiben zusammengesetzt ist, wobei der Isolierkörper mit seitlichen Rastarmen zur rastbaren Befestigung an dem mit entsprechenden Rastschultern versehenen Steckbuchsenträger versehen ist,

c) daß die Kontaktelemente unter Bildung einer Kantaktbrücken-Auflageschulter gebogen sind und in Aufnahme-Ausnehmungen der Isolierscheiben eingefügt und formschlüssig gehalten sind,

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d) daß eine mit einer Druckfeder versehene, elektrisch leitende Kontaktbrücke in jedem mit zu verbindenden Kontaktelementen versehenen Element eingesetzt ist,

e) daß zumindest ein scheibenförmiges Element vorgesehen ist, das mit einem in seinem Innenraum längsverschiebbar angeordneten Betätigungselement versehen ist, wobei das Betätigungselement stiftförmige Ansätze aufweist, die durch die Führungsöffnungen in die Öffnungen des Steckbuchsentrigers ragen, und

f) daß über ein sich quer durch die Elemente erstreckendes, elektrisch 1Q nicht leitendes Druckübertragungselement ein Druck auf die Kontaktbrücke beim Einstecken des Gegensteckers ausgeübt uiird, hiobei die Einleitung des Druckes dadurch erfolgt, daß die im Bereich des Betätigungs-Elementes liegenden Steckerstifte beim Zusammenstecken das Betätigungs-Element niederdrücken.

Die vorteilhaften Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis k beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielten Warteile' bestehen insbesondere darin, daß eine universell verwendbare Steckverbindung geschaffen wurde, die aufgrund ihres modularen Aufbaues aus wenigen verschiedenartigen Grundteilen zusammengestellt werden kann, wobei durch die somit mögliche rationelle Serienfertigung der Grundteile eine äußerst preisgünstige Steckverbindung hergestellt werden kann. Weiterhin ist es durch den modularen Aufbau problemlos möglich, Steckverbindungen zu erstellen, die bei Verwendung der gleichen Grundteile neben den schaltbaren Kontakten auch normale Steckverbindungskontakte enthält. Dabei kann der Aufbau einer derartigen Steckverbindung ggfs. vom Anwender selbst vorgenommen werden.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß als Gegenstecker ein für alle verschiedenen Arten von Steckverbindungen (nur Schaltkontakte, Schaltkontakte und Narmalkontakte, nur Steckverbinderkontakte) ein gleichartig ausgebildeter Gegenstecker Anwendung finden kann. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Steckbuchsenträger des Steckdoseneinsatzes so ausgebildet ist, daß ein handelsüblicher, auch bereits für vorhandene Steckvorrichtungsn verwendeter Gegenstecker verwendet werden kann. Eine Herstellung und Lagerhaltung von verschiedenartigen Gegensteckern erübrigt sich somit, wodurch eine weitere Reduzierung der Kosten für derartige Steckverbindungen erzielt wird.

-film folgenden uiird die Erfindung anhand van lediglich einen Ausführungsmeg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht einer Steckvorrichtung, bestehend aus Steckerstiftteil und Steckbuchsenteil in teilmontiertem Zustand, Fig. 2 die Ansicht eines Steckbuchsenschaltelementes mit teilweise

weggebrochener Seitenwand,
Fig. 3 die Ansicht des Elementes gem. Fig. 2 vor dem Zusammenfügen der beiden Isalierkörperhälften, und Fig. k die Ansicht eines Elementes mit eingesetztem Betätigungselement, vor dem Zusammenfügen der beiden Isolierkorperhälften.

Die in Fig. 1 dargestellte Steckverbindung besteht im wesentlichen aus dem Steckdoseneinsatz 1, dem Steckdosengehäuse 2, hier als Flanschgehäuse ausgebildet, sowie dem Steckerstifteinsatz 3 und dem Steckergehäuse if. Zur besseren Übersicht sind die an den Steckerstifteinsatz bzw. Steckdoseneinsatz anschlieBbaren elektrischen Leitungen hier nicht dargestellt. Der die Steckerstifte 5 beinhaltende Steckerstifteinsatz ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und in dem Steckergehäuse k

2D mittels der Laschen 6 und der Schrauben 7 befestigbar.

