DE3903839C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder und insbesondere einen solchen Steckverbinder, der in der Lage ist, beim Anschließen eines Gegensteckverbinders auftretende Lageveränderungen aufzunehmen.

Durch das JP-Gbm 59-20 578 ist es bekannt, ein Steckergehäuse und ein Kupplungsgehäuse maschinell so ineinander zu stecken, z. B. beim Anschließen eines Kabelbaums an eine Instrumententafel bei der Automontage, daß eines der Gehäuse beweglich auf einem Rahmen angebracht ist, um Lageveränderungen aufzunehmen, die durch das Zusammenfügen der beiden Gehäuse hervorgerufen werden.

Wie dies in der genannten Druckschrift für eine erste Ausführungsform beschrieben ist, umfaßt ein Verbindungsstecker für den genannten Zweck ein Steckergehäuse und ein Befestigungsteil, das getrennt vom Steckergehäuse ausgebildet ist. Das Befestigungsteil weist Paßabschnitte mit flexiblen Eingriffsarmen zum Abstützen des Steckergehäuses auf und ferner Montageglieder, mit denen das Steckergehäuse in der Öffnung eines Rahmens befestigt wird. Durch die Paßabschnitte und die Montageglieder kann das Steckergehäuse beim Anschließen des Kupplungsgehäuses kleine Lageänderungen aufnehmen.

Bei einer zweiten Ausführungsform nach der genannten Druckschrift ist ein Steckergehäuse in die Öffnung einer Platte oder eines Rahmens eingesetzt, wobei am Steckergehäuse angeformte, federnd abstehende Teile bei vollständig eingeschobenem Steckergehäuse hinter der Platte oder dem Rahmen ausschwenken und das Steckergehäuse somit in der Plattenöffnung festhalten.

Schließlich sind bei einer dritten Ausführungsform der genannten Druckschrift am Innenrand der Öffnung in der Platte oder dem Rahmen nach innen federnd vorstehende Teile angeformt, die sich dann, wenn bei der Montage das Steckergehäuse in diese Öffnungen gegen eine stirnseitige Anlage eingeschoben wird, hinter einen entsprechenden Ansatz am Steckergehäuse legen und dieses somit in der Öffnung festhalten.

Durch die DE 15 90 585 ist ferner ein elektrischer Steckverbinder bekannt, bei dem eine dort als Federleiste bezeichnete Steckverbinder-Hälfte so in die Öffnung einer feststehenden Platte eingesetzt werden kann, daß sie sich beim Aufstecken der anderen Steckverbinder-Hälfte in ihrer Ebene gegen die Federkraft von Schaumgummi-Strängen bewegen kann, die lose als Extrateile zwischen der einen Steckverbinder-Hälfte und den Rändern der Öffnung in der feststehenden Platte eingelegt sind. Auch hier sind also Federmittel vorhanden, die Lageveränderungen der in der Platte liegenden Steckverbinder-Hälfte in einer Richtung aufnehmen können, die senkrecht zur Aufsteckrichtung der zweiten Steckverbinder-Hälfte liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder zu schaffen, der einen einfachen Aufbau hat und der in der Lage ist, flexibel Lageveränderungen aufzunehmen, die durch das Anschließen eines Gegensteckverbinders an den Steckverbinder hervorgerufen werden. Dabei soll der elektrische Steckverbinder leicht an einen Rahmen montiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Federglieder am Steckergehäuse angeformt sind, in eine im Rahmen rund um die Öffnung herumlaufende Paßnut eingreifen und jeweils an den Bodenabschnitten dieser Paßnut anliegen, wird sowohl eine gute Halterung des Steckergehäuses in der Öffnung des Rahmens gewährleistet als auch die Möglichkeit geschaffen, daß das Steckergehäuse seine Lage relativ zum Rahmen dann verändern kann, wenn der Gegensteckverbinder aufgeschoben wird. Gleichzeitig wird eine einfache Montage ermöglicht; diese kann noch weiter dadurch vereinfacht werden, daß der Rahmen und die Paßnut zweigeteilt sind.

Die in die Paßnut eingreifenden Federglieder können als kreisförmige Federn mit einem zentralen Hohlraum ausgebildet sein, wobei durch diesen zentralen Hohlraum sowohl ein Einfedern jedes Federgliedes auf das Steckergehäuse zu erzielbar ist als auch ein Anliegen der Federglieder am Bodenabschnitt der Paßnut.

