DE3728739C2 - - Google Patents
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- DE3728739C2 DE3728739C2 DE19873728739 DE3728739A DE3728739C2 DE 3728739 C2 DE3728739 C2 DE 3728739C2 DE 19873728739 DE19873728739 DE 19873728739 DE 3728739 A DE3728739 A DE 3728739A DE 3728739 C2 DE3728739 C2 DE 3728739C2
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- H01R13/6582—Shield structure with resilient means for engaging mating connector
- H01R13/6583—Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung,
bestehend aus Stecker und Buchse, wobei die elektrische
Verbindung durch Einführen des Steckers beziehungsweise
dessen Kontaktstiften in die Buchse beziehungsweise
deren korrespondierende Öffnungen hergestellt
wird. Dabei sind Stecker und Buchse mit entsprechenden
elektrischen Zuleitungen versehen.
Eine derartige Steckvorrichtung ist zum Beispiel aus
der DE-OS 35 12 026 bekannt. Buchse und Stecker weisen
dabei jeweils ein zum korrespondierenden Teil hin geöffnetes
Gehäuse auf, in dem Kontaktstifte parallel
zueinander verlaufen, wobei die Kontaktstifte ortsfest
angeordnet sind und parallel zum Gehäusekörper verlaufen.
Bei der bekannten Steckvorrichtung soll vor allem der
Raum, in dem die Kontaktgabe stattfindet, luftdicht
abgeschlossen werden. Der bekannte Vorschlag sieht hierzu
insbesondere eine besondere geometrische Ausbildung
der Kontaktstifte des Steckers mit entsprechenden Dichtungen
vor.
Neben einer Luftdichtigkeit wird häufig auch eine Abdichtung
gegenüber Feuchtigkeit gewünscht.
Häufig geschieht dies dadurch, daß auf den Stecker und/
oder die Buchse Abdeckkappen aufgesetzt, zum Beispiel
aufgeschraubt werden. Abgesehen davon, daß diese Maßnahme
relativ umständlich ist, gibt es auch zahlreiche
Anwendungsbereiche, wo die räumlichen Verhältnisse eine
derartige Abdichtung nicht erlauben. Beispielhaft sei
hier eine Steckvorrichtung zur elektrischen Verbindung
eines Abschlußteils einer Waffenanlage mit einer Rakete
genannt, bei der zwischen den einzelnen Schüssen die
Teile der Steckvorrichtung nicht jedesmal durch Abdeckkappen
abgedichtet werden können.
Darüber hinaus besteht ein dringendes Bedürfnis, gerade
bei letztgenannten Anwendungszweck, eine Steckvorrichtung
mit einem sogenannten EMP-Schutz (EMP = Electro
Magnetic Power) beziehungsweise NEMP-Schutz (Nuclear
Electro-Magnetic Pulse) für Stecker und Buchse zu schaffen.
Es hat sich nämlich in der Vergangenheit gezeigt,
daß äußere elektromagnetische Felder gelegentlich zu
Fehlschaltungen innerhalb der an die Steckvorrichtung
angeschlossene Elektronik führen können, was zum Beispiel
im Fall einer Steckvorrichtung für eine Waffenanlage
zu Fehlzündungen führen kann.
Die Elektronik und hier insbesondere die entsprechenden
Kondensatoren können eine weitere Störquelle verursachen.
Aufgrund ihrer Kapazitäten verbleibt in der Regel nach
einem Lösen der elektrischen Steckvorrichtung eine bestimmte
Ladung im Kondensator, die - ähnlich wie elektromagnetische
äußere Einflüsse - zu Fehlimpulsen in der
Elektronik und damit zum Beispiel wieder zu einer Fehlzündung
führen kann.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine elektrische Steckvorrichtung beziehungsweise einen
Stecker und eine Buchse für eine elektrische Steckvorrichtung
zur Verfügung zu stellen, mit der (denen) eine
HF-Dichtigkeit, also ein EMP-Schutz ermöglicht wird.
Im Zusammenhang mit der Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die Teile der Steckvorrichtung gegen
elektromagnetische Störstrahlen zu schützen, hat die
Erfindung erkannt, daß dies erreicht werden kann, wenn
der Stecker beziehungsweise die Buchse so ausgebildet
werden, daß sie mit angeschlossenen Bauteilen jeweils
eine Art Faraday-Käfig bilden. Auf diese Weise kann
der Raum innerhalb des Käfigs (des Steckers, der Buchse)
gegen äußere elektromagnetische Störstrahlen abgeschirmt
werden.
Der Stecker weist dazu in seiner
allgemeinsten Ausführungsform die Merkmale des
Anspruchs 1 auf.
Die zugehörige Buchse wird durch die Merkmale
des Anspruchs 8 beschrieben.
Auf diese Art wird bei beiden Teilen - in Abkehr zum
Stand der Technik - eine elektrische Verbindung zwischen
Gehäuse und den einzelnen Kontaktstiften sowie
über den Masseanschluß mit angeschlossenen Bauteilen
und damit einer Art elektrisch leitender Becher (Faraday-
Becher) geschaffen, der auch im ungesteckten Zustand
der Teile einen sicheren Schutz gegen elektromagnetische
Störstrahlen bietet.
Es ergibt sich sowohl aus der der Erfindung zugrunde
liegenden Aufgabe wie aus der beschriebenen Gestaltung
ähnlich einem Faraday-Becher, daß die elektrische Verbindung
im Bereich benachbart der Gehäuseöffnung verläuft,
wie nachstehend noch näher beschrieben wird.
Bevor vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Teile beschrieben werden, wird der Vollständigkeit
halber noch darauf hingewiesen, daß die Buchse
mit ihrem in den Stecker eindringenden Teil selbstverständlich
einen Außendurchmesser aufweist, der gleich
oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des
Gehäuses des Steckers ist und Stecker und Buchse auf
der Außenseite des Gehäuses mit korrespondierenden Anschlägen
versehen sind, die die optimale Stecktiefe
der Teile und damit auch die nachstehend noch näher
beschriebene Kontaktierung zwischen Stecker und Buchse
festlegen. Soweit dies erforderlich ist, können Stecker
und Buchse über bekannte Schraubverbindungen oder dergleichen
im Steckzustand gegeneinander festgelegt werden.
