DE3744277A1 - Codierter steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Steckverbinder mit einem Buchsenteil und einem Steckerteil, wie sie z. B. als kompakte Steckverbinder für Schaltanlagen, Steuerungen, Geräte oder dergleichen zur Anwendung kommen oder z. B. in der Elektronik als Steckverbinderleisten für Leiterplatten benötigt werden.

Es ist bekannt, den Buchsenteil und den Steckerteil solcher Steckverbinder jeweils mit einer Gelenkhälfte zu versehen, die an einer Stirnseite des jeweiligen Gehäuseteils angeformt sind, und die miteinander verrastet werden können, so daß sie im verrasteten Zustand ein Schwenkgelenk bilden (nachfolgend Rastgelenk genannt), um das der Buchsenteil und/oder der Steckerteil relativ zueinander verschwenkt werden können, um so die Arbeitskontakte beider Teile positionsgenau und damit möglichst schonend zusammenstecken zu können.

Auch ist es bekannt, den Buchsenteil und den Steckerteil von Steckverbindern zu codieren, damit nur richtig einander zugeordnete Buchsenteile und Steckerteile miteinander in Eingriff gebracht werden können. Solche Codierungen bestehen aus Steckaufnahmen, die z. B. an beiden Enden einer Buchsenleiste und der zugeordneten Steckerleiste eines Elektronik-Steckverbinders vorgesehen sind, oder die z. B. auch seitlich neben oder zwischen den Arbeits­ kontakten des Steckverbinders angeordnet sind, und in die nach einem gewählten Codierplan einzelne Codierstücke ein­ gesteckt werden.

Es ist die Aufgabe gestellt, einen mehrpoligen Steckver­ binder zu schaffen, bei dem der Vorteil der Verwendung eines Rastgelenkes derart mit einer Codierung der Steckverbindungsteile kombiniert ist, daß gewährleistet ist, daß die mittels des Rastgelenkes schwenkbar miteinander verbundenen Steckverbindungsteile bei nicht passender, d.h. unrichtiger Zuordnung eines codierten Buchsenteils und eines codierten Steckerteils nicht mit ihren Arbeitskontakten in Eingriff kommen, wobei diese Aufgabe nicht nur für die Arbeitskontakte in ihrer Gesamtheit gestellt ist, sondern gewährleistet sein soll, daß bei nicht passender Codierung der Steckverbindungsteile auch nicht ein einzelner Arbeits­ kontakt in Eingriff kommen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Codierung des Buchsenteils und des Steckerteils jeweils zwischen dem Rastgelenk und den Arbeitskontakten angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße Steckverbinder hat den Vorteil, daß beim schwenkbaren Schließvorgang der Steckverbindungsteile immer zunächst die Codierung in ihrer Gesamtheit abgefragt, d.h. die passende Codierung der Steckverbindungsteile überprüft wird, und zwar bevor der erste Arbeitskontakt der Steckverbindungsteile in Eingriff kommen kann. Dies deshalb, da die Codierung erfindungsgemäß mit allen ihren Steckauf­ nahmen und wählbaren Codierstücken immer auf einem kleineren Schwenkradius bzw. auf kleineren Schwenkradien um das Rast­ gelenk liegt als die Arbeitskontakte der Steckverbindungsteile.

Mit einer Codierung, deren Steckaufnahmen und wählbaren Codierstücke in bekannter Weise an beiden Enden einer Steck­ verbindungsleiste oder seitlich neben oder vereinzelt zwischen den Arbeitskontakten angeordnet sind, wäre dieser erfindungsgemäße Vorteil der grundsätzlichen vorherigen Abfrage der Codierung in ihrer Gesamtheit nicht gegeben, da infolge der um das Rastgelenk schwenkenden Schließ­ bewegung die einzelnen Codierstücke und die einzelnen Arbeitskontakte je nach ihrem Abstand von der Schwenkachse nacheinander abgefragt werden bzw. miteinander in Eingriff kommen, und z. B. für den Fall, daß erst das letzte abgefragte Codierstück die nicht passende Codierung der Steckver­ bindungsteile offenbart, bereits vorher Arbeitskontakte miteinander in Eingriff gekommen sind. Das würde z. B. bei unrichtig einander zugeordneten Steckverbindungsteilen eines Elektronik-Steckverbinders, der mittels eines Rast­ gelenkes geschlossen wird, trotz der vorhandenen nicht passenden Codierung der Steckverbindungsteile zu einer Beschädigung der Elektronik führen können.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß bei einer nicht passenden Codierung des Buchsenteils und des Steckerteils die aneinander liegenden Codierstücke Druckflächen aufweisen, die ein parallel zum Rastgelenk verlaufendes Kipplager bilden, und daß das Rastgelenk bei Durchführung einer Kippbewegung des Buchsen­ teils und/oder Steckerteils um das Kipplager ausrastet.

