DE3229129C2

DE3229129C2 -

Info

Publication number: DE3229129C2
Application number: DE3229129A
Authority: DE
Inventors: William R. Mattingly, Jr.; Tommy Barth Santa Ana Calif. Us Maher; Lyle Fort Lauderdale Florida Us Johnson
Original assignee: MATRIX SCIENCE CORP TORRANCE CALIF US
Current assignee: MATRIX SCIENCE CORP TORRANCE CALIF US
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1991-02-21
Also published as: FR2516314B1; GB2109645B; FR2516314A1; DE3229129A1; US4500153A; GB2109645A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Rundsteckverbindung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Steckverbindung ist aus der US 38 08 580 bekannt, die eine ringförmige Oberfläche mit Loten hat, gegen die mittels eine Schraubfeder Vorsprünge einer Kupplungsscheibe gepreßt werden. Die gesamte Verbindung wird mittels eines Halteringes gesichert, der in einem Hohlraum zwischen einer Überwurfmutter und dem einen Steckverbinder angeordnet ist.

Bei solchen Verbindungen treten für viele Anwendungsbereiche bei hohen Vibrationen nach einiger Zeit Mängel auf. Diese Mängel beruhen auf verschiedenen Umständen. Zum Beispiel drückt in einigen Verbindungen die Schraubenfeder gegen die Rückseite der Kupplungsscheibe, die in eine ringförmige Eingriffsfläche eines sich von der äußeren Fläche des einen Steckverbinders erstreckenden Flansches eingreift. Wenn die Mutter an dem entsprechenden Steckverbinder befestigt ist, drückt die Schraubenfeder gegen die Rückseite der Kupplungsplatte und preßt diese gegen die Eingriffsfläche, um Drehbewegungen der Mutter zu verhindern. Derartige Vorrichtungen setzen die stetige Spannkraft der Schraubenfeder voraus, um die Kupplungsscheibe an die Eingriffsfläche gedrückt zu halten. Aufgrund der Konfiguration und der Lage der Schraubenfeder ruft jedoch das Festklemmen der Mutter axiale Verformungen der Schraubenfeder bis zu einem Punkt hervor, an dem eine dauernde Verformung eintritt, die im Nachlassen der Spannkraft der Feder resultiert. Nach wiederholtem Zusammenstecken und Lösen der Verbindungsanordnung verformt sich die Schraubenfeder in einem solchen Ausmaß, daß die Kupplungsscheibe nicht mehr mit genügender Kraft gegen die Eingriffsfläche gedrückt werden kann, um Drehbewegungen der Mutter bei hoher Vibration zu verhindern.

Ein anderes Problem, das bei verschiedenen Verbindungen auftritt, ist das Lösen des Halteringes, der die Mutter, die Schraubenfeder und Kupplungsscheibe in ihrer Lage hält. Besonders bei hoher Vibration löst sich der Haltering von seiner Eingriffnut in der Überwurfmutter, wobei die Rückseite, die gegen die Schraubenfeder drückt, wegbewegt wird. Dies hindert die Schraubenfeder daran, die Kupplungsscheibe gegen die Eingriffsfläche zu drücken. Das Ergebnis ist ein Brechen der Dichtungen der Steckverbindung und aufgrund der leitfähigen Verunreinigungen ein Kurzschluß zwischen den verschiedenen Kontaktelementen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steckverbindung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei Vibrationen ein Lösen des Halteringes verhindert und beim Handhaben eine Beschädigung des die Drehsicherung aufrechterhaltenden, gewellten Federringes vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch diese Ausbildung wird ein Lösen der Überwurfmutter bei Vibrationen vermieden, da zu deren Lösen sowohl axiale als auch radiale Bewegungen erforderlich sind. Durch die Ausbildung bestimmter Anschlagflächen wird außerdem verhindert, daß der die Kupplungsscheibe beaufschlagende Federring über seinen Elastizitätsbereich hinaus beansprucht wird.

Fig. 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der Steckverbindung;

Fig. 2 einen teilweisen Axialschnitt der Steckverbindung nach Fig. 1 im gelösten Zustand;

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung im zusammengefügten Zustand und

Fig. 4 und Fig. 5 Ausschnitte von Einzelteilen der Steckverbindung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 umfaßt die Rundsteckverbindung einen Steckverbinder 110, einen Gegensteckverbinder 12 und eine selbstsichernde Überwurfmutter 50. Der Gst. 12 hat einen im allgemeinen zylindrischen, rückwärtigen Teil 14 mit einer Gewinde 18 aufweisenden Außenfläche 16, um den Gst. 12 mit einem Boden, einer Anschlußklemme oder einer anderen geeigneten Einrichtung zu verbinden. Der Gst. 12 hat eine zentrale Bohrung 20, um einen Isoliereinsatz 22 aufzunehmen, der eine oder mehrere Leiter aufnehmende Bohrungen 24 hat. Geeignete Anschluß- oder Steckkontakte, wie die an den Leiter 28 angeschlossene Anschlußbuchse 26, werden dann in herkömmlicher Weise in die den Leiter aufnehmenden Bohrung 24 eingeführt.