Sowohl Stecker als auch Buchse sind - vorzugsweise an
dem der Gehäuseöffnung gegenüberliegenden Teil - über
entsprechende Zuführleitungen elektrisch angeschlossen.
Wie vorstehend bereits ausgeführt, sind die Kontaktstifte
des Steckers ortsfest angeordnet, ebenso wie
die genannten Einrichtungen innerhalb der Buchse,
während die genannte Einrichtung innerhalb des Steckers
beziehungsweise die Kontaktstifte innerhalb der Buchse
längsverschiebbar angeordnet sind. Dies hat zur Folge,
daß beim Ineinanderschieben von Stecker und Buchse
die Kontaktstifte des Steckers die zugehörigen Kontaktstifte
der Buchse nach hinten wegdrücken beziehungsweise
die ortsfesten Einrichtungen der Buchse die
entsprechenden gleitverschieblich angeordneten Einrichtungen
des Steckers nach hinten verschieben. Beim
Auseinanderziehen der Steckvorrichtung werden die
längsverschiebbar gelagerten Teile wieder in die Ausgangsstellung
zurückgedrückt, vorzugsweise mittels
entsprechender Federn, die fortwährend eine sichere
Anlage der Teile gegeneinander gewährleisten. Zur
näheren Erläuterung wird insbesondere auf das beigefügte
Ausführungsbeispiel verwiesen.
Die durchgehende elektrische Verbindung zwischen Gehäuse
und Kontaktstiften kann auf verschiedene Art
und Weise bewerkstelligt werden. In einer vorteilhaften
Ausführungsform bestehen die entsprechenden Einrichtungen
aus einer die Kontaktstifte übergreifenden, im
wesentlichen parallel zur Fläche der Gehäuseöffnung
verlaufenden Platte aus elektrisch leitendem Material
sowie einer Anzahl von Federelementen, ebenfalls aus
elektrisch leitendem Material, wobei sich die Federelemente
jeweils zwischen den Kontaktstiften und der
jeweiligen korrespondierenden Öffnung in der Platte
beziehungsweise dem zwischen Außenumfang der Platte
und der korrespondierenden Innenfläche des elektrisch
leitenden Teils des Gehäusekörpers abstützen.
Auf diese Weise wird im ungesteckten Zustand eine
sichere elektrische Verbindung ermöglicht, aufgrund
der Zwischenschaltung der Federelemente wird gleichzeitig
aber auch eine sichere Verschiebbarkeit der
Einrichtung gegenüber den Kontaktstiften, wie sie
für den Steckvorgang notwendig ist, erreicht. Dem
Fachmann stehen hier aber eine Vielzahl alternativer
Ausführungsformen zur Verfügung, zum Beispiel der
Einsatz eines den Raum zwischen den Kontaktstiften
und dem Gehäuse insgesamt ausfüllenden verformbaren,
aber elektrisch leitenden Materials.
Insbesondere zur Eliminierung von
Restladungen in Kondensatoren der zugehörigen Elektronik
sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Steckers
vor, im Abstand zu der zuvor beschriebenen Einrichtung
und elektrisch gegen diese isoliert einen Verbindungsteil
zur elektrischen Verbindung der Kontaktstifte
untereinander (ohne elektrische Verbindung mit dem
Gehäuse) vorzusehen. Dieser Verbindungsteil ist so
angeordnet, daß er nur im nichtgesteckten Zustand
des Steckers die elektrische Verbindung schafft. Dazu
ist der Verbindungsteil nach einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wiederum als Platte aus
einem elektrisch leitenden Material gestaltet, die
sich im wesentlichen parallel zur Fläche der Gehäuseöffnung
erstreckt und die Platte ist weiterhin in
einem elektrischen Isolierkörper angeordnet, wobei
die genannte Anordnung ebenfalls längsverschiebbar
ist. Dazu ist in einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung eine koaxial zum Gehäusekörper verlaufende
Manschette aus elektrisch leitendem Material
vorgesehen, wobei die Manschette die beschriebene
Einrichtung für den EMP-Schutz sowie die Anordnung
aus Verbindungsteil und Isolierkörper übergreift und
federgelagert gegen den Gehäuseboden abgestützt ist
und damit für eine Längsverschiebbarkeit sowohl der
Einrichtung für den EMP-Schutz, wie des Verbindungsteils
zur elektrischen Verbindung der Kontaktstifte untereinander
dient. Vorzugsweise weist die Manschette
an ihrem der Gehäuseöffnung zugewandten Ende eine
im wesentlichen parallel zur Gehäuseöffnung verlaufende
Abschlußplatte auf, die die Kontaktstifte übergreift
und die vorgenannten Bauteile abstützt.
Entsprechend sind die Kontaktstifte des Steckers auf
ihrem Abschnitt zwischen dem Verbindungsteil und der
gehäuseseitigen Aufnahme mit einem elektrischen Isoliermantel
umgeben und nur auf ihrem dem Verbindungsteil
beziehungsweise der Einrichtung für den EMP-Schutz
korrespondierenden Oberflächenabschnitt elektrisch
leitend gestaltet und zwischen beiden Abschnitten
wiederum mit einer elektrischen Isolierung versehen sowie
an ihrem freien Ende
mit einer Kappe aus einem elektrisch isolierenden
Material ausgebildet, auf der wiederum mit Abstand
in Längsrichtung zum freien Ende hin eine weitere
Kappe aus einem elektrisch leitenden Material aufsitzt.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß zwischen diesen
beiden Abschnitten keine elektrische Verbindung erfolgt.