Die Benutzung einer nicht passenden Codierung bzw. besonderer Druckflächen der Codierstücke als Kipplager hat in Kombination mit dem ausrastbaren Rastgelenk den Vorteil, daß dem Anwender beim Gebrauch des erfindungs­ gemäßen Steckverbinders durch Ausrasten des Rastgelenkes sehr deutlich erkennbar wird, daß er im Begriff ist, zu versuchen, zwei nicht passende Steckverbindungsteile zusammen zu stecken.

Dennoch kann nicht mit vollständiger Sicherheit ausgeschlossen werden, daß vereinzelt versucht werden wird, entgegen aller Vernunft trotz ausgerastetem Rastgelenk zwei nicht passende Steckverbindungsteile zusammenzustecken. Bei Steckverbindern, die eine große Längserstreckung von dem Rastgelenk und der dort angeordneten Codierung hinweg aufweisen, könnte versucht werden, die Steckverbindungsteile am entgegen­ gesetzten Ende trotz des ausgerasteten Rastgelenkes "irgendwie" mit ihren Arbeitskontakten in Eingriff zu bringen.

Um dies auszuschließen, sieht eine besondere vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Steckverbinders vor, daß der Buchsenteil und der Steckerteil des Steck­ verbinders jeweils eine oder mehrere über ihre Längserstreckung verteilt angeordnete Eingriffsbogenführungen besitzen, die jeweils in einem Kreisbogen auf einem definierten. Radienabstand um die Achse der Gelenkhälfte des jeweils zugeordneten Steckerverbindungsteils verlaufen und die beim ordnungsgemäßen Schließen des Steckverbinders mit nicht-ausgerastetem Rastgelenk toleranzgenau im wesentlichen mit ihrer ganzen Bogenlänge ineinandergreifen.

Solche Eingriffsbogenführungen können z.B. durch eine vorspringende Federleiste am Isolierstoffgehäuse des Buchsenteils und eine entsprechend rückspringende Nutbahn am Isolierstoffgehäuse des Steckerteils gegeben sein. Bei diesen Eingriffsbogenführungen handelt es sich nicht um eine Codierung, sie sind grundsätzlich bei allen Steckverbindern der gleichen Baureihe bzw. des gleichen Typs gleich ausgebildet und im gleichen Radienabstand um die Achsen des jeweiligen Steckverbindungsteils angeordnet. Sie haben aber wegen ihrer Kreisbogen-Form und bei toleranzgenauer Ausformung den Vorteil, daß sie einen Eingriff der Steckverbindungsteile nur dann erlauben, wenn die Steckverbindungsteile exakt auf ihrer Kreisbogenbahn um die Achse des Rastgelenkes aufeinanderzubewegt werden.

Sobald das Rastgelenk ausgerastet ist, sind die Kreis­ mittelpunkte der an dem Buchsenteil einerseits und dem Steckerteil andererseits angeordneten Eingriffsbogen­ führungen nicht mehr deckungsgleich und die Eingriffsbogen­ führungen können nicht mehr miteinander in Eingriff gebracht werden. Dies ist eine zusätzliche Sicherheitssperre gegen das unrichtige Zusammenstecken der Steckverbindungsteile.

Ebenfalls unter dem Gesichtspunkt einer zusätzlichen Sicherheit gegen das unrichtige Zusammenstecken der Steckverbindungsteile wird als Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, an einer Gelenkhälfte des Rastgelenkes des Steckverbinders eine Anlagefläche, z.B. in Form einer Gleitfläche vorzusehen, die beim Ausrasten des Rastgelenkes die andere Gelenkhälfte quer zur Steckrichtung der Arbeits­ kontakte zwangsweise versetzt. Durch eine solche deutliche und zwangsweise vollzogene Versetzung bzw. Verschiebung der Steckverbindungsteile relativ zueinander beim Ausrasten des RastgeIenkes werden auch die vorgenannten Eingriffsbogenführungen deutlich gegeneinander versetzt.

