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Verriegelbare und abdrückbare mehrpolige elektrische
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Steckverbindung in Rechteckform Die Erfindung bezieht sich auf eine
mehrpolige elektrische Steckverbindung in Rechteckform nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Bei einer älteren, jedoch nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden
Steckverbindung ist jeweils das Gehäuse des kabelseitigen Steckers und des evtl.
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als Steckdose (Dose) ausgebildeten Gegensteckers aus Kunststoff hergestellt.
Die Verriegelungs- und Abdrückeinrichtung ist durch einen federbelasteten senkrecht
zur Steckrichtung bewegbar geführten Schiebebügel aus Blech mit zwei Kurvenbereichen
gebildet, der am Stecker angebracht ist und mit zwei am herausragenden Einsteckteil
der Dose befindlichen Gleitelementen in Form von Metallstiften zusammenwirkt. Die
Griffflächen zum Betätigen der Verriegelung sind an den Schmalseiten des Steckers
schräg gegenüberliegend angebracht. Das rückwärtig aus dem Stecker oder der Dose
austretende Kabelbündel kann mittels einer Zugentlastung in gerader oder abgewinkelter
Form befestigt werden. Hierfür sind zwei unterschiedlich geformte Halterungen vorgesehen,
wovon die jeweils gewünschte an dem betreffenden Gehäuseteil angeschraubt oder angenietet
wird. Um eine eindeutige Zuordnung der Stecker- und Dosenkontakte (Polarisierung)
sicherzustellen sowie eine Kodierung verschiedener Stecker zu ermöglichen. ist an
den zusammenzusteckenden Teilen der Steckverbindung beidseitig des Kontaktfeldes
je ein Kodierstift angeordnet. Diese Stifte weisen an
ihrem steckerseitigen
Ende einen sechskantförmigen Querschnitt auf und einen gegenuber dem Sechskant reduzierten
Zapfen mit einem Außengewinde. An ihrem anderen Ende sind die über eine hinreichende
Länge in Richtung der Stiftachse bis zur Mitte des ursprünglichen Querschnittes
abgeflacht. Zur Aufnahrne der Kodierstifte weisen die Kontaktträger Durchgarlgslöcher
für die Gewindezapfen auf, die stiftseitig sechskantförmig erweitert sind. Die Kodierstifte
sind mit den Sechskanten in diese Erweiterungen eingesetzt und auf der Rückseite
der Kontaktträger durch Muttern gesichert. Infolge der Sechskantform gibt es für
jeden Kodierstift sechs verschieden montierbare Winkelstellungen der betreffenden
Abflachung. Diese Steckverbindung läßt sich nur dann zusammenstecken, wenn sich
die abgeflachten Kodierstifte des einen Steckers und die betreffenden Enden des
Gegensteckers gerade zu dem ursprünglichen Vollquerschnitt infolge richtiger Winkelstellung
ergänzen. Dies ergibt eine Vielzahl von Kodiermöglichkeiten.
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Die vorgenannte, insbesondere für Luftfahrtanwendungen vorgesehene
Steckverbindung ist in ihrer Herstellung und Montage recht aufwendig und in ihrer
Handhabung relativ umständlich. So besteht die Verriegelungs- und Abstoßeinrichtung
aus einer relativ großen Anzahl verschiedener Einzelteile, was auch für die Zugentlastung
zutrifft. Auch zur Herstellung der Kodierung sind mehrere Einzelteile in getrennten
Arbeitsgängen herzustellen und zu montieren. Weiterhin ist von Nachteil, daß die
Steckverbindung infolge der aufwendigen Kodierung relativ große Außenabmessungen
aufweist. An den Berührungsstellen mit den betref-
fenden Stiften
entsteht infolge der Betätigung und infolge von Vibrationen ein metallischer Abrieb,
der die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte beeinträchtigen kann. Weiterhin besteht
infolge dieser Beanspruchungen die Gefahr, daß sich die Stifte aus der Einbettung
im Kunststoff lösen.
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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Steckverbindung derart auszubilden, - daß die Steckverbindung mit geringstem Aufwand
herzustellen und zu montieren ist, - daß die Polarisierng ohne gtrennt herzustellende
und dann zu montierende Bauelemente verwirklicht wird, - daß die Steckverbindung
bei gegebener Polzahl minimale Abmessungen aufweist und - daß während des Betriebes
kein metallischer Abrieb entsteht.