Der Kern der Kontaktelemente ist selbstverständlich
durchgehend aus elektrisch leitendem Material gebildet,
um eine elektrische Verbindung zu den zugehörigen
elektrischen Zuleitungen sicherzustellen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Buchse weist diese innerhalb des Gehäusekörpers,
vorzugsweise in Richtung auf den Gehäuseboden hinter
der Einrichtung für den EMP-Schutz und elektrisch
gegen diese isoliert, mindestens ein Verbindungsteil
aus elektrisch leitendem Material zur elektrischen
Verbindung jeweils mindestens zweier Kontaktstifte
miteinander auf, wobei das jeweilige Verbindungsteil
elektrisch isolierend gegenüber den weiteren Kontaktstiften
angeordnet ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft,
in diesem Bereich eine Platte aus elektrisch
isolierendem Material anzuordnen, die vorzugsweise
im wesentlichen parallel zur Fläche der Buchsenöffnung
verläuft und die Kontaktstifte übergreift und in dieser
Isolierplatte dann den beziehungsweise die genannten
Verbindungsteile im Abstand zueinander und damit isolierend
gegeneinander anzuordnen.
Je nach Ausbildung und Zuordnung der Verbindungsteile
können auf diese Weise zwei oder mehrere Kontaktstifte
auch im nicht gesteckten Zustand elektrisch miteinander
verbunden werden, wodurch sich zum Beispiel
für Testzwecke vor dem eigentlichen Steckvorgang die
Funktionstüchtigkeit der einzelnen Steckkontakte ohne
weiteres mittels der angeschlossenen Elektronik feststellen
läßt.
Vorzugsweise sind die Verbindungsteile dabei wieder
über korrespondierende Federelemente aus elektrisch
leitendem Material mit den entsprechenden Kontaktstiften
der Buchse verbunden. Der bei einer derartigen
Simulation mögliche elektrische Kontaktweg wird in
dem nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiel näher
beschrieben. Neben den vorstehend genannten Einrichtungen
weist die Buchse natürlich auch geeignete Kontaktbereiche
zur elektrischen Kontaktierung der korrespondierenden
Steckerkontakte auf. Vorzugsweise werden
diese Kontaktstellen innerhalb der Öffnungen für die
Kontaktstifte der Buchse elektrisch isolierend gegenüber
den vorstehenden Einrichtungen angeordnet, zum
Beispiel über Metallfedern in entsprechenden Aufnahmen.
Die Kontaktstifte der Buchse sind an ihrem freien
Ende vorzugsweise in der gleichen Weise gestaltet,
wie anhand der Kontaktstifte des Steckers beschrieben,
ansonsten vorzugsweise über ihre gesamte Länge aus
elektrisch leitendem Material.
Zur gleitbeweglichen Lagerung der Kontaktstifte in
ihren korrespondierenden Öffnungen sind zwischen deren
gehäuseseitigem Boden und dem Gehäuseboden Federelemente,
vorzugsweise Spiralfedern angeordnet, die einerseits
dafür sorgen, daß die Kontaktstifte im ungesteckten
Zustand bis in den Bereich der Öffnung des Buchsengehäuses
gedrückt werden, gleichzeitig aber auch beim
Steckvorgang in Richtung auf den Gehäuseboden zurückgeführt
werden können. Zur Fixierung der Endposition
im ungesteckten Zustand ist der dem Gehäuseboden zugewandte
Endbereich jedes Kontaktelementes mit einem
flanschförmigen vorstehenden Ring ausgebildet, der
in der Endstellung gegen einen entsprechenden Anschlag
innerhalb der Wand der Öffnung stößt, wozu die Öffnung
in diesem Bereich erweitert ausgebildet ist, so daß
im gesteckten Zustand zwischen Kontaktstift und Öffnungswandung
ein Luftspalt besteht.
In analoger Weise ist die verschieblich im Stecker
gelagerte Manschette mit einem nach außen vorstehenden
Flanschrand ausgebildet, der im ungesteckten Zustand
gegen einen korrespondierenden Anschlag des Gehäuses
anliegt und so die eine Endstellung der Manschette
beschreibt. Die andere Endstellung (im gesteckten
Zustand) ergibt sich aus dem Verschiebeweg der Buchse
in das Steckergehäuse.
Um gleichzeitig Stecker und Buchse auch staub- und
feuchtigkeitsdicht zu machen,
können die Manschette und die Innenseite des Gehäusekörpers
des Steckers beziehungsweise die Innenseite des
Gehäusekörpers der Buchse sowie der Bauteil zur Aufnahme
der Einrichtung für den EMP-Schutz bei der Buchse mit
Vertiefungen zur Aufnahme von Dichtungsstreifen oder
Dichtringen ausgebildet werden, die eine vollständige
Abdichtung der Kontaktstifte gegenüber den jeweils
korrespondierenden Bauteilen sicherstellen.
Die erfindungsgemäßen Teile der Steckvorrichtung bieten
damit in mehrfacher Hinsicht einen Fortschritt und
eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik.
Insbesondere schaffen sie einen selbständigen Schutz
gegen elektromagnetische Störstrahlen, gleichzeitig
können im steckerseitigen Teil die Kontaktstifte im
ungesteckten Zustand kurzgeschlossen werden, um Ladungen
in den Kondensatoren der Elektronik abzubauen
und die in einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung beschriebene Verbindung der Kontaktelemente
der Buchse untereinander ermöglicht darüber hinaus
Simulationen zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit
der Buchsenkontakte.
Damit erweisen sich eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung
beziehungsweise deren Teile als besonders sicher,
was insbesondere für den Anwendungsbereich der Wehrtechnik
von größter Bedeutung ist, um Fehlzündungen oder
dergleichen zu vermeiden. Sowohl Stecker als auch
Buchse sind jederzeit (im gesteckten wie ungesteckten
Zustand) betriebssicher und bezüglich ihrer Funktionsfähigkeit
überprüfbar. Die Teile sind schnell und
sicher gegeneinander steckbar und gleichzeitig feuchtigkeits-
und staubdicht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Dazu zeigt die Zeichnung
in schematischer Darstellung in
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Stecker,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zugehörige
Buchse der Steckvorrichtung.
