DE3200646C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder für Einschübe in Gestelle von elektrischen Anlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und zwar insbesondere auf solche Steckverbinder, bei denen einzelne oder alle Kontakte nicht nur bei völlig ein­ gesetzten Einschüben, sondern auch bei teilweise herausgezogenen Einschüben geschlossen erhalten bleiben.

Ein Stecker der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist z.B. aus der CH-PS 5 16 238 bekannt.

Meist werden elektrische Steckverbinder an der Rückseite von Einschüben sowie an der Rückwand eines Gestells ange­ bracht, die ineinandergreifen, wenn die Einschübe ganz ein­ gesetzt 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 abge­ brochen werden. Außerdem ist es bei derartigen Steckverbin­ dern 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 Steckverbin­ der darin, daß diese Steckverbinder für Messungen und Steue­ rungen schlecht zugänglich sind.

Der in der obengenannten CH-PS beschriebene Steckverbinder befindet sich an der Rückseite des Einschubs und besteht aus zwei Bereichen, einem ersten Bereich zum Anschluß sogenannter Hauptstromkreise und einem zweiten Bereich zum Anschluß sogenann­ ter Steuerkreise, die alleine in einer Prüfstellung des Einschubs noch betriebsfähig sein sollen. In diesem letztgenannten Bereich ist der am Einschub befestigte Stecker gegen diesen verschiebbar montiert, so daß er beim Herausziehen des Einschubs von der Betriebsstellung in die Prüfstellung ortsfest, d.h. mit dem am Gestell befestigten Gegenstecker gekoppelt bleibt und erst beim weiteren Herausziehen des Einschubs vom Gegenstecker gelöst wird. Um hierbei Fehlbedienungen zu vermeiden, kommen umfangreiche Sperrklinken-Mechanismen zum Einsatz.

Aufgabe der Erfindung ist es gegenüber diesem Stand der Technik, einen Steckverbinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß die in der Prüfstellung noch aktiven Kontakte besser zugänglich werden, als dies an der Ge­ stellrückseite möglich ist, und daß weiter die Gefahr eines Drahtbruches beseitigt wird, die beim Stand der Technik im Bereich der Verbindung zwischen den Stromkreisen des Einschubs und dem im Einschub verschiebbar montierten Stecker besteht, wenn der Einschub mehrfach in die Prüfstellung gebracht wird.

Diese Aufgabe wird durch den Steckverbinder mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

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

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 1A, 1B, 1C zeigen einen Einschub in einem Gestell mit einem Steckverbinder in drei verschie­ denen Stellungen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Aufsicht auf die Organe des Steckverbinders in den Einschubstellungen entsprechend den Fig. 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 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 (Fig. 1C).

In einer Zwischenstellung des Einschubs nahe der Endstellung (Fig. 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 Wartungs-, Meß- und Prüfgeräten, über den erfindungsgemäßen Steckverbinder noch aufrechterhal­ ten bleiben.

Gemäß den Fig. 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 Steck­ verbinder an anderen Stellen zur Leistungsversorgung ange­ ordnet sein.

In üblicher Weise ist der Einschub 1 von seiner Stirnseite 10 her zugänglich, und er wird von vorne nach hinten und umge­ kehrt entlang einer Bewegungsachse F verschoben, die senk­ recht 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 Ein­ schub 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 Iso­ lierstoff und enthält mindestens ein elektrisch leitendes Bau­ teil 300 mit einem Kontakt 301, der mit einem zusätzlichen Kontakt 321 auf dem Gleitglied 32 zusammenwirkt (Fig. 2), sowie ein Führungselement 307 für die Verschiebung des zweiten Organs 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 Gestell in Höhe des ihm zugeordneten Einschubs 1 angeordnet, wobei der Raum für dieses Organ durch Gestellstäbe 20, 21 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 vor­ aus, 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 Gestellkabel­ baums aufnimmt, zugänglich ist.

Das Organ 30 liegt in der Nähe dieser Strebe 23, die ihrer­ seits mit der Gestellvorderseite abschließt, so daß die Ver­ bindungsklemmen 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 Kontakt­ stück 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 Ver­ bindung 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 bil­ det, 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 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 32 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, der hier gewölbt ist und am Gleitglied 32 senkrecht zur Be­ wegungsachse 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).