In der Praxis ist festzustellen, daß der Anwender bei nicht passender Codierung dennoch mitunter mit erheblichen Kräften auf den Steckverbinder einwirkt. Deshalb sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, die Codierstücke der Codierung als stabile und kompakte Codierblöcke auszubilden, die jeweils winkelversetzt in entsprechende Steckaufnahmen der Codierung einsetzbar sind.

Dabei können alle Codierblöcke der Codierung baugleich gefertigt werden, denn die Codierung wird durch die Winkel­ versetzung der einzelnen Codierblöcke erreicht. Die bau­ gleiche Fertigung aller Codierstücke bzw. aller Codierblöcke wird auch deshalb möglich, da alle Codierstücke gemäß der Erfindung in einem geringeren Abstand von der Schwenk­ achse des Rastgelenkes angeordnet sind und somit identische Einlaufschrägen aufweisen können. Würden die Codierstücke auf stark unterschiedlichen Radienabständen von der Schwenk­ achse des Rastgelenkes angeordnet sein, wie dies bei den vorbekannten Codierungen der Fall ist, dann müssen die einzelnen Codierstücke mit unterschiedlichen Einlauf­ schrägen versehen sein, da gewährleistet bleiben muß, daß die bei nicht passender Codierung aneinanderstoßenden Druckflächen der Codierstücke ausreichend groß bemessen sind, um den von dem Anwender mitunter erheblich aufge­ brachten Schließkräften standhalten zu können.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Codierblöcke einen quadratischen Grundriß aufweisen, und daß die Codierung des Buchsenteils und des Steckerteils jeweils durch 4 zusammengesetzte Codierblöcke gebildet ist.

Eine aus nur 4 Codierblöcken gebildete Codierung ist besonders kompakt und beidseitig nahe der senkrecht auf der Schwenkachse des Rastgelenkes stehenden mittleren Symmetrieebene des Steckverbinders anzuordnen, so daß der Steckverbinder beim Schließvorgang keine Verwerfungen erleidet und die Arbeitskontakte in der gewünschten Weise positionsgenau geschlossen werden können. Trotzdem ermöglichen beispielsweise nur 4 winkelversetz­ bare quadratische Codierblöcke insgesamt 256 Codier­ möglichkeiten.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Steckaufnahmen relativ zur Mitte der Codierblöcke seitlich versetzt in den Steckverbindungs­ teilen angeordnet sind, derart, daß die Codierblöcke nach jedem winkelversetzten Einsetzen in die Steckaufnahmen eine seitliche Versetzung erfahren. Dadurch werden bei einer nicht passenden Codierung der Steckverbindungsteile immer ausreichend große aneinanderstoßende Druckflächen der seitlich versetzten Codierblöcke erreicht, so daß der erfindungsgemäße Steckverbinder auch Überbeanspruchung problemlos standzuhalten vermag.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Steckverbinder, teilweise geschnitten, mit ausgerastetem Rastgelenk,

Fig. 2 den Steckverbinder gemäß Fig. 1 in geschlossenem Zustand,

Fig. 3 + 4 eine Draufsicht auf die Innenseiten der Steckverbindungsteile ohne Codierblöcke,

Fig. 5 + 6 eine Draufsicht auf die Innenseiten der Steckverbindungsteile mit Codierblöcken.

Fig. 7 + 8 andere Ausführungsformen eines erfindungs­ gemäßen Steckverbinders.

Die Fig. 1 verdeutlicht in teilweise geschnittenem Zustand den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, bestehend aus einem Buchsenteil 7 mit den Buchsen 8 als Arbeitskontakte und einem Steckerteil 9 mit den Steckern 10 als Arbeitskontakte. Es sind jeweils nur zwei Arbeitskontakte zeichnerisch angedeutet, jedoch können derartige Steckverbinder mit beliebig vielen oder nur wenigen Arbeitskontakten ausgerüstet sein.