Der in Fig. 1 dargestellte Stecker 10 weist ein Gehäuse
12 auf, das aus einem zylinderförmigen metallischen
Gehäusekörper 12 a, einem Boden 12 b aus elektrisch
isolierendem Material und einer gegenüberliegenden
Gehäuseöffnung 12 c besteht.
Am Boden 12 b des Gehäuses 12 sind insgesamt zehn Aufnahmen
14, elektrisch isolierend gegeneinander im Abstand
angeordnet, die jeweils zur Aufnahme eines Kontaktstiftes
16 dienen, wobei sich die Kontaktstifte 16 mit Abstand
und parallel zueinander vom Gehäuseboden 12 b bis kurz
vor den Bereich der Gehäuseöffnung 12 c erstrecken.
Im Bereich der Aufnahmen 14 weisen die Kontaktstifte
16 jeweils elektrische Anschlüsse 18 auf, die (über
im einzelnen nicht dargestellte elektrische Zuleitungen)
die Kontaktstifte mit einer zugehörigen Steuer- und/oder
Regeleinheit verbinden.
Am öffnungsseitigen Gehäuseteil übergreift eine topfförmige
Metallmanschette 20 die Gesamtheit der Kontaktstifte
16, wobei die Wand 20 a die äußeren Kontaktstifte
umfaßt und dabei parallel zum Gehäusekörper 12 a an dessen
Innenfläche verläuft, während der Boden 20 b mit insgesamt
zehn Ausnehmungen 22 ausgebildet ist, in die die Kontaktstifte
16 ohne Spiel hineinragen.
Wie sich Fig. 1 entnehmen läßt, sind in den Innenseiten
der Ausnehmungen 22 jeweils ringförmige Nuten 24 vorgesehen,
in denen Dichtungs-O-Ringe 26 zum Beispiel aus
einem Elastomer einliegen und für eine sichere Feuchtigkeit-
und Staubabdichtung gegenüber den Kontaktelementen
16 und damit gegenüber einem Eindringen von Staub und/oder
Wasser in das Gehäuseinnere sorgen. Die Abdichtung der
Manschette 20 gegenüber dem Gehäuse 12 wird über eine
entsprechende Nut/Dichtungsring-Anordnung 28, 30 erreicht.
Wie Fig. 1 weiter zeigt, ist hinter dem Boden 20 b eine
zum Boden 20 b parallele Platte 32 in der Manschette
20 angeordnet. Auch diese ist selbstverständlich wieder
mit zehn, koaxial zu den Ausnehmungen 22 verlaufenden
Öffnungen 34 ausgebildet, durch die die Kontaktstifte
16 hindurchragen. Auf ihrem Außenumfang beziehungsweise
im Bereich der Öffnungen 34 ist die Platte 32 jeweils
mit umlaufenden, ringförmigen Vertiefungen 36 ausgebildet,
in denen korrespondierende Federelemente, hier Lamellenringe
38 einliegen, die - wie die Platte 32 - aus einem
elektrisch leitenden Material, vorzugsweise Metall,
bestehen. Die Lamellenringe 38 liegen dabei aufgrund
ihrer Vorspannung sowohl gegen die Kontaktstifte 16
und die Platte 32 wie auch die Metallmanschette 20 an.
Innerhalb desselben Stecker-Abschnitts mit geringem
Abstand hinter dem Dichtring 30 (in Richtung auf den
Gehäuseboden 12b gesehen) ist innerhalb des Gehäusekörpers
12 a eine weitere umlaufende Vertiefung 40 vorgesehen,
in der gleichfalls ein Lamellenring 38 einliegt, der
eine metallische Brücke zwischen der Manschette 20 und
dem Gehäusekörper 12 a schafft.
Außenseitig weist der Gehäusekörper 12 a einen Masseanschluß
43 auf.
In Richtung auf den Gehäuseboden 12 b gesehen liegt hinter
der Metallplatte 32 eine weitere Platte 42 aus elektrisch
isolierendem Material, vorzugsweise einem Kunststoff,
die im wesentlichen parallel zu Platte 32 verläuft und
die Kontaktstifte 16 analog der Platte 32 mit entsprechenden
Öffnungen 44 übergreift. Die Platte 42 liegt
außenseitig unmittelbar gegen die korrespondierende
Innenfläche der Wand 20 a der Metallmanschette 20 an
und erstreckt sich von der Platte 32 bis kurz vor das
dem Gehäuseboden 12 b zugewandte Ende der Metallmanschette
20 und ist durch einen Sprengring 46 gegen Verrutschen
innerhalb der Metallmanschette 20 gesichert.
Die Platte 42 weist etwa mittig (in Längserstreckung
der Kontaktstifte 16 gesehen) einen Hohlraum 48 auf,
dessen Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser
einer um die äußeren Kontaktstifte gedachten Kreisringfläche.
In diesem Hohlraum liegt ein Verbindungsteil
50 ein, der mit Ausnahme des äußeren Umfangbereiches
im wesentlichen der Form und Gestaltung der Platte 32
entspricht, das heißt der Verbindungsteil 50 weist entsprechende
Öffnungen zum Übergreifen der Kontaktstifte
16 beziehungsweise entsprechende Vertiefungen im Bereich
der Öffnungen zur Aufnahme von Federelementen, insbesondere
Lamellenringen auf. Sowohl der Verbindungsteil 50
als auch die zugehörigen Federelemente sind wiederum
aus Metall, also einem elektrisch leitendem Werkstoff,
hergestellt.
Die Metallmanschette 20 weist in Richtung auf den Gehäuseboden
12 b außenseitig einen Rücksprung 52 auf, der in
der Darstellung gemäß Fig. 1 oben gegen einen korrespondierenden
Vorsprung 54 der Gehäuseinnenwand anliegt.
Dieser Zustand markiert die in Richtung auf die Gehäuseöffnung
12 c maximale Endstellung der Manschette 20 und
damit der von ihr aufgenommenen Teile, insbesondere
der Platten 32, 42 sowie des Verbindungsteils 50 mit
zugehörigen Bauteilen.
