DE3200646A1 - Steckverbinder fuer einschuebe in gestelle von elektrischen anlagen - Google Patents

Description

STECKVERBINDER FÜR EINSCHÜBE IN GESTELLE VON ELEKTRISCHEN ANLAGEN

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder für Einschübe in Gestelle von elektrischen Anlagen, und zwar insbesondere auf solche Steckverbinder, bei denen einzelne oder alle Kontakte nicht nur bei völlig eingesetzten Einschüben, sondern auch bei teilweise herausgezogenen Einschüben geschlossen erhalten bleiben.

Meist werden elektrische Steckverbinder an der Rückseite von Einschüben sowie an der Rückwand eines Gestells angebracht, die ineinandergreifen, wenn die Einschübe ganz eingesetzt sind. Besonders für Schwachstromkontakte werden meist Kontaktstifte mit U-förmigen Kontakten in Verbindung gebracht, bei denen der Einschub im Gestell sehr genau geführt werden muß, d.h. mit sehr geringen Toleranzen.

Insbesondere bei schwergewichtigen Einschüben besteht die Gefahr, daß die Kontaktstifte des Einschubs nicht genau in die Gegenkontakte hineingleiten und verbogen oder gar abgebrochen werden. Außerdem ist es bei derartigen Steckverbindern nicht möglich, die elektrische Kontinuität für einzelne Schwachstromverbindungen aufrechtzuerhalten, während andere Verbindungen, insbesondere Starkstromverbindungen, durch partielles Herausziehen des Einschubs aus seiner Endstellung bereits aufgetrennt werden. Schließlich besteht ein Nachteil der an der Rückseite der Einschübe angeordneten Steckverbinder darin, daß diese Steckverbinder für Messungen und Steuerungen schlecht zugänglich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steckverbinder anzugeben, der diese Nachteile nicht mehr aufweist und es ermöglicht, gewisse Verbindungen beim partiellen Herausziehen des Einschubs aufrechtzuerhalten.

Diese Aufgabe wird bei einem Steckverbinder für Einschübe in Gestelle von elektrischen Anlagen erfindungsgemäß dadurch gelöst,j daß der Steckverbinder ein erstes Organ, das ortsfest im Gestell befestigt ist, ein zweites Organ, das am Einschub fest angeordnet ist, und ein Gleitglied umfaßt, das auf einer Schiene des zweiten Organs gleitet und Reibkontakte aufweist, die sich auf länglichen ebenen Zonen von am Einschub fest angeordneten Kontakten abstützen, und daß zusätzliche Kontakte auf dem Gleitglied angeordnet sind, die mit je einem der Reibkontakte verbunden sind und sich auf entsprechenden ersten Kontakten des ersten Organs abstützen, wobei die Kontaktflächen zwischen den zusätzlichen Kontakten und den ersten Kontakten senkrecht zur Bewegungsachse des Einschubs im Gestell liegen, während die länglichen ebenen Zonen sich parallel hierzu erstrecken.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Die Figuren 1A, 1B, 1C zeigen einen Einschub in einem Gestell mit einem erfindungsgemäßen Steckverbinder in drei verschiedenen Stellungen.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Aufsicht auf die Organe des erfindungsgemäßen Steckverbinders in den Einschubstellungen entsprechend den Figuren 1A und 1B.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Steckverbinder gemäß Fig. 2 entlang der Schnittlinie IV-IV.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V aus Fig. 3.

Der erfinduhgsgemäße Steckverbinder ist insbesondere für Gestelle 1 und Einschübe 2 gedacht, deren nicht dargestellte elektrische Anlagen mit äußeren Stromklemmen in Verbindung stehen sollen, wenn der Einschub ganz eingesetzt ist (Fig.1A), während diese Verbindungen aufgetrennt sein sollen, wenn der Einschub weit herausgezogen ist (Pig. IC).