Neben den jeweils am Bodenabschnitt der Paßnut anliegenden Federgliedern können noch weitere, ebenfalls in die Paßnut eingreifende Mittel vorhanden sein, die sich jedoch nicht an den Bodenabschnitt der Paßnut, sondern mit ihren Spitzen an deren Seitenwand stützen. Durch diese zusätzlichen Mittel, die als keilförmige, federnde Arme ausgebildet sein können, kann das Steckergehäuse relativ zum Rahmen neben den Lageveränderungen in der Ebene des Rahmens auch winkelmäßige Lageveränderungen ausführen.

Ferner können am Steckergehäuse in die Paßnut einsetzbare Paßflansche zu dem Zweck angeformt sein, auch größere Kräfte vom Steckergehäuse auf den Rahmen übertragen zu können, wie sie z. B. beim Aufstecken des Gegensteckverbinders auftreten können.

Dadurch ferner, daß alle Teile direkt am Steckergehäuse angeformt sind, kann dieses Teil des Steckverbinders als einstückiges Teil hergestellt werden, so daß auf diese Weise kleine Baumaße, niedrige Herstellungskosten, eine verminderte Montagezeit und die Unverlierbarkeit der Einzelteile erreicht werden.

Die Erfindung wird nun durch die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen noch klarer werden. Es zeigt

Fig. 1(a) ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Steckverbinders nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1(b) ist eine perspektivische Ansicht, die die Beziehung zwischen dem elektrischen Steckverbinder nach Fig. 1(a) und einem Rahmen zeigt, an welchen der elektrische Steckverbinder angebaut werden kann.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Verbindungssteckers nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3(a) ist ein Längsschnitt, der eine beispielsweise Stellung eines Gegensteckverbinders zu dem Gehäuse des Steckergehäuses unmittelbar vor dem Zusammenstecken zeigt.

Fig. 3(b) ist ein Längsschnitt ähnlich dem nach Fig. 3(a), der die relative Stellung der beiden Teile des Steckverbinders während des Zusammensteckens zeigt.

Fig. 3(c) ist ein Längsschnitt, der die beiden Teile des Steckverbinders im Zustand des vollständigen Eingriffs zeigt.

Fig. 4(a), 4(b) und 4(c) zeigen jeweils Gehäuse von Steckverbindern einer dritten, vierten und fünften Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.

Anhand der Fig. 1(a) und 1(b) wird nun eine erste Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Wie dies insbesondere in Fig. 1(a) dargestellt ist, umfaßt ein elektrischer Steckverbinder 1 ein Steckergehäuse 2, welches mit einem Steckkupplungsgehäuse eines Anschlußsteckers (nicht dargestellt) verbunden werden kann. Das Steckergehäuse 2 besteht aus Kunststoff und hat eine Grundform, die einem rechteckigen Block ähnelt, mit Vorder- und Hinterseiten und vier Seitenflächen und, dementsprechend, mit einem rechteckigen Querschnitt.

Am Vorderende 2(a) des Steckergehäuses 2 befindet sich eine Vielzahl von Steckbuchsenkammern 16, von denen jede eine Steckbuchse (nicht dargestellt) aufnimmt, die jeweils den entsprechenden Stecker des Steckkupplungsgehäuses des Anschlußsteckers aufnimmt. Einstückig angeformt um das Steckergehäuse 2 herum sind an dessen hinterem Ende 2d vier ringförmige Federglieder 17 angeordnet, von denen jedes sich von einer anderen Seitenfläche des Steckergehäuses fort erstreckt, und zwischen zwei benachbarten kreisförmigen Federgliedern 17 können jeweils Paßflansche 18 einstückig angeformt sein.

Die ringförmigen Federglieder 17 sind im wesentlichen als Kreise oder Ellipsen ausgebildet und der Durchmesser D jedes kreisförmigen Federgliedes 17 ist, gemessen entlang einer Linie, die senkrecht zu der betreffenden Oberfläche des Steckergehäuses verläuft, größer als die Höhe H der angrenzenden Paßflansche 18, welche sich senkrecht zu derselben Oberfläche des Steckergehäuses erstrecken, so daß die Höhe der kreisförmigen Federglieder 17 auf jeder Seite höher ist als die Höhe H der angrenzenden Paßflansche 18.