An der Rückseite des Rücksprungs 52 stützt sich eine
Spiralfeder 56 ab, die mit ihrem gegenüberliegenden
Ende gegen Anschläge 58 unmittelbar vor dem Gehäuseboden
12 b anliegt.
Im unteren Teil der Fig. 1 ist der maximal zurückgefahrene
Zustand der Manschette beziehungsweise der von
ihr aufgenommenen Teile dargestellt, wobei der maximale
Verschiebeweg mit "X" gekennzeichnet ist.
Eine sichere Führung der Teile bei der Verschiebung
wird dadurch erreicht, daß die Manschette 20 sich außenseitig
flächig gegen den Gehäusekörper 12 a und innenseitig
über die Innenflächen der Platten 33, 42 beziehungsweise
des Bodenteils 20 b sowie die Lamellen 38 gegen die korrespondierenden
Kontaktstifte 16 abstützt.
Die Kontaktstifte 16 selbst sind wie folgt gestaltet,
wobei zur näheren Erläuterung auf den in der Fig. 1
dargestellten dritten Kontakt von oben Bezug genommen
wird. Der Kontakt 16 besteht aus einem metallischen
Kern 60, der bis etwa in den Bereich der Gehäuseöffnung
12 c verläuft. Zwischen der Aufnahme 14 und der Öffnung
44 ist der metallische Kern 60 mit einer Umhüllung 62
aus elektrisch isolierendem Material umgeben. In dem
davor liegenden Abschnitt 64 fehlt die Umhüllung 62,
das heißt der Kontaktstift 16 ist hier über den gesamten
Querschnitt aus metallischem Material gebildet. Der
Abschnitt 64 entspricht in seiner Länge in etwa der
Dicke des Verbindungsteils 50 und die beiden Teile 64, 50
sind über die zwischengeschalteten Lamellen 38 dann
elektrisch leitend verbunden, wenn die Manschette 20
gegen den Anschlag 54 anliegt, wie im oberen Teil der
Fig. 1 dargestellt.
Auf dem vor dem Abschnitt 64 liegenden freien Ende ist
über den metallischen Kern 60 eine Kunststoffkappe 66
gesetzt, die in ihrem hinteren Abschnitt 66 b in Verlängerung
des Abschnittes 64 ausgebildet ist und in dem davor
liegenden Abschnitt 66 a einen Rücksprung 68 auf ihrer
Oberfläche aufweist, in den von vorne wiederum eine
Metallkappe 70 eingesetzt ist.
Dabei ist die Anordnung derart, daß der Abschnitt 66 b
gegen den entsprechenden Abschnitt der Platte 42 aus
elektrisch isolierendem Material anliegt (sofern die
Manschette in der rechten Endposition steht), während
die Metallkappe 70 in dieser Position der Manschette
20 über die Lamellen 38 in mechanischer und elektrischer
Verbindung zur Platte 32 steht.
Wie dem oberen Teil der Fig. 1 zu entnehmen ist, bewirkt
die Ausbildung der Kontaktstifte 16 beziehungsweise
der Manschette 20 und der von ihr aufgenommenen Platte
32 mit zugehörigen Teilen eine durchgehende elektrische
Verbindung der Teile miteinander bis zum Masseanschluß 42.
Dabei entspricht die Anordnung im wesentlichen der eines
Faraday-Bechers, wenn der Masseanschluß an korrespondierende
Bauteile, zum Beispiel eine Rakete, angeschlossen
wird, wodurch ohne externe Maßnahmen unmittelbar ein
Schutz gegen elektromagnetische Störstrahlen oder anders
ausgedrückt: eine HF-Dichtigkeit erreicht wird. Dies
stellt einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen
Steckers dar.
Weiterhin läßt sich dem oberen Teil der Fig. 1 entnehmen,
daß in der dort dargestellten Zuordnung von
Manschette 20 und Kontaktstiften 16 der Verbindungsteil
50 über die Lamellen 38 direkt in elektrischer Verbindung
mit den Kontaktstiften 16 steht, gleichzeitig aber auch
über die Platte 42, die eine Art Gehäuse bildet, gegenüber
benachbarten metallischen Teilen, insbesondere der Platte
32 und der Manschette 20 elektrisch isoliert ist. Diese
Anordnung hat zur Folge, daß sich jetzt die Kontakte
16 untereinander kurzschließen lassen. Auf diese Weise
können Ladungen in Kondensatoren abgebaut werden, die
zum Beispiel bei einer vorhergehenden Benutzung des
Steckers in Kodensatoren der angeschlossenen Steuer-
und/oder Regeleinrichtung verblieben sind. Auch hier
wird der Kurzschluß wieder automatisch initiiert, sobald
die Manschette 20 ihre entsprechende Position zur
Kontaktierung der Teile untereinander erreicht hat.
Bei zurückgefahrener Manschette 20 (dieser Vorsprung wird
nachstehend noch näher beschrieben) verhindert die Isolierung
62 einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen
16 beziehungsweise der Manschette 20 und
der von der Manschette aufgenommenen Teile.
Die zugehörige Buchse 110 ist in Fig. 2 dargestellt.
Auch die Buchse weist ein Metallgehäuse 112 auf, das
im wesentlichen analog dem Steckergehäuse 12 gestaltet
ist. Im Buchsengehäuse 112 ist eine Einrichtung 114
angeordnet, die im wesentlichen das Innere des Metallgehäuses
112 ausfüllt, jedoch mit insgesamt zehn zylinderförmigen
Öffnungen 116 zur Aufnahme von Kontaktstiften
118 ausgebildet ist. Die Einrichtung 114 besteht aus
einem elektrisch nicht leitenden Material, hier einem
Kunststoff. Die Öffnungen 116 sind jedoch jeweils mit
einer metallischen Hülse 120 ausgekleidet, die bei 122
mit einem Rücksprung gestaltet ist. Dieser Rücksprung
122 dient zum Anschlag eines Fußteils 124 jedes Kontaktstiftes
118. Vom Fußteil 124 steht in Richtung auf
den Gehäuseboden ein Stift 126 vor, der jeweils von
einer Spiralfeder 128 übergriffen wird, die sich mit
ihrem einen Ende gegen die Unterseite des Fußteils 124,
mit ihrem anderen Ende gegen entsprechende Anschläge
130 vor dem Gehäuseboden 112 b abstützt.
