DE3315688C2 - Elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Elektrischer Steckverbinder

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Abstract

In den Steckern des Steckersystems sind Steckeinheiten (E) zu standardisierten Blöcken formiert. Jede Steckeinheit weist zwei Klemmkörper (35, 36) auf. Zwischen Zentrierrillen (35e, 36e) der Klemmkörper sind wahlweise Flachbandkabel (20') oder Rundkabel (20) verklemmbar. Die aus den Steckeinheiten (E) gebildeten Blöcke sind je in einer gemeinsamen Tasche (15a) von zwei Gehäuseschalen (15) des Steckers fixierbar. Zwischen den Schalenrändern (15b) sind die Kabel (20', 20) in die Stecker einführbar. Bei einer solchen Ausbildung können sowohl Flachbandkabel als auch Rundkabel je einzeln oder in Mischung bei rationeller Serienfertigung des Steckersystems verarbeitet werden (Fig. 19, 20).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Steckersystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Bei einem bekannten Steckersystem dieser Art (Prospekt "Das Berg Backpanel System" der Du Pont de Nemours GmbH, Max-Planck-Str. 11, D-6047 Dietzenbach) ist ein nach Größe und Aufbau streuendes Sortiment an Steckverbindern für Rundleiterkabel und Flachbandkabel vorgesehen. Die Vielzahl der Ausführungsformen verteuert die Fertigung und erschwert die Rückwandverdrahtung angesichts wechselnder Erfordernisse hinsichtlich der Steuerungsstrukturen. Dabei können in den Steckern je entweder nur Flachkabel oder Rundkabel verarbeitet werden.
  • Es ist auch bekannt, bei einem Steckverbinder vergleichbarer Art (DE-OS 27 36 244) einen Kabelklemmblock vorzusehen, der einen unteren und einen oberen Klemmkörper umfaßt und mittig durch die Zentrierkanäle geteilt ist. Dabei bilden die Trennflächen der beiden Klemmkörper Lagerbetten mit offenen Zentrierrillen. Diese nehmen die Einzeladern der im Steckverbinder verarbeiteten Kabel zwischen sich auf. Die Adern sind im zusammengesteckten und verriegelten Zustand der Klemmkörper in den Zentrierrillen fixiert.
  • Schließlich ist es auch bekannt, ein Steckverbindergehäuse mit einem rahmenartigen Grundkörper sowie mit zwei an diesem Grundkörper symmetrisch angelegten Gehäuseschalen auszubilden, wobei in den Grundkörper ein Kontaktträger einlegbar ist (DE-OS 20 53 213).
    •
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß in ihm sowohl Flachbandkabel als auch Rundkabel je einzeln oder in Mischung bei rationeller Serienfertigung verarbeitet werden können, wobei die Verdrahtung auch noch weniger geschultem Personal bei geringerem Montageaufwand und geringerem Fehlerrisiko durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
  • Bei einer solchen Ausbildung lassen sich Schaltungsfehler auf Grund einer größeren, trotz raumsparender Anordnung der Kabel erreichten Übersichtlichkeit leicht auffinden. Die Montage ist wesentlich erleichtert, weil die Adern der Kabel in die Zentrierrillen des Kabelklemmblockes von oben einlegbar und die Kabel zwischen den Gehäusehalbschalen für eine zugentlastende, kompakte Lagerung umlenkbar sind. Da die Adern der Flachbandkabel und/oder die Adern der Rundkabel wahlweise in einer oder mehreren Steckeinheiten je getrennt oder gemeinsam je in gleicher Weise kontaktiert und geführt sind, genügt der Steckverbinder allen erdenklichen Erfordernissen einer Verarbeitung von Flachbandkabel und/oder Rundkabeln.
  • Eine besonders montagefreundliche und extrem sichere Festlegung und Kontaktierung der Adern ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 2.