In einer Zwischenstellung des Einschubs nahe der Endstellung (Pig. 1B) können noch einzelne Stromkreise geschlossen bleiben, Dies ist beispielsweise nützlich,, um Starkstromverbindungen, die üblicherweise an der Rückseite des Einschubs angeordnet sind, schon aufzutrennen, während gleichzeitig Verbindungen zu Hilfsgeräten wie z.B. zu Wartuhgs-, Meß- und Prüfgeräten, über den erfindungsgemäßen Steckverbinder noch aufrechterhält ten bleiben.

Gemäß den Figuren 1A, 1B und 1C ist der Einschub 1 in einem Gestell 2 untergebracht und besitzt einen Steckverbinder 3 seitlich neben dem Einschub, wie auch aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die elektrischen Anlagen des Einschubs sind zumindest teilweise über den Steckverbinder 3 mit dem Kabelraum des Gestells 1 verbunden. Selbstverständlich können weitere Steckverbinder an anderen Stellen zur Leistungsversorgung angeordnet sein.

In üblicher Weise ist der Einschub 1 von seiner Stirnseite 10 her zugänglich,und er wird von vorne nach hinten und umgekehrt entlang einer Bewegungsachse F verschoben, die senkrecht auf der Vorderseite 10 steht.

Der Steckverbinder 3 enthält ein erstes Organ 30, das im Gestell 2 befestigt ist, ein zweites Organ 31/ das am Einschub 1 befestigt ist, und ein Gleitglied 32, das am zweiten Organ 31 gleitend befestigt ist.

Das erste Organ 30 besteht aus einem starren Körper aus Isolierstoff und enthält mindestens ein elektrisch leitendes Bauteil 300 mit einem Kontakt 301, der mit einem zusätzlichen Kontakt 321 auf dem Gleitglied 32 zusammenwirk^jr^fowle ein Führungselement 307 für die Verschiebung des zweiten Organgs 31, das ein dazu komplementäres Führungselement 327 besitzt.

Das leitende Bauteil 300, das am ersten Organ 30 befestigt ist, bildet eine Verbindung zwischen dem Kontakt 301 und einer Drahtanschlußklemme 302. über diese Klemme kann eine Verbindung zwischen dem elektrischen Bauteil 300 und einem Draht des Kabelbaums des Gestells über ein Drahtführungsloch !* 303 hergestellt werden. Das erste Organ 30 ist seitlich im I Gestell in Höhe des ihm zugeordneten Einschubs 1 angeordnet, ι wobei der Raum für dieses Organ durch Gestellstäbe 20, 21 I und 22 umschlossen wird. Das Organ 30 ist auf irgendeine brauchbare Art und Weise im Gestell 2 so befestigt, daß es in den für den Einschub vorgesehenen Raum mindestens um eine Breite 1 entsprechend der die Kontakte 301 des Einschubs tragenden Einschubabmessung hineinragt.

Das Organ 30 ist am Gestellstab 20 des Gestells 2 so befestigt, daß es zu beiden Seiten dieses Stabs vorragt. Das setzt voraus, daß im Gestell 2 ein zusätzlicher Raum zumindest auf einer Einschubseite vorhanden ist, der im vorliegenden Fall durch die Baubreite einer Strebe 23 gegeben ist, und daß dieser Raum, der üblicherweise einen Teil des Gestellkabelbaums aufnimmt, zugänglich ist.

Das Organ 30 liegt in der Nähe dieser Strebe 23, die ihrerseits mit der Gestellvorderseite abschließt, so daß die Verbindungsklemmen 302 sowie Prüfzungen 305 leicht zugänglich sind, über die die leitenden Bauteile 300 (Fig. 2) angezapft werden können.

Das zweite Organ 31 besteht ebenfalls aus einem starren Körper aus Isolierstoff und besitzt eine Schiene 310 (Fig.3), die parallel zur Bewegungsachse F des Einschubs 1 verläuft und auf der das Gleitglied 32 gleitet. Diese Schiene ist an

ihrem der Einschub-Stirnseite zugewandten Ende verschlossen und besitzt zwei Vertiefungen 311 und 311' zur Aufnahme der Enden zweier Spiralfedern 312 und 312'.