Der vom Fußteil 124 sich in Richtung auf die Gehäuseöffnung
112c erstreckende Abschnitt der Kontaktstifte
118, der mit Ausnahme des freien Endabschnittes vollständig
aus Metall besteht, ist in seiner Länge so bemessen,
daß die vordere Stirnfläche 132 mit der gedachten
Fläche der Gehäuseöffnung 112 c fluchtet, wenn der Fußteil
124 gegen den Anschlag 122 (aufgrund der Wirkung der
Feder 128) anliegt.
Anhand dieser Position, die in Fig. 2 im oberen Teil
dargestellt ist, soll der weitere Aufbau der Buchse
erläutert werden. Die Einrichtung 114 endet etwa in
der Mitte zwischen Fußteil 124 und Stirnfläche 132 der
Kontaktelemente 118 und die Hülsen 120 sind zu ihrem
freien Ende hin innenseitig jeweils mit Rücksprüngen
134 ausgebildet, in denen anhand des Steckers beschriebene
Lamellenringe 138 einliegen.
Unmittelbar vor der Einrichtung 114 ist eine Platte
136 aus elektrisch leitendem Material in den Gehäusekörper
112 a eingesetzt, wobei die Kunststoffplatte 136
mit Öffnungen 140 zum Übergreifen der Kontaktelemente
118 ausgebildet ist. Form und Anordnung der Platte 136
entsprechen im wesentlichen der der Platte 42 des Steckers
10, jedoch mit einem wesentlichen Unterschied. Während
innerhalb der Platte 42 des Steckers 10 ein einziger
metallischer Verbindungsteil 50 angeordnet ist, sind
innerhalb der Platte 136 der Buchse 110 mehrere metallische
Verbindungsteile 142 a, b angeordnet, das heißt
innerhalb der Kunststoffplatte 136 liegen - voneinander
getrennt und elektrisch isoliert - Metallplatten 142 a, b
ein, die im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils
zwei Kontaktstifte 118 miteinander elektrisch verbinden.
Auf analoge Weise wie anhand des Steckers 10 dargestellt
wird dazu mittels metallischer Lamellenringe 138 eine
elektrische Brücke zwischen dem jeweiligen Verbindungsteil
142 a, b und dem Kontaktstift 118 geschaffen. In der Zeichnung
sind zwei metallische Verbindungsteile 142 a (zur
Verbindung der beiden oberen Kontaktstifte 118) und
142 b (zur Verbindung der beiden unteren Kontaktstifte
118) dargestellt. Die Platte 136 ist wie die Platte
42 aus Montagegründen geteilt ausgebildet.
Unmittelbar vor der Platte 136 ist eine weitere metallische
Platte 144 angeordnet, die in ihrem Umfang und
ihrer Funktion der Platte 32 des Steckers 10 entspricht.
Auf die zugehörige vorstehende Beschreibung wird insoweit
Bezug genommen.
In dem Bereich vor der Platte 144 geht der Gehäusekörper
112 a in eine Frontplatte 146 über, die in Verlängerung
der Kontaktstifte 118 mit insgesamt zehn Öffnungen 148
ausgebildet ist. Die Öffnungen 148 sind innenseitig
mit Vertiefungen 150 ausgebildet zur Aufnahme entsprechender
Dichtungsringe 152. Zur näheren Beschreibung
wird insoweit wieder auf die Darstellung der entsprechenden
Dichtungsteile beim Stecker 10 Bezug genommen.
Während beim Stecker 10 die Kontaktstifte 16 ortsfest
und die übrigen Teile innerhalb des Gehäuses verschiebbar
angeordnet sind, ist es bei der Buchse 110 genau
umgekehrt, hier sind die Kontaktstifte 118 mittels der
beschriebenen Spiralfedern 128 längsverschiebbar gelagert
und die übrigen Einrichtungen innerhalb des Gehäuses
112 starr angeordnet.
Die Aufgabe und Funktion der metallischen Platte 144
beziehungsweise der zugehörigen Bauteile ist analog
der gemäß der Platte 32 mit zugehörigen Teilen. Aufgrund
der elektrischen Verbindung sämtlicher Kontaktelemente
118 mit der Platte 144 beziehungsweise dem Gehäuse 112
und dessen elektrischem Masseanschluß 154 wird wieder
eine Art Faraday-Becher ausgebildet und damit - im ungesteckten
Zustand - ein sicherer Schutz gegen elektromagnetische
Störstrahlen erreicht.
Die Verbindungsteile 142 a, b dienen - im ungesteckten
Zustand - dazu, die Funktionstüchtigkeit der einzelnen
Kontakte zu überprüfen beziehungsweise deren Funktion
zu simulieren. Dabei wird durch die Verbindung der beiden
oberen Kontakte 118 gemäß Fig. 2 beispielsweise der
in der Figur gestrichelt dargestellte elektrische Kontaktweg
beschrieben. In welcher Zuordnung die einzelnen
Kontaktstifte 118 auf die geschilderte Art miteinander
verbunden werden, hängt vom jeweiligen Einsatzbereich
der Buchse beziehungsweise der Funktion der einzelnen
Kontaktstifte ab und kann je nach Anwendungsbereich
modifiziert werden.
Die Lamellenfedern 138 im freien Endbereich der Einrichtung
114 bilden die eigentliche Kontaktstelle zwischen
Stecker und Buchse, wobei wie folgt vorgegangen wird:
Die Buchse 110 wird mit ihrem öffnungsseitigen Ende
in das öffnungsseitige Ende des Steckers 10 geführt.