    •
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt
  • Fig. 1 den quergeschnittenen Steckverbinder mit eingelegten Kabeln,
  • Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1,
  • Fig. 3 ein das Gehäuse des Steckverbinders bildendes Spritzgießteil in Draufsicht,
  • Fig. 4 das Spritzgießteil mit Trägerrahmen gemäß Fig. 3 nach Montage (Gehäusehalbschalen gegeneinander geklappt),
  • Fig. 5 das Spritzgießteil gemäß Fig. 6 aus Richtung H,
  • Fig. 6 das umgewendete Spritzgießteil gemäß Fig. 3,
  • Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII von Fig. 6,
  • Fig. 8 den Kontaktträger des Steckverbinders ohne Kontaktelemente im Schnitt nach Linie VIII-VIII von Fig. 14,
  • Fig. 9 den Kontaktträger in Stirnansicht
  • Fig. 10 einen Schnitt nach Linie X-X von Fig. 14,
  • Fig. 11 einen Schnitt nach Linie XI-XI von Fig. 14,
  • Fig. 12-14 den Kontaktträger gemäß den Fig. 8-11 in Unteransicht, Seitenansicht und Draufsicht,
  • Fig. 15-17 den unteren Klemmkörper des Kabelklemmblockes in Unteransicht, Seitenansicht und Draufsicht,
  • Fig. 18 einen Schnitt nach Linie XVIII-XVIII von Fig. 16,
  • Fig. 19-22 den oberen Klemmkörper des Kabelklemmblockes aus Richtung A, B und C von Fig. 22 und
  • Fig. 23 einen Schnitt nach Linie XXIII-XXIII von Fig. 20.
  • Das Gehäuse des Steckverbinders (15 A) ist durch ein Spritzgießteil aus einem flexiblen polymeren Werkstoff gebildet, das zwei Gehäusehalbschalen 15 und einen zugehörigen Trägerrahmen 15 a umfaßt. Die Gehäusehalbschalen 15 sind mittels Verbindungslamellen 15 p mit den oberen Längskanten des Trägerrahmens 15 a verbunden und symmetrisch zur Symmetrieebene dieses Trägerrahmens 15 a angeordnet. Die Gehäusehalbschalen 15 liegen bei Entnahme des Spritzgießteiles aus der Spritzgießform in einer quer zur Steckrichtung verlaufenden Ebene, wie aus Fig. 3, 5-7 ersichtlich. Bei Montage des Steckverbinders werden die Gehäusehalbschalen 15 in eine Gebrauchsposition gemäß Fig. 4 gegeneinander geklappt, in welcher sie parallel zur Steckrichtung verlaufen. Die Gehäusehalbschalen 15 sind von rechteckigem Grundriß. Sowohl die Rundkabel 20 als auch die Flachbandkabel 20&min; sind in die Steckverbinder über eine Kabeleinführungsöffnung O eingeführt, die in einer senkrecht zur Steckrichtung stehenden Schmalseite des Gehäuses 15 A angeordnet ist. Die Kabeleinführungsöffnung O umfaßt einen entlang der Fuge f-f der Gehäusehalbschalen 15 verlaufenden schlitzförmigen Ausschnitt für Flachbandkabel 20&min; sowie zwei Reihen von Aussparungen für Rundkabel 20, die beidseits des Ausschnittes 33 angeordnet sind und in diesen übergehen, wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich. Die Aussparungen 32 der einen Gehäusehalbschale 15 sind gegenüber den Aussparungen 32 der anderen Gehäusehalbschale in Steckrichtung gegeneinander versetzt. Die quer zur Steckrichtung abgenommene maximale Abmessung der Kabeleinführungsöffnung O entspricht im zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel dem doppelten Durchmesser eines Rundkabels 20 plus der dreifachen Dicke eines Flachbandkabels 20&min;. Somit sind die im Steckverbinder verarbeiteten Flachbandkabel 20&min; im Bereich der Fuge f-f der Gehäusehalbschalen 15 aus dem Steckverbinder herausgeführt, während die Rundkabel 20 in der Kabeleinführungsöffnung O einerseits am benachbarten Flachbandkabel 20&min; und andererseits an den Kanten der halbkreisförmigen Aussparungen 32 anliegen. Auf diese Weise ergibt sich eine außerordentlich kompakte Anordnung der Kabel 20, 20&min; innerhalb des Steckverbinders. Die in der Kabeleinführungsöffnung O senkrecht zur Steckrichtung verlaufenden Kabel 20, 20&min; sind