Der Gst. 12 hat einen mittleren Teil 30 und einen vorderen Teil 32. Ein ringförmiger, die Überwurfmutter haltender Kranz 34 erstreckt sich von der Außenfläche 16 des Gsts. 12 radial nach außen. Der die Überwurfmutter haltende Kranz 34 hat an der einen Seite eine nach vorne gerichtete Eingriffsfläche 36 und an der anderen Seite eine rückwärtige radiale Anschlagfläche 38 mit einer nach vorne gerichteten, radialen Anschlagfläche 40, die um den Außenumfang des die Überwurfmutter haltenden Kranzes 34 liegt. Die Anschlagfläche 40 ist axial hinter der Eingriffsfläche 36 angeordnet. Der Kranz 34 hat weiterhin eine hintere, eine ringförmige axiale Anschlagfläche 46 bildende Schulter 44.

Eine vordere, radiale Anschlagfläche 48 befindet sich auf der Außenfläche 16 zwischen dem vorderen Teil 32 und dem mittleren Teil 30 des Gsts. 12.

Die Überwurfmutter 50 weist ein vorderes zylindrisches Teil 52 mit einer mittigen Bohrung 42 auf; an der Innenfläche 56 befindet sich ein Gewinde 58. Ferner hat die Überwurfmutter 50 ein zylindrisches hinteres Teil 60, das einen zylindrischen Hohlraum 62 umgibt, der auf seiner am weitesten vorne gelegenen Seite durch eine eine Feder haltende Schulter 64 begrenzt ist, sich zwischen dem hintersten Ende der Innenfläche 56 und dem vor dersten Ende der zylindrischen Innenfläche 66 erstreckt und die radiale Begrenzung des Hohlraums 62 bildet. Der Hohlraum 62 hat hinten eine Öffnung 63. Somit hat der Hohlraum 62 eine Bohrung 68, die sich in den rückwärtigen zylindrischen Teil 60 der Überwurfmutter 50 erstreckt, wobei die Bohrung 68 einen größeren Durchmesser aufweist als die Bohrung 42.

Eine ringförmige Nut 70 befindet sich an der Innenfläche 66 des Hohlraum 62 und bildet auf ihrer einen Seite eine nach vorne gerichtete Anschlagfläche 72 sowie auf der anderen Seite eine nach rückwärts gerichtete Anschlagfläche 74. Ein keilförmiger Schlitz 75 ist axial in die Innenfläche 66 geschnitten, um eine Kupplungsscheibe 78 mit der Überwurfmutter 50 drehbar zu verbinden.

Die Überwurfmutter 50 wird mit dem Ge häuse 12 mittels eines Halterings 80 verbunden, der so in der Nut 70 gehalten wird, daß der äußere Randbereich der einen Seite 82 des Halterings 80 an der Anschlagfläche 72 und der innere Randbereich der anderen Seite 84 des Halteringes 80 an der Anschlagfläche 38 anliegt.

Eine ringförmige Innenfläche 86 zwischen den beiden Seiten 82 und 84 des Halteringes hat dann zur Anschlagfläche 46 einen Abstand "a", der so klein bemessen ist, daß der Haltering 80 an einer Radialbewegung aus der Nut 70 gehindert wird.

Die Anschlagfläche 46 ist wichtig, wenn die Steckverbindung bei hoher Vibration verwendet wird. Diese verursacht Bewegungen zwischen dem Haltering 80 und der Überwurfmutter 50, so daß sich der Haltering 80 radial nach innen bewegt und aus der ringförmigen Nut 70 gelöst werden könnte. Durch die Anordnung der Anschlagfläche 46 nahe an der Ringfläche 86 des Halterings 80 wird die Größe der radialen Bewegung des Halteringes 80 begrenzt, so daß sich der Haltering 80 nicht aus der ringförmigen Nut 70 bewegen kann. Gleichzeitig ist die radiale Breite "b" des Halteringes 80 so bemessen, daß er durch die Öffnung 63 in herkömmlicher Weise eingesetzt werden kann.