Dabei stoßen dann die Stirnflächen der Kontaktelemente
16, 118 ebenso gegeneinander wie die Stirnflächen der
Manschette 20 mit den Stirnflächen des öffnungsseitigen
Gehäuseteils 112. Beim weiteren Vorschieben der Buchse
110 drücken dann die Kontaktstifte 16 des Steckers die
korrespondierenden Kontaktstifte 118 der Buchse gegen
die Wirkung der Federn 128 nach hinten, während gleichzeitig
die Manschette 20 gegen die Wirkung der Feder
56 von den buchsenseitigen feststehenden Einrichtungen
nach hinten geführt wird. Der Verschiebeweg X wird gestoppt
durch Anlage des Anschlages 72 am Außenumfang
des Steckers 10 gegen den korrespondierenden Anschlag
156 auf der Außenseite des Buchsengehäuses 112. In dieser
Stellung kontaktieren die Kontaktstifte 16 mittels ihrer
Abschnitte 64 die Federelemente 138 in den Ausnehmungen
134 der Buchse 110 und auf diese Weise wird eine elektrische
Verbindung zwischen Stecker 10 und Buchse 110
geschaffen, wobei der Kontaktweg zum Beispiel über den
buchsenseitigen Anschluß 158, die Kontakthülse 120,
den Lamellenring 138 und den Kontaktstift 16 (im Bereich
seines Abschnittes 64) zum steckerseitigen elektrischen
Anschlußende 18 verläuft. Der gesteckte Zustand ist
in den unteren Teilen der Fig. 1, 2 dargestellt.
Zum Entriegeln wird auf umgekehrte Weise, wie vorstehend
beschrieben, vorgegangen, wobei die Druckfedern
56 beziehungsweise 128 dafür sorgen, daß die beweglichen
Teile (Manschette 20, Kontaktstifte 118) in die in den
Fig. 1, 2 in der oberen Hälfte dargestellte Position
zurückgeführt werden. Dabei kommt es gleichzeitig wieder
durch eine Zuordnung der elektrisch leitfähigen Teile
(wie oben dargestellt) zu einer HF-Abdichtung von Stecker
und Buchse im Bereich der Einrichtungen 32 beziehungsweise
144 und zu einem Kurzschluß zwischen den Kontaktstiften
16 über den Verbindungsteil 50 zur Entladung
der Kondensatoren der angeschlossenen Elektronik.
Claims (13)
1. Stecker für eine elektrische Steckvorrichtung
mit folgenden Merkmalen:
- 1.1 einem zur korrespondierenden Buchse (110) der Steckvorrichtung hin geöffneten Gehäuse (12)
- 1.2 einer Anzahl von ortsfest angeordneten, parallel zum Gehäusekörper (12 a) verlaufenden Kontaktstiften (16) sowie
- 1.3 einer koaxial zu den Kontaktstiften (16) innerhalb des Gehäusekörpers (12 a) verschiebbaren Einrichtung (20, 32, 38) zur elektrischen Verbindung der Kontaktstifte (16) untereinander und mit dem Gehäusekörper (12 a) im ungesteckten Zustand, wobei
- 1.4 die Kontaktstifte (16) mit Ausnahme der Kontaktbereiche zur Einrichtung (20, 38) (im ungesteckten Zustand) mit einem elektrischen Isoliermantel (62) umgeben sind, und an ihren freien Enden mit einer Kappe (70) aus elektrisch leitendem Material, isolierend gegenüber dem metallischen Kern (60) des Kontaktstiftes (16) ausgebildet sind, und
- 1.5 der Gehäusekörper (12 a) im ungesteckten Zustand in seinem Kontaktbereich mit der Einrichtung (20, 32, 38) aus einem elektrisch leitenden Material besteht und einen zugehörigen Masseanschluß (43) zu angeschlossenen Bauteilen aufweist.
2. Stecker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (20, 32, 38) aus einer die Kontaktstifte
(16) übergreifenden, im wesentlichen parallel
zur (gedachten) Fläche der Gehäuseöffnung (12 c) verlaufenden
Platte (32) aus elektrisch leitendem Material
sowie einer Anzahl von Federelementen (38) besteht,
wobei sich die Federelemente (38) jeweils zwischen
den Kontaktstiften (16) und der jeweiligen Innenfläche
der korrespondierenden Öffnung (34) in der Platte
(32) beziehungsweise zwischen dem Außenumfang der
Platte (32) und der korrespondierenden Innenfläche
des elektrisch leitenden Teils des Gehäusekörpers
(12 b) abstützen und diese elektrisch verbinden.
3. Stecker nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (20, 32, 38) so angeordnet ist,
daß sie eine elektrische Verbindung zu den Kontaktstiften
(16) beziehungsweise dem Gehäusekörper (12 b) in der zur Gehäuseöffnung (12 c) hin maximalen Endstellung
schafft.
4. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (20, 32, 38) weiterhin eine koaxial
zum Gehäusekörper (12 b) verlaufenden Manschette (20)
aus elektrisch leitendem Material umfaßt, die an ihrem,
der Gehäuseöffnung (12 c) zugewandten Ende, eine im
wesentlichen parallel zur Platte (32) verlaufende Abschlußplatte
(20 b) aufweist, die die Kontaktstifte
(16) übergreift, wobei die Platte (32) vor der Abschlußscheibe
(20 b) in der Manschette (20) mit elektrischem
Kontakt zu dieser ortsfest einliegt und die Manschette
(20) sich über ein Federelement (38) aus elektrisch
leitendem Material gleitend gegenüber dem Gehäusekörper
(12 b) abstützt.
5. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Manschette (20) eine weitere Platte (42)
aus elektrisch leitendem Material eingesetzt ist,
die im wesentlichen parallel zur Platte (32) und über
einen Isolierkörper im Abstand zu dieser verläuft und
die Kontaktstifte (16) übergreift und in der Isolierplatte
(42) ein Verbindungsteil (50) zur elektrischen
Verbindung der Kontaktstifte (16) untereinander angeordnet
ist.