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Steckverbindung durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteranssprüchen angegeben.
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Die Erfindung ist anhand eines Beispiels in der Zeichnung dargestellt
und in der Beschreibung erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Buchsensteckers, Fig. la eine
Ansicht einer Kabelhalterung, Fig. 2 eine Ansicht eines Stiftsteckers, Fig. 3 Eine
Ansicht eines Schiebebügels, Fig. 4 eine Projektion einer Stiftkammer,
Fig.
5 eine Prinzipdarstellung einer Steckverbindung mit Kodierprofilen Fig. 6 eine Projektion
einer Stiftkammer mit Kodierprofilen Fig. 7a eine Teilansicht einer Steckdose, Fig.
7b eine Ansicht nach Fig. 7a und Fig. 7c einen Schnitt nach Fig. 7a.
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Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Ansicht einer Steckverbindung mit
einem Buchsenstecker 1 und einem Stiftstecker 2. Der Buchsenstecker 1 ist als an
einem Bauteil fest montierbare Steckdose (Dose) ausgeführt und weist dementsprechend
zwei Flansche 3 auf die seitlich am Gehause 4 angeordnet sind. Eine Buchsenkammer
5 enthält die hier nicht sichtbaren Kontaktbuchsen, die beim Zusammenführen der
Stecker 1 und 2 die Kontaktstifte 6 des Stiftsteckers 2 aufnehmen.
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Ein Kabelbündel 7 ist mittels eines Kabelbinders 8 und einer Halterung
9 fest mit dem Gehäuse 4 verbunden. Der gehäuseseitige Rand der Halterung 9 ist
entsprechend Fig. la im Querschnitt T-förmig ausgebildet. Dieses T-Profil ist in
eine an der der Buchsenkammer 5 gegenüberliegenden Wandung 12 des Gehäuses 4 quer
zum Kabelabgang verlaufende Nut 10 eingeführt und durch einen Haken l0a verriegelt.
Die Nut 10 ist durch eine gestrichelte Darstellung angedeutet. Diese Position der
Halterung 9 ergibt den gezeigten geraden Kabelabgang. Zur Herstellung eines abgewinkelten
Kabelabganges wird die Halterung 9 in Richtung des Pfeiles 11 in eine andere an
einer seitlichen Wandung 13 angeordnete Nut 14 eingeführt und mit einem Haken 15
gesichert. Bei Einführung der Halterung 9 weicht der betreffende Haken l0a oder
15 infolge einer schrä
gen Fläche 15a und einer integrierten Feder
16 aus und springt wieder zurück, wenn die Halterung 9 diese Stelle passiert hat.
Anstelle des T-Profils kann auch jedes andere gleichwertige Profil zusammen mit
einer entsprechenden Nut verwendet werden. Außen an der Wandung 13 und an der ihr
gegenüberliegenden, hier nicht sichtbaren Wandung ist ein Gleitansatz 33 mit einer
Haltefläche 33a, einer Abdrückfläche 33b und einer Verriegelungsfläche 33c angeordnet.
Der Stiftstekker 2 weist eine Stiftkammer 20 auf, innerhalb der die Stifte 6 angeordnet
sind. Die Kammer 20 ist umgeben von einem Rahmen 21, der mit dem Gehäuse 22 einstückig
ausgeführt ist. Die Buchsenkammer 5 weist außen, wie die Stiftkammer 20 innen, einen
trapezähnlichen Querschnitt auf, der gerade ausreicht, um eine Polarisierung der
Steckverbindung sicherzustellen.
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Der Stiftstekker 2 weist ebenfalls eine mit einem Kabelbinder 8 versehene
Halterung 9 auf, die wie vorbeschrieben mit dem Gehäuse 22 verbunden ist. Somit
ist auch hier ein gerader oder abgewinkelter Kabelabgang herstellbar, wovon hier
die gerade Ausführung gezeigt ist. Für die abgewinkelte Form ist eine Nut 25 vorgesehen.
Der Rahmen 21 weist an beiden Längsseiten je eine T-Nut 26 sowie eine Öse 27 auf.