Auf der Oberseite 2b des Steckergehäuses 2 sind zusätzlich Führungsmittel 19 für den gleitenden Eingriff in eine nicht dargestellte Führungsnut in der Innenseite des Steckkupplungsgehäuses des Anschlußsteckers angeordnet, mit deren Hilfe es möglich ist, eine ordnungsgemäße Ausrichtung des Steckkupplungsgehäuses im Hinblick auf das Steckergehäuse sicherzustellen, wenn der Eingriff stattfindet.

Ein Rahmen 13 (Fig. 1(b)) zum Halten des Steckergehäuses 2 umfaßt einen festen Rahmenteil 13A und einen dazu passenden Rahmenteil 13B, der an dem festen Rahmenteil 13A mit Schrauben oder dergleichen angebracht werden kann. Die Rahmenteile 13A und 13B sind jeweils mit gegenüberliegenden, C-förmigen Ausschnitten 13a und 13b versehen, welche nach dem Befestigen des Rahmenteils 13B an dem festen Rahmenteil 13A eine rechteckige Öffnung 15 bilden. Diese Öffnung 15 ist vorzugsweise etwas größer als der Querschnitt des Steckergehäuses 2 senkrecht zu dessen Seitenwänden.

Entlang der Innenkanten der Rahmenteile 13A und 13B, welche die Ausschnitte 13a und 13b bilden, sind jeweils Paßnuten 20A und 20B angebracht. Diese sind so ausgebildet, daß sie miteinander ausgerichtet sind, um eine einzige, rechteckige Paßnut 20 zu bilden, wenn die Rahmenteile 13A und 13B aneinander befestigt sind. Die Tiefe "d" der Paßnut 20 liegt zwischen dem Durchmesser D der kreisförmigen Federglieder 17 und der Höhe H der Paßflansche 18, um eine Flexibilität der kreisförmigen Federglieder 17 zu ermöglichen und die Breite "w" der Paßnut 20 ist ungefähr dieselbe wie die Breite der kreisförmigen Federglieder 17.

Zum Montieren des Steckergehäuses 2 an den Rahmen 13 wird zunächst die Hälfte der kreisförmigen Federglieder 17 und der Paßflansche 18, die das Steckergehäuse 2 umgeben, in die Paßnut 20A des festen Rahmenteiles 13A eingesetzt. Als nächstes wird der Rahmenteil 13B so über das Steckergehäuse 2 geschoben, daß der verbleibende halbe Abschnitt der Federglieder 17 und der Paßflansche 18 in die Paßnut 20B des Rahmenteils 13B eingeschoben wird. Nachdem dann die Rahmenteile 13A und 13B mit den oben erwähnten Befestigungsmitteln aneinander befestigt worden sind, sind die kreisförmigen Federglieder 17 und die Paßflansche 18 vollständig von der Paßnut 20 umschlossen, wobei die kreisförmigen Federglieder 17 flexibel auf dem Grund der Paßnut 20 anliegen.

Da bei der oben beschriebenen Ausführungsform die kreisförmigen Federglieder 17 in federnder Anlage mit dem Boden der Paßnut 20 sind, kann sich das Steckergehäuse 2 flexibel innerhalb der Ebene des Rahmens 13 bewegen. Als Ergebnis ist das Steckergehäuse 2 in der Lage, leichte Lageveränderungen parallel zur Fläche des Rahmens aufzunehmen, die durch das Anschließen eines Steckkupplungsgehäuses an das Steckergehäuse 2 hervorgerufen werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 wird nun eine weitere Ausbildung der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei alle Bezugszeichen und Hinweise in diesen Zeichnungen dieselben Elemente, Räume, Abschnitte, Nuten und Abmessungen bezeichnen, wie sie in den Fig. 1(a) und 1(b) dargestellt sind, soweit nichts anderes vermerkt ist.

Nach Fig. 2 ist das Steckergehäuse 2 zusätzlich mit einer Vielzahl von keilförmig ausgebildeten Federarmen 3 in der Nachbarschaft der kreisförmigen Federglieder 17 versehen. Die keilförmigen Federarme 3 sind einstückig mit den Seitenflächen des Steckergehäuses 2 ausgebildet und erstrecken sich in Richtung von dessen Vorderseite 2a.