Die Kupplungsscheibe 78 befindet sich im Hohlraum 62 zwischen der Außenfläche 16 des Gsts. 12 und der Innenfläche 66 der Überwurfmutter 50. Die Kupplungsscheibe 78 hat an der Rückseite Vorsprünge 90, die sich unter vorbestimmten Winkelstellungen über die rückwärtige Fläche der Kupplungsscheibe 78 erstrecken. Ein etwa rechteckiger keilförmiger Flansch 92 erstreckt sich über einen Teil des Umfangs der Kupplungsscheibe 78 und ist in dem keilförmigen Schlitz 75 geführt, um eine Drehung der Kupplungsscheibe 78 bezüglich der Überwurfmutter 50 zu verhindern und sicherzustellen, daß sich die Kupplungsscheibe 78 und die Überwurfmutter 50 relativ zum Gst. 12 drehen können.

Aus den Fig. 4 und 5 ist ersichtlicht, daß der Kranz 34 des Gegensteckverbinders Zähne 36 und dazwischen in einem Abstand von 30° Nuten 96 hat, wobei jede Nut 96 aus einem Paar Schrägflächen 98 und 100 besteht. Die Schrägfläche 98 verläuft unter einem Winkel R von 10 Grad und Schrägfläche 100 unter einem Winkel Φ von 80 Grad zur Umfangsfläche der Zähne 36. Die Schrägflächen 98 und 100 sind so ausgerichtet, daß die Kupplungsscheibe 78 bei Befestigung der Überwurfmutter 50 am Steckver binder 110 leicht drehbar ist, beim Lösen jedoch eine größere Kraft erforderlich ist.

Wie die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, befindet sich ein gewellter Federring 104 zwischen der Schulter 64 und der Kupplungsscheibe 78, um die Kupplungsscheibe gegen die Zähne 36 zu drücken. Eine Unterlegscheibe 106 befindet sich zwischen dem Federring 104 und der Schulter 64.

Der Gst. 12 und die Überwurfmutter 50 werden mit dem Gst. 110 in der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Weise verbunden. Der Gst. 110 ist ein zylindrisches Teil mit einer mittigen Bohrung, die einen Isoliereinsatz 112 mit Leitern 114 mit Stift- oder Buchsenkontakten aufnimmt, wie den Stift 116, der am Ende der Leiter 114 im Isoliereinsatz 112 befestigt ist. Der Stift 116 steckt am Ende des Isoliereinsatzes 112 vor und verbindet sich mit der Buchse 26 im Isoliereinsatz 22 in der zentralen Bohrung 20 des Gsts. 12. Eine verformbare Dichtung 118 liegt in einer ringförmigen Haltenut 120 in der Innenfläche 122 des Endes 124 des Gstv. 110. Die Außenfläche 126 des Endes 124 hat ein Außengewinde 128 zur Verbindung mit dem Innengewinde 58 des vorderen zylindrischen Teils 52 der Überwurfmutter 50. Eine weitere Dichtung 130 deckt das Ende des Isoliereinsatzes 112 ab.

Wie Fig. 3 zeigt, wird das vordere Teil des Gsts. 12 in den Gst. 110 eingeführt, so daß der vordere Teil 32 gegen die Dichtung 118 drückt, um eine Umfangsdichtung zwischen dem Gst. 110 und dem Gst. 12 zu schaffen. Ebenso drückt die Vorderfläche des Isoliereinsatzes 22 gegen den Dichtring 130, so daß jeder Stift 116 in eine entsprechenden Buchse 26 eingreift. Die Dichtung 130 ermöglicht eine feuchtigkeitsbeständige Dichtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Isoliereinsätze 22 und 112. Die Überwurfmutter 50 wird dann über die Außenfläche des Endes 124 des St. 110 geschraubt.

Bei Drehung der Überwurfmutter 50 wird der Gst. 12 mit dem St. 110 so lange zusammengezogen, bis die Anschlagfläche 111 an der Anschlagfläche 48 anliegt. In dieser Stellung drückt der Federring 104 die Kupplungsscheibe 78 gegen die Eingriffsfläche 36 und verzahnt die Vorsprünge 90 mit den Nuten des Kranzes 34. Dieser selbstsperrende Mechanismus verhindert ein Drehen der Überwurfmutter 50 und bei Vibrationen ein Locken der Verbindung, da die vielen Vorsprünge gleichzeitig in axialer Richtung mit einer Kraft verschoben werden müssen, die ausreicht, um die Vorsprünge aus den Nuten herauszuheben, wobei gleichzeitig eine Drehung der Überwurfmutter 50 erfolgen müßte. Da ein Vielzahl von Nuten und Vertiefungen vorgesehen sind, müßte die gleichzeitige Axial- und Rotationsbewegung mehrmals stattfinden, um ein Loslösen zu bewirken und somit eine vollständige Drehung der Überwurfmutter. Zusätzlich müßten sich die Vorsprünge um die um 80 Grad geneigte Schrägfläche der Nuten bewegen, was bedeutend schwieriger ist als die Bewegung um die um 10 Grad geneigten Schrägflächen, wenn die Überwurfmutter angezogen wird.