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Ein in Fig. 3 gezeigter U-förmiger Schiebebügel 30 weist an den Enden
der Schenkel jeweils zwei angeformte Haken 31 auf, die durch einen Schlitz 32 voneinander
getrennt sind. Das Joch des Bügels 30 und der Rahmen 21 sind je mit einer griffigen
Bedienungsfläche 21a bzw. 30a versehen. Je Schenkel ist auf dessen Innenseite ein
im Querschnitt T-förmiges Gleitstück 34 angeformt. Weiterhin weist der Bügel 30
je Schenkel einen Keil 35 mit einer schrägen Fläche 36 sowie einen Haken 37 mit
einer schrägen Fläche 38 auf.
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Zur Montage des Bügels 30 werden zunächst zwei Druckfedern 39 in die
beiden Nuten 26 eingeschoben,was dadurch ermöglicht wird, daß der dem T-Querbalken
entsprechende Teil der Nut 26 bis zu einem annähernd quadratischen Querschnitt erweitert
ist. Nach dem Einsetzen der Federn 39 wird der Bügel 30 derart auf den Stiftstecker
2 geschoben, daß die Gleitstücke 34 in die Nuten 26 eingeführt werden. Dabei treten
die Enden der Schenkel mit den Haken 31 in dei Ösen 27 ein, wobei die Haken 31 zusammengedrückt
werden bis sie die Ösen 27 passiert haben. Dann springen die Haken 31 wieder auseinander
und der Bügel 30 ist montiert.Der Bügel 30 kann nun durch Drücken auf die Griffflächen
21a und 30a entgegen der Kraft der Federn 39 weiterbewegt werden bis dessen Joch
den Rahmen 21 berührt.Bei Wegfall der Druckkraft gleitet der federbelastete Bügel
30 wieder in seine jetzt durch die Haken 31 definierte Ruhelage zurück.
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Sollen nun beide Steckerteile miteinander verbunden werden, so ist
ein Steckvorgang nur dann möglich, wenn sich die Trapezformen der Buchsenkammer
5 und der Stiftkammer 20 in Ähnlichkeitslage gegenüberliegen.Ist dies nicht der
Fall, so muß der Stecker 2 um 1800 gedreht werden. Beim Zusammenstecken dienen die
Außenflächen der Buchsenkammer 5 und die Innenflächen der Stiftkammer 20 zur Führung,
wobei die Verriegelungsflächen 33c mit den schrägen Flächen 38 in Berührung kommen.
Im weiteren Verlauf -der Steckbewegung treten die Stifte 6 in die Buchsen der Dose
1 ein und der Bügel 30 wird infgolge der Verriegelungsflächen 19 nach links bewegt
bis der Ansatz 33 in Bezug auf den Haken 37 eine hinreichend tiefe Position erreicht
hat, so daß der Bügel 30 wieder nach rechts springt.
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Damit ist die Steckverbindung verriegelt. Zum Lösen der Verbindung
ist auf die Bedienungsflächen 21a und 30a eine Druckkraft auszuüben. Hierdurch wird
der Bügel 30 nach links bewegt, so daß die Halteflächen 33a freigegeben werden und
die schrägen Flächen 36 anschließend an den Abstoßflächen 33b entlanggleiten. Durch
die dabei auftretende Keilwirkung wird die Steckverbindung wieder gelöst. Auch hier
sind anstelle der T-Nuten alle gleichwertigen Nutformen denkbar. So ist es beispielsweise
möglich, T-Profile und -Nuten mit einem dünnen Querbalken zu verwenden. Hierdurch
können anstelle der Schraubenfedern 39 mäanderförmige Drahtfedern eingebaut werden,
die sich durch einen erheblich geringeren Platzbedarf auszeichnen.
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Fig. 4 zeigt eine Ansicht in Steckrichtung einer nicht näher dargestellten
Stiftkammer 40, die von einem Rahmen 41 umgeben ist. Hier ist z.B. eine mit 42 bezeichnete
kurze Innenfläche der Kammer 40 schräg ausgerichtet, so daß auch diese Kammer wieder
eine Art Trapezquerschnitt erhält. Naturgemäß ist zur Sicherstellung einer Polarisierung
die hierzu gehörende, hier nicht gezeigte Buchsenkammer dieser Form angepaßt.