Der Steckdoseneinsatz 1 besteht im wesentlichen aus dem mit Führungsbohrungen 8 zur Aufnahme der Kantaktbuchsen bzui. der Schaltstifte versehenen Kontaktbuchsenträger 9 und den mit den Kontakteinrichtungen versehenen Elementen 10, 10', 10". Der Kontaktbuchsenträger ist weiterhin mit seitlichen Laschen 11 und den Befestigungsschrauben 12 zur schraubbaren Befestigung im Steckdosengehäuse 2 versehen. Nach dem Zusammenstecken der Steckverbindung ist diese über die am Steckdasengehäuse angeordneten Rastbügel 13 und die am Steckergehäuse vorgesehenen Verriegelungszapfen 1*t in an sich bekannter LJeise verriegelbar. Die Elemente 10,10',10^H sind mit stirnseitigen Rastarmen 15 versehen, die hinter entsprechenden Rastschultern 16 des Steckbuchsenträgers 9 verrastet sind und die Verbindung der Elemente mit dem Steckbuchsenträger bewirken.

In den Fig. 2 bis k ist der Aufbau der einzelnen Elemente im einzelnen dargestellt. Jedes Element 10 besteht aus zwei kongruenten, halbschalenförmigen Isalierscheiben 17, die nach dem Einfügen der jeweiligen Kantaktteile gegeneinandergepreßt werden und mittels der Zapfen 18, die in entsprechende Aufnahme-Ausnehmungen 19 des Gegenteiles klemmend eintauchen, fest miteinander verbunden.

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In den Fig. 2 und 3 ist der innere Aufbau eines Schaltkontaktelementes 10 näher dargestellt. Die der Stromleitung dienenden Kontaktelemente 20 besiönan aus den Kontaktbuchsen 21, die mit sich in den Innenraum des Elementes erstreckenden flachen Stromschienen versehen sind, die an den den Kontaktbuchsen gegenüberliegenden Enden mit Einrichtungen zum Anschluß eines elektrischen Leiters, hier Federklemmen 23, versehen sind. Die Stromschienen sind weiterhin in ihrem mittleren Bereich mit einer Abbiegung 2k versehen, die eine Auflageschulter 25 fur die längsbewegliche Kontaktbrücke 26 bildet. Die Kontaktbrücke selbst ist mit einem stiftförmigen Ansatz 27, auf dem sich die Druckfeder 28 befindet, versehen. Die Seitenwände der Isolierscheiben 17 sind mit einer Öffnung 29 versehen, durch die das Druckübertragungselement 30 bei der späteren Gesamtmontage geführt wird.

Weiterhin sind die Stirnseiten der Elemente 10 mit einer Öffnung 36 versehen, hinter der die Stromschiene 22 mit einer in diesem Bereich angeordneten Gewindebohrung 37 verläuft. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, im Bedarfsfalle einzelne Kantaktelemente 20 mittels einer äußeren Querschiene 3B durch eine eingeschraubte Schraube UO miteinander elektrisch zu verbinden.

Der Vollständigkeit halber sei hier nochmals erwähnt, sofern aus den Zeichnungen nicht ohnehin ersichtlich, daß beide Kontaktteile 20 gleichartig ausgebildet sind und daß die ebenfalls gleichartigen Isalierscheiben mit inneren Vorsprüngen und Schlitzen zum geführten Aufnehmen und Haltern der Kontaktteile versehen sind.