im Innenraum des Steckverbinders um 90° umgelenkt. Breitere Flachbandkabel können in zwei Fahnen 20 a&min;, 20 b&min; aufgespalten sein. Im Bereich der Gehäusehalbschalen 15 sind die Rundkabel mittels Höcker 15 i der Gehäusehalbschalen 15 festlegbar. Im Trägerrahmen 15 a des Steckverbinders sind zweiseitig-symmetrische Steckeinheiten E von je identischem Querschnitt zu einem Block formiert. Die Steckeinheiten sind dabei wahlweise auf ⅛, ¼, ½, ¹/&sub1; der Länge des Trägerrahmens 15 a standardisiert. Im Trägerrahmen 15 a sind die Steckeinheiten E durch Überführen der Gehäusehalbschalen 15 aus Spritzgießposition in Gebrauchsposition mittels Schultern 15 k, 15 g festlegbar, indem sich die Schultern 15 k der Gehäusehalbschalen 15 a auf die Rückseite der Steckeinheiten E auflegen und diese gegen die Schultern 15 g des Trägerrahmens 15 a pressen. Die Steckeinheiten E sind je mit dem Trägerrahmen 15 a mittels Schwalbenschwanzverbindungen verbindbar. Die Schwalbenschwanzfedern 34 a sind an den Außenwänden der Steckeinheiten E und die Schwalbenschwanznuten 15 o an den Längswänden des Trägerrahmens 15 a angeformt. Nach Montage, also in Gebrauchsposition des Steckverbinders liegen die Schwalbenschwanzverbindungen stirnseitig auf der Schulter 15 g auf. Zwecks Codierung sind die Schwalbenschwanzverbindungen im Bereich der einen Längswand des Trägerarmes 15 a breiter als die Schwalbenschwanzverbindungen im Bereich der anderen Längswand. Die Gehäusehalbschalen 15 sind bei Überführen aus ihrer der Spritzgießform entsprechenden Ausgangsposition (Fig. 5-7) in die Gebrauchsposition (Fig. 4) mittels Zentrierstiften 15 l und Ösen 15 n aneinander zentrierbar und mittels elastischer Verriegelungszungen 15 c verriegelbar, die in Rastlager 15 d eingreifen. Die Steckeinheiten E sind wie folgt aufgebaut: Parallele Adern 20 y (Fig. 2) der Kabel 20, 20&min; sind unter abstandsgleicher Festlegung in Zentrierrillen 35 e, 36 e der Lagerbetten 35 a, 36 f zweier Klemmkörper 35, 36 lagegerecht verklemmt. Dabei hintergreifen elastische Rastzungen 35 c des unteren Klemmkörpers 35 den oberen Klemmkörper 36. Weitere gegensätzlich gerichtete Rastzungen 35 c&min; des unteren Klemmkörpers 35 hintergreifen den Kontaktträger 34, in welchem die Kontaktelemente 22 angeordnet sind. Wie die in den Fig. 15-23 dargestellten Klemmkörper 35, 36 und der in den Fig. 8-14 in verschiedenen Ansichten dargestellte Kontaktträger 34 aneinandergefügt sind, ergibt sich aus den Fig. 1, 2. Bei der Montage des Steckverbinders werden die Flachbandkabel 20&min; sowie die Adern 20 y von Rundkabeln 20 von oben auf das Lagerbett 35 a des unteren Klemmkörpers 35 aufgelegt, wobei die Adern 20 y in den Zentrierrillen 35 e parallel und abstandsgleich zueinander zentriert werden. Sodann wird der obere Klemmkörper 36 von oben unter Zentrierung an den Rastzungen 35 c auf den unteren Klemmkörper 35 aufgesteckt, wobei die Zentrierrillen 35 e, 36 e beider Klemmkörper 35, 36 deckungsgleich übereinander liegen und die Adern 20 y fixieren. Sodann wird der mit Kontaktelementen 22 bestückte Kontaktträger 34 auf den durch die beiden Klemmkörper 35, 36 gebildeten Kabelklemmblock Y aufgesteckt und dabei mittels einer Zentrierplatte 35 b zentriert, die in eine Zentrierausnehmung 34 f (Fig. 8, 11) des Kontaktträgers 34 eintaucht. Beim Aufstecken gelangen die oben aus dem Kontaktträger 34 herausragenden Schneidkontaktbereiche 22 a (Fig. 1) der lagegerecht im Kontaktträger 34 angeordneten Kontaktelemente 22 durch Durchtrittsschlitze 35 d (Fig. 17, 18) des unteren Klemmkörpers 35 hindurch und kontaktieren die Adern 20 y, indem sie deren Schutzumhüllung durchschneiden. Im