Wie dies in den Fig. 3(a) bis (c) dargestellt ist, ist der Rahmen 13 zum Unterstützen des Verbindungssteckers 1 in jeder Beziehung derselbe, wie dies in Fig. 1(a) gezeigt ist, mit Ausnahme dessen, daß die Paßnut 20 des Rahmens 13 nach den Fig. 3(a) bis (c) eine Breite "a" hat, die größer ist als die Breite "w" des Rahmens nach Fig. 1(a). Die Breite "a" der Paßnut 20 ist so ausgebildet, daß das Einschieben der kreisförmigen Federglieder 17, der keilförmigen Federarme 3 und der Paßflansche 18 möglich ist.

Nachdem das Steckergehäuse 2 an den Rahmen 13 anmontiert ist (mit denselben Arbeitsschritten wie diejenigen zum Anbauen des Steckergehäuses der ersten Ausführungsform an den Rahmen nach Fig. 1(a)), liegen die kreisförmigen Federglieder 17 federnd an dem Grund der Paßnut 20 an und die keilförmigen Federglieder 3 liegen federnd an der Seitenwand 20a der Paßnut 20 an. Diese Anlagezustände können am besten im Zusammenhang mit Fig. 3(a) verstanden werden.

Die Bauform nach der oben beschriebenen weiteren Ausbildung ermöglicht es den kreisförmigen Federgliedern 17, durch ihre federnde Zusammendrückbarkeit gegenüber dem Boden der Paßnut 20 kleine Lageveränderungen in Richtung parallel zur Ebene des Rahmens 13 aufzunehmen. In gleicher Weise ermöglicht es die federnde Zusammendrückbarkeit der keilförmigen Federarme 3 gegen die Seitenwand 20a der Paßnut 20 dem Steckergehäuse 2, kleine Winkelabweichungen gegenüber dem Rahmen aufzunehmen.

Zu einem besseren Verständnis davon, wie die zwei Arten von Lageveränderungen von dem Steckverbinder flexibel aufgenommen werden können, ist es in den Fig. 3(a) bis (c) beispielsweise dargestellt, wie die kreisförmigen und die keilförmigen Federglieder des Steckverbinders funktionieren, wenn ein Anschlußstecker an den Steckverbinder angeschlossen wird.

In Fig. 3(a) ist ein Anschlußstecker mit einem Steckkupplungsgehäuse 5 während seiner Annäherung an das Steckergehäuse 2 in dem Augenblick kurz vor der Vereinigung der beiden Steckergehäuse dargestellt. Das Steckkupplungsgehäuse 5 nähert sich dem Steckergehäuse 2 entlang der Linie P, die winkelmäßig um einen Winkel R zu der Achse C des Steckergehäuses 2 versetzt ist. In dieser Zeichnung ist das Steckergehäuse 2 in seiner normalen Lage dargestellt, in welcher seine Achse C rechtwinklig zu der Ebene des Rahmens 13 liegt.

Wenn als nächstes, wie dies in Fig. 3(b) dargestellt ist, die Führungsabschnitte 5a des Steckkupplungsgehäuses 5 an der Vorderseite des Steckergehäuses 2 anstoßen, werden die kreisförmigen und die keilförmigen Federglieder 17 und 3 zusammengedrückt und ermöglichen es dem Steckergehäuse 2, sich selbst auf das Steckkupplungsgehäuse 5 auszurichten, so daß die Achse C des Steckergehäuses 2 auf der Linie P liegt. Die Ausrichtung tritt deshalb ein, weil das Steckergehäuse 2 in bezug auf die Ebene des Rahmens 13 flexibel verlagert wird und sich gleichzeitig flexibel um die Mitte der rückwärtigen Seite 2d des Steckergehäuses dreht. Diese flexible lage- und winkelmäßige Veränderung ergibt sich einerseits aus den Kraftkomponenten parallel zur Ebene des Rahmens, die durch ein Zusammendrücken der kreisförmigen Federelemente 17 gegen den Boden der Paßnut 20 aufgenommen werden und andererseits aus den Kraftkomponenten, die entlang einer zu dieser Ebene nicht parallelen Kurve wirken und durch eine Zusammendrückung der keilförmigen Federarme 3 gegen die Seitenwand 20a der Paßnut 20 aufgenommen werden.