Fig. 2 zeigt die Steckverbindungsteile gemäß Fig. 1 in geschlossenem Zustand. Zu diesem Zweck werden zunächst die in Fig. 1 erkennbaren Gelenkhälften 11 und 12 mit­ einander verrastet, wobei die federnde Lagerbacke 13 als Verrastungshilfe dient. Das dargestellte Rastgelenk kann infolge der federnden Eigenschaften der Lagerbacke 13 und der Formgebung des Lagerzapfens 11 noch so lange wieder ausrasten, solange der Eingriff derArbeitskontakte 8 und 9 noch nicht stattgefunden hat. Beginnend mit dem Eingriff der Arbeitskontakte erreicht das Rastgelenk infolge der Drehung des Lagerzapfens 11 in der Gelenkhälfte 12 einen Zustand, in dem das Rastgelenk nicht mehr ausrasten kann.

Gemäß der Erfindung besitzen die dargestellten Steckver­ bindungsteile 7 und 9 jeweils Codierzonen 14 und 15, die zwischen dem Rastgelenk 11, 12 und den Arbeitskontakten 8 bzw. 10 angeordnet sind.

In Fig. 1 sind in den Codierzonen die jeweiligen Steckauf­ nahmen 16 für die Codierblöcke erkennbar. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Codierzonen 14 und 15 bei einem geschlossenen Steckverbinder genau einander gegenüber­ liegen.

Die Fig. 3 + 4 zeigen eine Draufsicht auf die Innenseiten des Buchsenteils (Fig. 3) und des Steckerteils (Fig. 4). In den jeweiligen Feldern 17 und 18 sind in der üblichen Weise die Arbeitskontakte angeordnet (im einzelnen nicht dargestellt). Deutlich sind wieder die Codierzonen 14 und 15 mit den Steckaufnahmen 16 erkennbar. Jeweils drei Steck­ aufnahmen sind für einen Codierblock 19 vorgesehen, so daß sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt 81 Codiermöglichkeiten ergeben.

Die Fig. 5 + 6 zeigen die Codierblöcke 19 in dem einen Steckverbindungsteil (Fig. 5) und ihre Gegenstücke 20 in dem anderen Steckverbindungsteil (Fig. 6).

Die Codierblöcke 19 und die Codierblöcke 20 sind jeweils untereinander baugleich ausgeführt. Sie besitzen an ihrer Rückseite jeweils eine Rastnase (nicht dargestellt), die in die einzelnen Steckaufnahmen 16 beim Einsetzen der Codier­ stücke eingreift.

Die dargestellten Codierblöcke 19 und 20 besitzen T-förmige Aussparungen bzw. Vorsprünge, jedoch kann auch jede andere Form der Aussparungen und Vorsprünge verwendet werden. Jeder Codierblock kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um 90° winkelversetzt in die Steckaufnahmen 16 mit seiner rückwärtigen Rastnase eingesetzt werden, wobei, wie die Darstellungen gemäß Fig. 5 + 6 zeigen, die Codierblöcke nach jedem winkelversetzten Einsetzen in die Steckaufnahmen seitlich versetzt angeordnet sind, so daß sich besonders große bei einer nicht passenden Codierung der Steckverbindungs­ teile einander überlappende Druckflächen der Codierblöcke ergeben.

Fig. 7 und 8 zeigen andere Ausführungsformen des erfindungs­ gemäßen Steckverbinders, die jedoch in ihrer Grundstruktur dem in den Fig. 1-6 dargestellten Typ entsprechen, so daß baugleiche Teile nicht noch einmal beschrieben werden müssen.

Der in Fig. 7 dargestellte Steckverbinder besitzt zusätzlich am Buchsenteil 7 und am Steckerteil 9 sog. Eingriffsbogen­ führungen in Form von vorspringenden Federleisten 21 am Isolierstoffgehäuse des Buchsenteils und korrespondierende, zurückspringende Nutbahnen 22 am Isolierstoffgehäuse des Steckerteils. Diese Eingriffsbogenführungen verlaufen exakt auf dem jeweiligen Kreisbogen 23 bzw. 24 um die Achsen 25 bzw. 26 der Gelenkhälften des jeweils zugeordneten Steck­ verbindungsteils 7 bzw. 9 und sind toleranzgenau gefertigt, so daß sie nur dann miteinander in Eingriff gebracht werden können, wenn die Kreisbogen 23 und 24 exakt miteinander deckungsgleich sind. Das ist nur dann der Fall, wenn die Achse 25 genau in der Achse 26 liegt, d.h. das Rastgelenk nicht ausgerastet ist.