Das andere Ende der Schiene 310 ist offen, so daß ein Teil des Gleitglieds 32 unter Wirkung der Federn 312 und 312' über die Schiene nach hinten hinausragt, wobei die Bewegung des _; Gleitglieds durch einen Anschlag 313 beschränkt wird.

Das zweite Organ 31 trägt außerdem mindestens ein Kontaktstück 314, das eine oder mehrere Verbindungszungen 315 und 316 (Fig. 3) aufweist. Diese Zungen dienen einerseits der Verbindung der in dem zugeordneten Einschub befindlichen elektrischen Anlagen, andererseits der kurzfristigen Verbindung von nicht dargestellten Meß- oder Prüforganen.

Jedes Kontaktstück 314 besitzt außerdem eine längliche ebene Zone 317 (Fig. 4), die parallel zur Bewegungsachse F des Einschubs 1 verläuft und so ein längliches Kontaktband bildet, dessen Länge vorzugsweise gleich dem Abstand D gewählt wird, um den der Einschub herausziehbar sein soll, ohne daß die Verbindungen am Steckverbinder unterbrochen werden.

Das zweite Organ 31 ist an der Seitenwand 11 des Einschubs 1 in der Nähe der Strebe 23 so angeordnet, daß es zu beiden Seiten der Wand 11 übersteht (Fig. 5).

Das Gleitglied 32, das ebenfalls einen starren Körper aus Isoliermaterial enthält, umgreift die Schiene 310 des zweiten Organs 31 derart, daß es parallel zum ersten Organ 30 während der Verschiebung des Einschubs bewegt werden kann.

Das Gleitglied 3 2 wird in Abwesenheit äußerer Kräfte durch die Federn 312 und 312' bis an den Anschlag 313 nach hinten verschoben (Fig. 3). Das Gleitglied 32 besitzt außerdem

mindestens ein elektrisches Verbindungselement 322, das einerseits einen elastischen Reibkontakt 323, der sich auf der länglichen ebenen Zone 317 des Kontakts 314 abstützt, und andererseits einen zusätzlichen Kontakt 321 aufweist, ι der hier gewölbt ist und am Gleitglied "32 senkrecht zur Bewegungsachse F befestigt ist, derart, daß der zusätzliche Kontakt eine Verbindung zum Kontakt 301 des Organs 30 her- · stellt, wenn der Einschub weitgehend oder ganz in das Gestell eingesetzt ist (Fig. 1A). f

In dieser Stellung drücken die zusätzlichen Kontakte321 des Gleitglieds 32 gegen den Kontakt oder die Kontakte 301 des ersten Organs 31, das am Gestell befestigt ist, während der oder die Reibkontakte 323 auf entsprechende flache längliche Zonen 317 der Kontaktstücke 314 drücken und so eine elektrische Verbindung von den Schaltkreisen der in dem Einschub befindlichen Anlagen zu dem Kabelbaum des Gestells 2 über die leitenden Bauteile 300 herstellen.

Wenn der Einschub 1 teilweise herausgezogen wird bis zu einer Stellung, die in Fig. 1B gezeigt ist, dann bleiben solange die zusätzlichen Kontakte 321 in Verbindung mit den entsprechenden Kontakten 301, da das Gleitglied 32 auf der Schiene 310 aufgrund der Wirkung der Federn 312 und 312', j während gleichzeitig die Reibkontakte auf den ebenen Zonen i 317 des Kontaktstücks 314 unter Beibehaltung der entsprechenden elektrischen Verbindungen zwischen dem Einschub und dem Gestell gleiten. ^;

I Zieht man den Einschub 1 weiter als um eine Strecke D aus dem Gestell heraus, dann wird das Gleitglied 32 am Anschlag 313 der Schiene 310 festgehalten,und die zusätzlichen Kontakte 321 heben von den zugeordneten Kontakten 311 ab, wie Fig. 1C zeigt.