6. Stecker nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungsteil (50) aus einer die Kontaktstifte
(16) übergreifenden Platte aus elektrisch leitendem
Material besteht, die im wesentlichen parallel zu den
Platten (32, 42) verläuft, wobei der Verbindungsteil
(15) sich über korrespondierende Federelemente (38)
aus elektrisch leitendem Material gegenüber den Kontaktstiften
(16) abstützt.
7. Stecker nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federelemente (38) Lamellenfedern sind.
8. Buchse für eine elektrische Steckvorrichtung, insbesondere
zur Aufnahme eines Steckers (10) nach einem
der Ansprüche 1 bis 7 mit folgenden Merkmalen:
- 8.1 einem zum korrespondierenden Stecker (10) hin geöffenten Gehäuse (112)
- 8.2 einer der Anzahl der Kontaktstifte (16) im Stecker (10) entsprechenden Zahl von Kontaktstiften (118), die in einer zur stirnseitigen Anlage an die Kontaktstifte (16) des Steckers (10) entsprechenden Anordnung im Gehäuse (112) parallel zu diesem längsverschiebbar angeordnet sind, die an ihren freien Enden mit einer Kappe (71) aus elektrisch leitendem Material, isolierend gegenüber dem metallischen Kern des Kontaktstiftes (118) ausgebildet sind,
- 8.3 einer innerhalb des Gehäusekörpers (112 b) ortsfest angeordneten Einrichtung (120) aus elektrisch leitendem Material zur gleitbaren Aufnahme der Kontaktstifte (118) in korrespondierenden Öffnungen (116), die jeweils mit einem elektrischen Kontaktbereich (134, 138) zur elektrischen Verbindung mit einem elektrisch leitenden Abschnitt des zugehörigen Kontaktstiftes (16) des eingeschobenen Steckers (10) ausgebildet sind,
- 8.4 einer innerhalb des Gehäusekörpers (112 a) ortsfest angeordneten weiteren Einrichtung (144, 138) zur elektrischen Verbindung der Kontaktstifte (118) untereinander und mit dem Gehäusekörper (112 a) im ungesteckten Zustand,
- 8.5 einer Einrichtung (114) aus einem elektrisch isolierenden Material, die im wesentlichen das Innere des Metallgehäuses (112) ausfüllt, mit Öffnungen (116) zur Aufnahme der Kontaktstifte (118) und Isolierung der Kontaktstifte (118) untereinander im gesteckten Zustand und
- 8.6 Der Gehäusekörper (112 a) in seinem Kontaktbereich mit der weiteren Einrichtung (144, 138) aus einem elektrisch leitenden Material besteht und einen zugehörigen Masseanschluß (154) zur Verbindung mit angeschlossenen Bauteilen aufweist.
9. Buchse nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (120) beziehungsweise die entsprechenden
Öffnungen (116) im Bereich der elektrischen
Verbindungsstelle mit den zugehörigen Kontaktstiften
(16) des Steckers (10) mit einer Vertiefung (134)
ausgebildet ist (sind), in der jeweils ein Federelement
(138) zur elektrischen Verbindung mit dem korrespondierenden
Kontaktstift (16) einliegt.
10. Buchse nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Einrichtung (144, 138) aus einer die
Kontaktstifte (118) übergreifenden, im wesentlichen
parallel zur (gedachten) Fläche der Gehäuseöffnung
(112 c) verlaufenden Platte (144) aus elektrisch leitendem
Material sowie einer Anzahl von Federelementen
(138) aus elektrisch leitendem Material besteht, wobei
sich die Federelemente (138) jeweils zwischen den
Kontaktstiften (118) und der Platte (144) beziehungsweise
zwischen dem Außenumfang der Platte (144) und
der korrespondierenden Innenfläche des elektrisch
leitenden Teils des Gehäusekörpers (112 b) abstützen
und diese elektrisch verbinden.
11. Buchse nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Einrichtung (144, 138) so angeordnet
ist, daß sie eine elektrische Verbindung zu den Kontaktstiften
(118) beziehungsweise dem Gehäusekörper (112 a)
in der zur Gehäuseöffnung (112 c) hin maximalen Endstellung
schafft.
12. Buchse nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des Gehäusekörpers (112 a), neben der
weiteren Einrichtung (144, 138) eine Platte (136)
aus elektrisch isolierendem Material eingesetzt ist,
die im wesentlichen parallel zur Platte (144) verläuft und
die Kontaktstifte (118) übergreift und in der Isolierplatte
(136) mindestens ein Verbindungsteil (142 a, b)
aus elektrisch leitendem Material zur elektrischen
Verbindung jeweils mindestens zweier Kontaktstifte
(118) miteinander angeordnet ist und die Einrichtung
(120), die Platte (144) und die Verbindungsteile (142 a, b)
elektrisch isoliert zueinander angeordnet sind.
13. Buchse nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Verbindungsteile (142a, b) aus einem
die jeweiligen Kontaktstifte (118) übergreifenden
Bauteil aus elektrisch leitendem Material bestehen,
wobei sich der Bauteil über korrespondierende Federelemente
(139) aus elektrisch leitendem Material gegenüber
dem jeweiligen Kontaktstift (118) abstützt.
14. Buchse nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federelemente (138, 139) Lamellenfedern
sind
Priority Applications (1)
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DE19873728739 DE3728739A1 (de) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | Stecker und buchse fuer eine elektrische steckvorrichtung |
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ID=6334690
Family Applications (1)
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DE3919219C1 (de) * | 1989-06-13 | 1990-07-05 | Souriau Electric Gmbh, 4006 Erkrath, De | |
DE3930210A1 (de) * | 1989-09-09 | 1991-03-21 | Souriau Electric Gmbh | Stecker und/oder buchse fuer einen elektrischen steckverbinder |
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DE3512026A1 (de) * | 1984-09-18 | 1986-03-27 | Schaltbau GmbH, 8000 München | Steckerteil fuer einen elektrischen steckverbinder |
-
1987
- 1987-08-28 DE DE19873728739 patent/DE3728739A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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