weiteren Verlauf der Aufsteckbewegung tauchen die Endabschnitte der Schneidkontaktbereiche 22 a der Kontaktelemente 22 auch noch in die Aufnahmeschlitze 36 b des oberen Klemmkörpers 36 zur Stabilisierung ein. Die Steckbereiche 22 b der Kontaktelemente 22 befinden sich im Trägerrahmen 15 a. Wichtig ist eine ausreichende Verklemmung der Flachbandkabel 20&min; und der Adern 20 y der Rundkabel 20 in den Zentrierrillen 35 e, 36 e der Klemmkörper 35, 36. Zu diesem Zweck ergänzen sich die Zentrierrillen 35 e, 36 e zu Zentrierkanälen, deren Querschnitt einem Quadrat entspricht, dessen Diagonalen horizontal und vertikal verlaufen (Fig. 2, 16, 20). Dabei ist die Seitenlänge der Quadrate geringfügig kleiner als der Durchmesser der Ummantelung der Adern 20 y. Aus diesem Grunde kommen die beiden Klemmkörper 35, 36 im Bereich ihrer Lagerbetten 35 a, 36 f überhaupt nicht miteinander in Berührung. Die Klemmkörper 35, 36 liegen vielmehr ausschließlich auf den Ummantelungen der Kabeladern 20 y auf, um diese geringfügig zu quetschen. Die elastischen Rastzungen 35 c des unteren Klemmkörpers 35 hintergreifen Widerlager 36 c des oberen, mit Griff 36 a versehenen Klemmkörpers 36. Weitere Rastzungen 35 c&min; des unteren Klemmkörpers 35 hintergreifen Widerlager 34 b des Kontaktträgers 34. Dabei üben die Rastzungen 35 c, 35 c&min; Druck auf die Widerlager 34 b, 36 c aus, der für die vorgenannte Quetschung der Adern 20 y der Kabel 20, 20&min; und damit für deren Festlegung ausreicht. Die quadratische Gestaltung des Querschnitts der Zentrierkanäle bewirkt, daß diese Quetschung nur partiell, nämlich im Bereich von vier Mantellinien der Adern und somit unter relativ hohem Druck erfolgt. Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Teil der Rundkabel 20 in der einen, ein weiterer Teil in der anderen Gehäusehalbschale 15 untergebracht. Dabei sind die quer zur Streckrichtung verlaufenden Abschnitte der in der rechten Gehäusehalbschale 15 festgelegten Rundkabel 20 gegenüber den entsprechenden Abschnitten der in der linken Gehäusehalbschale 15 festgelegten Rundkabel 20 in Steckrichtung gegeneinander versetzt. Wie insbesondere aus Fig. 2 erkennbar, sind die Rundkabel 20 dabei durch die Höcker 15 i der Gehäusehalbschale 15 festgelegt und gegen Zug entlastet. Da das Einlegen der Kabel 20, 20&min; bei noch aufgeklappten Gehäusehalbschalen 15 (Fig. 5-7) erfolgt, werden die in der rechten Gehäusehalbschale festgelegten Kabel 20, 20&min; von rechts und die in der linken Gehäusehalbschale 15 festgelegten, entsprechenden Kabel 20, 20&min; von links zwischen die Klemmkörper 35, 36 eingelegt und verklemmt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Gehäusehalbschalen 15 auch bei eingelegten Kabeln zwanglos aus einer Position entsprechend den Fig. 5-7 in eine Position gemäß Fig. 1 überführt, d. h. gegeneinandergeklappt werden können. Somit ist gewährleistet, daß die Kabel 20, 20&min; im Steckverbinder auf kürzestem Wege aus den Gehäusehalbschalen 15 unter Umbiegung an ihre Kontaktstellen in den Steckeinheiten E geführt sind. Wie in Fig. 2 verdeutlicht, hat dieses Verteilerprinzip zur Folge, daß einige Adern 20 y von rechts und einige weitere Adern 20 y von links her in die Steckeinheiten E eingeführt sind. Zur Verdeutlichung sind in Fig. 2 in den beiden rechten Steckeinheiten E lediglich die Adern 20 y der zeichnerisch dargestellten Rundkabel 20, nicht aber die von der anderen Seite kommenden Adern 20 y eingezeichnet. Die Verteilung von rechts bzw. von links kommender Adern 20 y ist im konkreten Beispiel derart, daß ²/&sub3; von der einen Seite und ¹/&sub3; von der anderen Seite in die Steckeinheiten E eingeführt sind.