In Fig. 8 ist eine vereinfachte Ausführung der genannten Eingriffsbogenführungen dargestellt, die in diesem Fall aus nur einem, an dem vom Rastgelenk entfernt liegenden Ende des Steckverbinders angeordneten zurückspringenden Nutbogen 27 und vorspringenden Federbogen 28 gebildet ist.

Beide Ausführungsformen nach den Fig. 7 und 8 besitzen im Vergleich zu der Ausführungsform nach Fig. 1 eine untere starre Lagerbacke 29 der Gelenkhälfte des Steckerteils 9, die zusätzlich eine vorgezogene und darstellungsgemäß nach oben gerichtete Anlagefläche 30 aufweist.

Diese Anlagefläche 30 sorgt dafür, daß beim Ausrasten des Rastgelenkes der Lagerzapfen 11 der anderen Gelenkhälfte darstellungsgemäß nach oben, d.h. quer zur Steckrichtung der Arbeitskontakte zwangsweise versetzt wird, wie dies besonders deutlich in Fig. 7 anhand der versetzten Achsen 25 und 26 erkennbar ist. Durch diese Versetzung ist - insbesondere auch in Kombination mit den beschriebenen Eingriffsbogenführungen - mit großer Sicherheit auch bei unvernünftig großer Kraftaufbringung oder Manipulation seitens des Anwenders ein unerwünschtes Ineinanderstecken der Steckverbindungsteile 7 und 9 unmöglich.

Claims (8)

1. Mehrpoliger Steckverbinder

• - mit einem Buchsenteil und einem Steckerteil,
• - die zum positionsgenauen Zusammenstecken ihrer Arbeitskontakte jeweils an einer ihrer Stirnseiten miteinander verrastbare Gelenkhälften zur Bildung eines Schwenkgelenkes aufweisen (nachfolgend Rastgelenk genannt),
• - und die jeweils mit Steckaufnahmen zum Einsetzen von Codierstücken versehen sind (nachfolgend Codierung genannt),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Codierung (14, 15) des Buchsenteils (7) und des Steckerteils (9) jeweils zwischen dem Rastgelenk (11, 12) und den Arbeitskontakten (8, 10) angeordnet ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß bei einer nicht passenden Codierung des Buchsenteils und des Steckerteils die aneinanderliegenden Codierstücke (19, 20) Druckflächen aufweisen, die ein parallel zum Rastgelenk (11, 12) verlaufendes Kipplager bilden,
• - und daß das Rastgelenk bei Durchführung einer Kippbewegung des Buchsenteils und/oder des Steckerteils um das Kipp­ lager ausrastet.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Buchsenteil (7) und der Steckerteil (9) des Steckverbinders jeweils eine oder mehrere Eingriffsbogenführungen (21, 22, 27, 28) aufweisen,
• - die jeweils in einem Kreisbogen (23, 24) auf einem definierten Radienabstand um die Achse (25, 26) der Gelenkhälfte des jeweils zugeordneten Steckverbindungsteils verlaufen
• - und die beim ordnungsgemäßen Schließen des Steckverbinders mit nicht-ausgerastetem Rastgelenk toleranzgenau mit ihrer ganzen Bogenlänge ineinandergreifen.

4. Steckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gelenkhälfte des Rastgelenkes eine Anlagefläche (30) besitzt, die beim Ausrasten des Rastgelenkes die andere Gelenkhälfte quer zu der Steckrichtung der Arbeitskontakte versetzt.

5. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Codierstücke der Codierung durch Codierblöcke (19, 20) gegeben sind, die jeweils winkelversetzt in entsprechende Steckaufnahmen (16) einsetzbar sind.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Codierblöcke (19, 20) einen quadratischen Grundriß aufweisen,
• - und daß die Codierung des Buchsenteils und des Stecker­ teils jeweils durch vier zusammengesetzte Codierblöcke gebildet ist.

7. Steckverbinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Steckaufnahmen (16) relativ zur Mitte der Codierblöcke (19, 20) seitlich versetzt angeordnet sind, derart, daß die Codierblöcke nach jedem winkelversetzten Einsetzen in die Steckaufnahmen seitlich versetzt sind.