In der Fig. k ist der Aufbau des die Schaltfunktion bewirkenden Elementes, 10' näher dargestellt. Dieses Element besteht ebenfalls bus den beiden halbschalenförmiger» Isolierscheiben 17, wobei anstelle der Kontaktteile, ein mit zwei stiftförmigen Ansätzen 31 versehenes, längsbewegliches Betätigungselement 32 in die Halbschalen eingefügt ist. Dabei ragen die stiftförmigen Ansätze 31 durch die sonst der Kontaktbuchsenführung dienenden Öffnungen 33 aus der Oberseite des EIementes 10' hervor. Im Inneren dar Halbschalen angeordnete Führungsstege, die hier nicht näher dargestellt sind, ermöglichen ein geführtes Hin- und Hergleiten des Betätigungselementes. Das Betätigungselement wirkt auf das bei der Endmontage seitlich durch die Öffnungen geführte Druckübertragungselemsnt 30, so daß beim Niederdrücken des

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Betätigungselementes , über das Druckübertragungselement, die Kontaktbrücke entgegen die Kraft der Feder 28 bewegt wird und die Kontaktbrücke 26 aus der die beiden Kontaktteils 20 kurzschließenden Stellung bewegt uiird.

Bei der Hontage des Steckdoseneinsatzes 1 werden die einzelnen Elemente 10, 10', 10" zunächst aneinandergereiht, wobei sie mittels an den Seitenflächen angeordneten Zapfen 33 und Ausnehmungen Zk in gegenseitiger Lage zueinander gehalten sind. Anschließend iuird

-ig in diEssn Block in Querrichtung durch die Öffnungen 29 das Druckübertragungselement 30 eingeführt. Sodann wird der gesamte Block auf den Steckbuchsenträger 9 aufgerastet, wobei die Steckbuchsen, wie auch die stiftfSrmigen Ansätze 31 des BetätigungsBlBmentes 32 in die Führungsbahrungen B des SteckbuchsentrMgers gelangen.

^5 Der Steckbuchsenträger 9 ist mit seitlich angeformten Ansätzen 35 versehen, die in ihrer Höhe so bemessen sind, daß sie die Öffnungen nach dem Aufrasten des Blockes abdecken und ein Herausgleiten des DruckübertragungsElementes 30 aus dsm Block verhindern. Zur elektrischen Verbindung einzelner Kontakte der Steckvorrichtung wird ggfs. anschließend die Verbindungsschiene 38 in die seitliche Ausnehmung ^1 der Elemente 10, 10', 10" eingefügt und die miteinander zu verbindenden Kontakte werden durch eine in die jeweilige Stromschiene 20 eingeschraubte Schraube UO mit der Verbindungsschiene elektrisch leitend verbunden.

Durch die gleichartige Ausbildung der einzelnen Elemente 10, 10', 10" kBnnen die Elemente in unterschiedlichen Kombinationen Anwendung finden. Im vorliegenden Beispiel gemMB Fig. 1 sind insgesamt 8 Elemente aneinandergereiht, wobei die linken drei Elemente als reine Steckverbindungselemente 10" verwendet sind. Reine Steckverbindungselemente erhält man dadurch, daß in diesen Elementen bei der Hontage die Schaltbrücke 26 nicht eingesetzt wird. Das 4., 6. und 8. Element (von links gesehen) ist als Schaltelement 10 mit eingesetzten Steckkontaktteilen 20 und der Schaltbrücks 26 ausgebildet und das 5. und Element igt als Betätigungselement 10' mit eingefügtem Betätigungselement 32 ausgebildet. Im vorliegenden Falle sind zwei Betätigungselemente 10' verwendet worden, um einen gleichmäßigen Druck auf das Druckübertragungselement 30 zu erzielen (Verhindern des Verkantens). Es ist jedoch ebensogut bei symmetrischer Anordnung der Schaltelemente möglich und im Bereich der Erfindung liegend, nur ein Betätigungsele-