Wenn die Überwurfmutter 50 zwecks Lösen des Gst. 12 vom St. 110 gedreht wird, bewirken die Dichtungen 118 und 130 zwischen dem Gst. 12 und dem St. 110 sowie der direkte Kontakt zwischen den Stiften 116 und den Buchsen 26, das die Steckverbindungsteile 12 und 110 zusammenbleiben, wenn die Überwurfmutter 50 gedreht wird. Dabei bewegt sich die Schulter 64 gegen die Eingriffsfläche 36, wobei der Federring 104 über ihren elastischen Bereich hinaus zusammengedrückt wird. Um dies zu verhindern und um ferner einen Mechanismus zu schaffen, der die Steckverbindungsteile 12, 110 automatisch trennt und die Dichtungen 118 und 130 löst, befindet sich zwischen der Anschlagfläche 74 und der Innenfläche 66 eine ringförmige Anschlagfläche 43, die axial zur Anschlagfläche 40 einen Abstand "c" hat, wenn die Überwurfmutter 50 mit größter Kraft die Steckverbindungsteile 12, 110 zusammenhält.

Wenn die Überwurfmutter 50 gelöst wird, bewegt sich die Anschlagfläche 43 gegen die Anschlagfläche 40, während der Gst. 12 durch die Dichtungen 118 und 130 am St. 110 gehalten wird, bis die Anschlagflächen 40 und 43 aneinanderstoßen. Danach bewirkt die weitere lösende Drehung der Überwurfmutter 50 eine Kraft, die durch die Anschlagfläche 43 auf die Anschlagfläche 40 ausgeübt wird, um die Steckverbindungsteile 12, 110 zu lösen.

Claims

1. Elektrische Rundsteckverbindung mit selbstsichernder Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln eines Steckverbinders (110) mit einem Gegensteckverbinder (12), der einen Kranz (34) aufweist, über den eine mit dem Steckverbinder (110) verschraubbare Überwurfmutter (50) greift, wobei die axiale Verbindung zwischen dem Kranz (34) des Gegensteckverbinders (12) und der Überwurfmutter (50) durch einen in einer Ringnut der Überwurfmutter (50) sitzenden Haltering (80) und die Drehverbindung zwischen der Überwurfmutter (50) un dem Gegensteckverbinder (12) durch eine von einem gewellten Federring (104) axial beaufschlagte Kupplungsscheibe (78), die mit dem Kranz (34) des Gegensteckverbinders (12) in Eingriff steht, gesichert werden, gekennzeichnet durch

a) eine ringförmige axiale Anschlagfläche (46) am Kranz (34) des Gegensteckverbinders (12), die an der inneren Ringfläche (86) des Halterings (80) anliegt, um eine radiale Bewegung des Halterings (80) aus der Ringnut (70) zu verhindern,
b) eine radiale Anschlagfläche (82) an der Überwurfmutter (50), an der die eine Seite (72) des Halterings (80) anliegt, und eine weitere radiale Anschlagfläche (38) am Kranz (34) des Gegensteckverbinders (12), an dem die andere Seite (84) des Halterings (80) anliegt, um die axiale Beweglichkeit der Überwurfmutter (50) gegenüber dem Gegensteckverbinder (12) beim Kuppeln der beiden Steckverbindungsteile (12, 110) zu begrenzen, und
c) eine zusätzliche radiale Anschlagfläche (43) an der Überwurfmutter (50), die an einer zusätzlichen radialen Anschlagfläche (40) am Kranz (34) des Gegensteckverbinders (12) anliegt, um die axiale Beweglichkeit der Überwurfmutter (50) gegenüber dem Gegensteckverbinder (12) beim Lösen der beiden Steckverbindungsteile (12, 110) zu begrenzen.

2. Elektrische Rundsteckverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen bestimmten Abstand (a) zwischen der ringförmigen axialen Anschlagfläche (46) des Kranzes (34) und der inneren Ringfläche (86) des Halterings (80).

3. Elektrische Rundsteckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen bestimmten Abstand (c) zwischen den Anschlagflächen (40, 43) der Überwurfmutter (50) und des Kranzes (34) beim Kuppeln der beiden Steckverbindungsteile (12, 110).