Um einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem Gleitglied und den beiden Organen 30 und 31 herzustellen und um mechanische Stöße am Ende der Einschubbewegung abzufangen, wurden Federn in Form von geschlitzten Ringen 324 und 325 zwischen den zusätzlichen Kontakten und dem Körper des Gleitglieds angeordnet .

Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, setzt sich der erfindungsgemäße Steckverbinder aus untereinander gleichen Baueinheiten zusammen, die je eine zweipolige Verbindung sichern. Jede Baueinheit besitzt ein Gleitglied 32n mit zwei Reibkontakten 323 und 323' (Fig. 2), die je mit einem anderen zusätzlichen Kontakt 321 und 321' in Verbindung stehen. Diese beiden zusätzlichen Kontakte 321 und 321' eines gemeinsamen Bauteils liegen nebeneinander,und die entsprechenden Reibkontakte 323 und 323* liegen auf der gleichen Seite des Gleitglieds, und zwar teilweise in Längsrichtung gegeneinander verschoben und durch eine Isoliermembran 326 voneinander getrennt, die Bestandteil des Isolierkörpers des Gleitglieds ist.

Außerdem sind die Kontaktstücke 314 und 314', die den Reibkon taktftit323 und 323' entsprechen, gleich aufgebaut und liegen einander in verkehrter Lage gegenüber (Fig. 5), während die Membran 326 des Gleitglieds zwischen diesen Kontaktstücken hindurchbewegt wird.

Um die Baulänge des zweiten Organs 31 und des Gleitglieds zu verringern, sind auch die beiden Kontaktstücke 314 und 314' teilweise in Längsrichtung gegeneinander verschoben, so daß sie sich in ihrem Mittelbereich (Fig. 4) überlagern, derart, daß ihre Kontaktzungen 315 und 316 bzw. 315' und 316' zu beiden Seiten der mittleren Zone angeordnet sind, was die Herstellung von Verbindungen erleichtert.

Die Kontakte 301 und 301' sind im gewählten Ausführungsbeispiel als ebene Kontakte ausgebildet und besitzen Einheits-

flächen, die die Seitentoleranzen bei der Führung des Einschubs definieren. So wird beispielsweise die Abmessung des Kontakts 301 quer zur Bewegungsachse F des Einschubs größer gewählt als die zulässige Seitenverschiebung des Einschubs. In bekannter Weise sind die den ebenen Kontakten gegenüberstehenden zusätzlichen Kontakte 321 und 321' gewölbt; selbstverständlich könnten auch umgekehrte Verhältnisse vorliegen.

Aus Gründen besserer Zugänglichkeit zu den Prüfzungen 305 und den Klemmen 303 sind die Teile 306 und 306' des Organs 30, in denen diese Zungen und Klemmen 302 und 305 einerseits und 302' und 305' andererseits untergebrachltⁿum einen halben Einheitsschritt gegeneinander verschoben und zur Bewegungsachse F des Einschubs schräg angeordnet, wodurch zusätzlich die Bauhöhe des ersten Organs 30 in Richtung dieser Achse verringert wird.

Der Steckverbinder gemäß der Erfindung besteht also, wie in Fig. 5 dargestellt, aus einem Stapel von Baueinheiten, die je ein Gleitglied 32n, zwei Kontaktstücke 314n und 314'n und zwei Leitstücke 30On und 300'n enthalten.