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Fig. 5 zeigt schematisch eine Steckverbindung, bestehend aus einem
Buchsenstecker 50 mit einer Buchsenkammer 51 und aus einem Stiftstecker 52 mit einer
Stiftkammer 53, die die Stifte 6 umgibt. Die betreffenden Buchsen sind hier nicht
dargestellt. An einer Längsseite der Buchsenkammer 51 sind fünf Kodierprofile 54
einstückig angeformt. Die entsprechende Innenwand der Stiftkammer 53 weist ebenfalls
derartige, hier jedoch unsichtbare Kodierprofile 55 auf.
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Die Kodierprofile der Stecker 50 und 52 befinden sich in Bezug auf
die Steckerachse in identischen Positionen, was durch die gestrichelten Linien a,
b, c, d, e, angedeutet ist. Sind an beiden Steckern alle Kodierprofile vorhanden
so lassen sich die Stecker nicht zusammenstecken. Erst dann, wenn auf jeder Position
eines der Profile 54 und 55 entfernt ist, ist ein Zusammenstecken beider Stecker
möglich. Durch systematisches Entfernen von Kodierprofilen ergibt sich eine Vielzahl
von Kodiermöglichkeiten.
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Fig. 6 zeigt eine Projektion in Steckrichtung der Stiftkammer 53 mit
den Kodierprofilen 55. Diese weisen einen T-förmigen Querschnitt auf und sind jeweils
durch einen schmalen Steg 56 rnit der Innenfläche der Stiftkammer 53 verbunden.
Auf die gleiche Weise sind die Kodierprofile 54 mit der Außenfläche der Buchsenkammer
51 verbunden. Hierdurch können die Kodierprofile 54 und 55 recht einfach, z.B. mit
einem geeigneten Messer entfernt werden. Es ist auch denkbar, bei Bedarf weitere
Kodierprofile an anderen entsprechenden Seiten der betreffenden Kammern anzuordnen.
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Die Figuren 7a bis 7c zeigen im Prinzip ein Steckdosengehäuse 4 mit
zwei Flanschen 60 und 61 die jeweils einen hakenförmigen Ansatz 62 und 63 zur Befestigung
an einem Bauteil 64 derart aufweisen. daß die Haken einander zugewandt sind. Der
Ansatz 62 ist einstückig mit dem Flansch 60 verbunden. Der An satz 63 weist eine
schräge Fläche 65 auf und ist an ein Gleitstück 66 angeformt, das innerhalb des
Flansches 61 in einer Nut 67 in Richtung der Verbindungslinie der Ansätze 62 und
63 geführt ist und durch
eine Blattfeder 68 zum Ansatz 62 hin,
also im Bild nach links gedrückt wird. Dabei dient die Endfläche der Nut 67 als
Anschlag. Das Gleitstück 66 schließt mit der Oberseite des Flansches 61 bündig ab
und ist hier mit einer Aussparung 69 versehen. Zur Montage dieser Dose sind zunächst
am Bauteil 64 zwei runde Durchgangsbohrungen 64a und 64b anzubringen. Dann wird
der Ansatz 62 durch die Bohrung 64a gesteckt und das Gehäuse 4 im Bild nach rechts
geschoben, damit der Ansatz 62 infolge der Hakenform hinter die Wandung des Bauteils
64 greift. Anschließend wird der Ansatz 63 durch die Bohrung 64b gedrückt. Dabei
setzt die schräge Fläche 65 auf dem Rand dieser Bohrung auf und das Gleitstück 66
gleitet zunächst nach rechts.
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Wenn der Hakenteil des Ansatzes 63 die Bohrung 64b passiert hat, springt
das Gleitstück 66 infolge der Feder 68 wieder nach links, womit die Dose montiert
ist. Durch diese Einrast-Verbindung wird ein äußerst niedriger Montageaufwand erreicht.
Zur Demontage wird der hakenförmige Ansatz 63 mittels eines in der Aussparung 69
angesetzten Schraubendrehers gelöst, wonach die Dose in einfacher Weise abnehmbar
ist.
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Wenn die rückwärtig am Bauteil 64 anliegenden Flächen der Ansätze
62 und 63 in bekannter Weise eine vorbestimmte Schräglage ausweisen, ist die Einrastverbindung
innerhalb enger Grenzen für unterschiedliche Wandstärken des Bauteils verwendbar.
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