Wie dies in Fig. 3(c) dargestellt ist, werden zuletzt, nachdem das Steckkupplungsgehäuse 5 vollständig auf das Steckergehäuse 2 aufgeschoben ist, und nachdem alle äußerlich wirkenden Kräfte nicht mehr vorhanden sind, die kreisförmigen und die keilförmigen Federglieder 17 und 3 das Steckergehäuse 2 wieder aufrichten und folglich wird der bewegliche Verbindungsstecker 1 in seine normale Lage geraten, in welcher die Achse C des Steckergehäuses 2 wieder senkrecht zu der Ebene des Rahmens 13 liegt.

In den Fig. 4(a) bis 4(c) sind jeweils die einschlägigen Elemente der dritten, vierten und fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.

In Fig. 4(a) ist das Steckergehäuse 2 der dritten Ausführungsform dargestellt, das einen quadratischen Querschnitt aufweist und bei dem kreisförmige und keilförmige Federglieder 17 und 3 in derselben Weise vorgesehen sind wie bei der ersten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind jedoch keine Paßflansche vorgesehen.

In Fig. 4(b) ist das Steckergehäuse 2 der vierten Ausführungsform dargestellt mit einem rechteckigen Querschnitt ähnlich dem bei der ersten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind jedoch die keilförmigen Federglieder 3 etwas von den kreisförmigen Federgliedern 17 versetzt und sie sind auch nur an zwei Flächen des Steckergehäuses 2 zwischen den kreisförmigen Federgliedern 17 und den Paßflanschen 18 vorgesehen.

In Fig. 4(c) ist ein Steckergehäuse 2 nach einer fünften Ausführungsform dargestellt, das einen rechteckigen Querschnitt aufweist, der länger ist als beim ersten Ausführungsbeispiel und bei diesem Ausführungsbeispiel sind darüber hinaus die keilförmigen Federglieder 3 innerhalb der Paßflansche 18 angeformt.

Bei der dritten, vierten und fünften, oben beschriebenen Ausführungsform funktioniert das Steckergehäuse 2 im wesentlichen in derselben Weise wie das Steckergehäuse 2 der ersten und zweiten Ausführungsform und daher kann auf eine Wiederholung dieser Funktion verzichtet werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sind viele Abweichungen und Verbesserungen möglich, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellt ist.

Claims (8)

1. Elektrischer Steckverbinder mit einem an einem Rahmen beweglich anbringbaren Gehäuse (2), auf welches ein Kupplungsgehäuse eines Gegensteckverbinders aufsteckbar ist, mit

• - am Gehäuse (2) angeformten, als Federglieder ausgebildeten Mitteln zum flexiblen Aufnehmen von Lageveränderungen des Steckverbinders innerhalb einer Ebene, die senkrecht zur Aufsteckrichtung des Gegensteckverbinders liegt,
• - wobei der Rahmen (13) eine Öffnung (15) für das Gehäuse (2) und eine Paßnut (20) mit einem Boden und zwei Seitenwänden rund um die Öffnung (15) aufweist,
• - und wobei die Federglieder (17) zum Aufnehmen der Lageveränderungen in die Paßnut (20) eingreifen und am Bodenabschnitt der Paßnut (20) anliegen.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federglied (17) als kreisförmige Feder ausgebildet ist, die einen zentralen Hohlraum aufweist.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weitere, am Gehäuse (2) angeformte Mittel (3), die in die Paßnut (20) eingreifen und mit ihrer Spitze an deren Seitenwand (20a) zum flexiblen Aufnehmen von winkelmäßigen Verlagerungen des Gehäuses (2) in bezug auf den Rahmen (13) anliegen.

4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch an das Gehäuse (2) angeformte Paßflansche (18), die in die Paßnuten (20) des Rahmens (13) einsetzbar sind.

5. Elektrischer Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren angeformten Mittel (3) als keilförmige, federnde Arme ausgebildet sind.

6. Elektrischer Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen, federnden Arme (3) innerhalb der zentralen Hohlräume der kreisrunden Federn (17) angeordnet sind.

7. Elektrischer Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen, federnden Arme an gegenüberliegenden Seiten von wenigstens zwei der kreisrunden Federn (17) angeordnet sind.

8. Elektrischer Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßflansche (18) Öffnungen aufweisen und daß die keilförmigen, federnden Arme (3) an die Paßflansche (18) angeformt sind, so daß sie sich in deren Öffnungen hineinerstrecken.