Claims (1)

1. Fo 12 426 D

   CGEE ALSTHOM S.A. 13, rue Antonin Raynaud 92309 LEVALLOIS-PERRET, Frankreich

   STECKVERBINDER FÜR EINSCHÜBE IN GESTELLE

   VON ELEKTRISCHEN ANLAGEN j

   PATENTANSPRÜCHE

   Steckverbinder für Einschübe in Gestelle von elektrischen Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß er ein erstes Organ (30), das ortsfest im Gestell (2) befestigt ist, ein zweites Organ (31), das am Einschub (1) fest angeordnet ist, und ein Gleitglied (32) umfaßt, das auf einer Schiene (310) des zweiten Organs gleitet und Reibkontakte (323) aufweist, die sich auf länglichen ebenen Zonen (317) von am Einschub fest angeordneten Kontakten (314) abstützen, und daß zusätzliche Kontakte (321) auf dem Gleitglied angeordnet sind, die mit je einem der Reibkontakte verbunden sind und sich auf entsprechenden ersten Kontakten (301) des ersten Organs abstützen, wobei die Kontaktflächen zwischen den zusätzlichen Kontakten und den ersten Kontakten senkrecht zur Bewegungsachse des Einschubs im Gestell liegen, während die länglichen ebenen Zonen sich parallel hierzu erstrecken.

   2 - Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Organ (30) einen starren Körper aus Isoliermaterial enthält, an dem mindestens ein erster Kontakt (301) angebracht ist und der ein Führungselement ( 307) für die Einschubbewegung aufweist, daß das Gleitglied (32) ebenfalls einen starren Körper aus Isolier-

   material enthält, an dem mindestens ein einen zusätzlichen Kontakt (321) sowie einen hierzu seitlich angeordneten elastischen Reibkontakt (323) aufweisendes Verbindungselement (322) angebracht ist, derart, daß die Kontaktfläche zwischen den ebenen Zonen und den Reibkontakten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Einschubs liegt, und daß das zweite Organ

   (31) ebenfalls einen starren Körper aus Isoliermaterial mit der Schiene (310) enthält, an dem mindestens ein Kontakt (314) fest angebracht ist, der außer der ebenen länglichen Zone eine Verbindungszunge (315) aufweist, wobei das zweite Organ ebenfalls ein Führungselement (327) aufweist, das zum Führungselement (307) des ersten Organs komplementär ist.

   3 *· Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für je zwei elektrische Verbindungen ein Gleitglied (32) vorgesehen ist und daß die beiden Verbindungselemente (322, 322') je einen Reibkontakt (323, 323') enthalten, die auf derselben Seite des Gleitglieds angeordnet sind und zwar in Längsrichtung teilweise verschoben und gegeneinander durch eine Isoliermembran (326) getrennt.

   4 - Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η-z e i c h'ne t, daß die beiden Kontakte (314, 314'), die mit den beiden Reibkontakten (323, 323') eines Gleitglieds

   (32) zusammenwirken, einander gleichen und je eine Verbinduhgszunge (315) und eine ebene längliche Zone (317) aufweisen, deren Länge den Bewegungshub des Gleitglieds auf der Schiene übersteigt, wobei die Kontakte (314, 314') einander in invertierter Stellung überlagert und in Längsrichtung teilweise verschoben angeordnet sind.

   5 - Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußorgane (302, 302'), die den beiden ersten Kontakten (301, 301') sowie zwei zusätzlichen Kontakten (321, 321 ') eines gemeinsamen Gleitglieds zugeordnet sind, in gleicher Weise bezüglich der Bewegungsrichtung geneigt

   sowie doppelt gegeneinander verschoben sind, und zwar einerseits in Bewegungsrichtung des Einschubs und andererseits
   bezüglich der Höhe des Steckverbinders.

   6 - Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus aneinandergelegten Baueinheiten
   zusammengesetzt ist, die je zwei elektrische Verbindungen herstellen und je ein Gleitglied (32n) für die beiden elektrischen Verbindungen aufweisen.

   7 - Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Kontakte (321, 321')
   und die Reibkontakte (323, 323') gegen das sie tragende Gleitglied mithilfe von Federn (325, 325', 324, 324') abgestützt
   sind.

   8 - Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kontakte (301, 301') und die zusätzlichen Kontakte (321, 321·) paarweise gewölbt bzw. eben ausgebildet sind, wobei die die Ausdehnung der ebenen Kontakte das zulässige seitliche Spiel zwischen dem Gestell und
   dem Einschub bestimmt.