In dieser Stellung drücken die zusätzlichen Kontakte 321 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 läng­ liche 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′, während gleichzeitig die Reibkontakte auf den ebenen Zonen 317 des Kontaktstücks 314 unter Beibehaltung der entspre­ chenden elektrischen Verbindungen zwischen dem Einschub und dem Gestell gleiten.

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 Kon­ takte 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 zu­ sätzlichen Kontakten und dem Körper des Gleitglieds ange­ ordnet.

Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, setzt sich der Steckverbinder aus untereinander gleichen Bau­ einheiten zusammen, die je eine zweipolige Verbindung sichern. Jede Baueinheit besitzt ein Gleitglied 32 n mit zwei Reib­ kontakten 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 Reib­ kontakte 323 und 323′ liegen auf der gleichen Seite des Gleit­ glieds, und zwar teilweise in Längsrichtung gegeneinander ver­ schoben und durch eine Isoliermembran 326 voneinander ge­ trennt, die Bestandteil des Isolierkörpers des Gleitglieds ist.

Außerdem sind die Kontaktstücke 314 und 314′, die den Reib­ kontakten 323 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 32 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 bei­ den Seiten der mittleren Zone angeordnet sind, was die Her­ stellung von Verbindungen erleichtert.

Die Kontakte 301 und 301′ sind im gewählten Ausführungsbei­ spiel als ebene Kontakte ausgebildet und besitzen Einheits­ flächen, die die Seitentoleranzen bei der Führung des Ein­ schubs 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 gegenüber­ stehenden zusätzlichen Kontakte 321 und 321′ gewölbt; selbst­ verständlich 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 untergebracht sind, um einen hal­ ben Einheitsschritt gegeneinander verschoben und zur Bewe­ gungsachse F des Einschubs schräg angeordnet, wodurch zu­ sätzlich die Bauhöhe des ersten Organs 30 in Richtung dieser Achse verringert wird.

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

Claims (8)

1. Steckverbinder für Einschübe in Gestelle von elektrischen Anlagen, der neben einer Betriebsstellung auch eine Prüfstellung einnehmen kann und der ein erstes Organ, das ortsfest im Gestell befestigt ist, und ein zweites Organ aufweist, das am Einschub fest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem ein Gleitglied (32) aufweist, das auf einer Schiene (310) des zweiten Organs gleitet und Reibkontakte (323) besitzt, 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 er­ strecken.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Organ (30) einen starren Körper aus Isoliermaterial enthält, an dem mindestens ein erster Kontakt (301) angebracht ist und der ein Führungs­ element (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 Bewe­ gungsrichtung 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 Führungs­ element (307) des ersten Organs komplementär ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für je zwei elektrische Verbindungen ein Gleitglied (32) vorgesehen ist und daß die beiden Ver­ bindungselemente (322, 322′) je einen Reibkontakt (323, 323′) enthalten, die auf derselben Seite des Gleitglieds angeordnet sind und zwar in Längsrichtung teilweise verschoben und gegen­ einander durch eine Isoliermembran (326) getrennt.

4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Kontakte (314, 314′), die mit den beiden Reibkontakten (323, 323′) eines Gleitglieds (32) zusammenwirken, einander gleichen und je eine Verbin­ dungszunge (315) und eine ebene längliche Zone (317) auf­ weisen, 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 gekenn­ zeichnet, 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 einer­ seits in Bewegungsrichtung des Einschubs und andererseits bezüglich der Höhe des Steckverbinders.

6. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er aus aneinandergelegten Baueinheiten zusammengesetzt ist, die je zwei elektrische Verbindungen her­ stellen und je ein Gleitglied (32 n) für die beiden elektri­ schen Verbindungen aufweisen.

7. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zusätzlichen Kontakte (321, 321′) und die Reibkontakte (323, 323′) gegen das sie tragende Gleit­ glied mit Hilfe von Federn (325, 325′, 324, 324′) abgestützt sind.

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