Claims (7)

1. Elektrischer Steckverbinder mit einem etwa rechteckigen Gehäuse und einer Steckeinheit, die wenigstens einen Kabelklemmblock und wenigstens einen damit zusammensteckbaren Kontaktträger aufweist,
mit einer Kabeleinführöffnung an einer Schmalseite des Gehäuses,
mit in dem Kontaktträger der Steckeinheit angeordneten Kontaktelementen die einen Steckbereich und einen Schneidkontaktbereich der über den Kontaktträger in Richtung auf den Kabelklemmblock hinausragt, aufweisen,
und mit quer zur Steckrichtung in Richtung auf die Breitseiten des Steckers verlaufenden, zu diesen offenen Zentrierkanälen im Kabelklemmblock der Steckeinheit zur Aufnahme der Adern von mindestens einem zugeführten Mehraderkabel,
sowie mit jedem Zentrierkabel zugeordneten Schlitzen, in die je ein Schneidkontaktbereich der Kontaktelemente beim Zusammenfügen von Kontaktträger und Kabelklemmblock eindringt und unter Durchtrennung der Isolierhülle der Ader den elektrischen Leiter kontaktiert,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Das Gehäuse (15 A) weist zwei symmetrisch an einem Steckeinheiten (E) aufnehmenden und fixierenden Trägerrahmen (15 a) angeordnete gegeneinander klappbare Gehäusehalbschalen (15) auf, deren Trennfuge in der Mitte der Schmalseiten des Gehäuses (15 A) verlaufen,
die Kabeleinführöffnung (O) ist als ein schlitzförmiger Ausschnitt (33) zur Zuführung von mindestens einem Flachbandkabel (20&min;) dessen Mittellinie auf der Trennfuge (f-f) der Gehäusehalbschalen (15) verläuft, mit entlang den Längsseiten des Ausschnittes (33) angeordneten, an zuführbare Rundkabel (20) angepaßte Aussparungen (32) ausgebildet,
an der Innenwand jeder Gehäusehalbschale (15) sind Höcker (15 i) angebracht, deren gegenseitige Abstände den Durchmessern der zugeführten Rundkabel (20) angepaßt sind und die zur Führung der Rundkabel (20) quer und in Steckrichtung des Steckverbinders zu den Steckeinheiten (E) und zu deren Zugentlastung dienen,
der Abstand der Höcker (15 i) von einer Halbschale (15) zur anderen im zusammengeklappten Zustand ist größer oder gleich der Breite des der Zuführung der Flachbandkabel (20&min;) dienenden Ausschnittes (33)
der Kabelklemmblock (Y) der Steckeinheit (E) ist quer zur Steckrichtung des Steckverbinders in einen unteren Klemmkörper (35) und einen oberen Klemmkörper (36) mittig durch die Zentrierkanäle geteilt, so daß die Trennflächen Lagerbetten (35 a, 36 f) mit offenen Zentrierrillen (35 e, 36 e) bilden, die die Einzeladern (20 y) der zuführbaren Rundkabel und/oder die miteinander zusammenhängenden Adern der zuführbaren Flachbandkabel zwischen sich aufnehmen und fixieren.
2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zentrierkanal einen Querschnitt aufweist, der einem Quadrat entspricht, dessen Diagonalen quer und in Steckrichtung des Steckverbinders verlaufen.
3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Klemmkörper (35) vier elastische Rastungen (35 c) angeordnet sind, von denen je zwei den oberen Klemmkörper (36) und den Kontaktträger (34) hintergreifen.
4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (32) für die zugeführten Rundkabel (20) und die Höcker (15 i) der einen Gehäusehalbschale (15) gegenüber den Aussparungen (32) und den Höckern (15 i) der anderen Halbschale (15) in Steckrichtung des Steckverbinders versetzt sind.
5. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen (15) mit dem Trägerrahmen (15 a) je über verformbare Verbindungslamellen (15 p) verbunden und mittels elastischer Verriegelungszungen (15 c) miteinander verriegelbar sind.
6. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Trägerrahmen (15 a) aneinanderreihbaren zu ihrer Längsebene symmetrischen Steckeinheiten (E) gleiche Querschnitte aufweisen und wahlweise auf ⅛, ¼, ½, ¹/&sub1; der Länge (L) des Trägerrahmens (15 a) standardisiert sind, daß sie mit an ihnen angeordneten in Steckrichtung verlaufende Schwalbenschwanzfedern (34 a , 34 a&min;) in Schwalbenschwanznuten (15 o) im Trägerrahmen (15 a) eingreifen und daß sie einerseits an quer zur Steckrichtung verlaufenden Schultern (15 g) im Trägerrahmen anliegen und andererseits nach Zusammenklappen der Halbschalen (15) durch an diesen angebrachte Schultern (15 k) festgelegt sind.
7. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kabeleinführungsöffnung (O) aufnehmende Schmalseite des Gehäuses (15 A) senkrecht zur Steckrichtung des Steckverbinders verläuft.
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