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ment in mittiger Anordnung zwischen den Schaltelementen vorzusehen. Beim Einstecken des Gegensteckers der Steckverbindung drücken nun die Kontaktstifte des Steckers die den Beätigungselementen 10' zugeordnet sind auf die stiftförmigen Ansätze 31 des Betätigungselementes und üben einen Druck auf das Druckübertragungselement aus, wodurch wiederum die Kontaktbrücke 26 gegen die Kraft der Feder 28 von den Kontaktschultern 25 der Stromschienen 2D weggedrückt wird und der Kurzschluß der beiden Kontakte dieses Elementes aufgehoben wird. Dabei ist durch die LMnge der stiftförmigen Ansätze dafür Sorge getragen, daß die Aufhebung des Kurzschlusses erst dann erfolgt, wenn die Kontaktstifte des Steckverbinders bereits mit den Kontaktbuchsen in elektrischen Kontakt gelangt sind. Dabei ist eine Änderung des Schaltzeitpunktes der Kontaktbrücke durch Längenvariation der stiftförmigen Ansätze 31 des Betätigungselementes 32 problemlos möglich.

Claims

HARTING ELEKTRONIK GmbH

Marienuerder Str. 3

ί»99Ζ Espelkamp Espelkamp, den 03.11.1981

E 6/81-09

Steckverbindung mit schaltbarer Kontaktbrücke

Patentansprüche

f1.)Steckverbindung mit zumindest zwei mittels einer Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbindbaren Kontaktelementen mit Anschlüssen für einzelne elektrische Leiter einerseits sowie Steckanschlüssen für Kontakte eines elektrischen Steckverbinders andererseits, wobei die durch die Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbundenen Kontaktelemente beim Einführen des Gegensteckers durch Ausübung eines Druckes auf die Kontaktbrücke elektrisch getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der die Steckbuchsen aufweisende Steckdoseneinsatz (1) aus einem Steckbuchsenträger (9) und modular aneinandergereihten Elementen (10, 10·, 10"), die auf den Steckbuchsenträger aufgerastet sind, besteht, daß der die Kontaktelemente (20) aufnehmende und halternde Isolierkörper aus kongruenten Isolierscheiben (17) zusammengesetzt ist, wobei der Isolierkörper mit seitlichen Rastarmen (15) zur rastbaren Befestigung an dem mit entsprechenden Rastschultern (1S) versehenen Steckbuchsenträger (9) versehen ist,

daß die Kantaktelemente (20) unter Bildung einer Kontaktbrücken-Auflageschulter (25) gebogen sind und in Aufnahme-Ausnehmungen der Isolierscheiben (17) eingefügt und formschlüssig gehalten sind, daß eine mit einer Druckfeder (28) versehene, elektrisch leitende Kontaktbrücke (2S) in jedem mit zu verbindenden Kontaktelementen (20) versehenen Element (10) eingesetzt ist,
daß zumindest ein scheibenförmiges Element (1Q¹) vorgesehen ist, das mit einem in seinem Innenraum längsverschiebbar angeordneten Betätigungselement (32) versehen ist, üiobsi das Betätigungselement stiftförmige Ansätze (31) aufweist, die durch die Führungsöffnungen (33) in die Öffnungen (8) des Steckbuchsenträgers (9) ragen, und

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daß über ein sich quer durch die Elemente (10, 10·, 10") erstreckendes, elektrisch nicht leitendes Druckubertragungselement (30) ein Druck auf die Kontaktbrücke (26) beim Einstecken des Gegensteckers ausgeübt wird, wobei die Einleitung des Druckes dadurch erfolgt, daß die im Bereich dss Betätigungselementes (32) liegenden Steckerstifte (5) beim Zusammenstecken das Betätigungselement niederdrucken.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf ^q einem mehrpoligen Steckbuchsenträger (9) neben den Elementen (10) mit eingesetzten Kontaktbrücken (2S) und dem/den Elementen (10') mit eingesetztem Betätigungselement (32) auch Elemente (10") mit nicht schaltbaren Kontaktelementen (20) vorgesehen sind.

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3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen (22) der Kontaktelemente (20) mit einer Geuiindebohrung (37) versehen sind und mittels einer querverlaufenden, äußeren Querschiene (38) untereinander elektrisch verbindbar sind.

k. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das leiteranschlußseitige Ende (23) der Kantaktelemente (20) als Steck-, Klemm-, Schraub/Klemm- oder Schneid/Klemm-AnschluS ausgebildet ist.