DE4205738A1

DE4205738A1 - Kuppelnde verbindungselemente

Info

Publication number: DE4205738A1
Application number: DE4205738A
Authority: DE
Inventors: Christian D Behning
Original assignee: Alden Products Co Inc
Current assignee: Alden Products Co Inc
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1992-09-10
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: GB9203018D0; FR2673332A1; GB2253528A; US5067909A; JP2500084B2; CA2061253C; DE4205738C2; GB2253528B; FR2673332B1; CA2061253A1; JPH0562734A

Description

Die Erfindung betrifft kuppelnde Verbindungselemente, insbesondere, aber nicht ausschließlich elektrische Steckverbindungen, die erste und zweite röhrenförmige Körper aufweisen, welche ineinanderschiebbar in Eingriff zu bringende Teile und axial zusammenpassend, die Verbin dungen herstellende Teile umfassen.

Bei ineinanderschiebbar zusammenpassenden elektrischen Verbindungselementen, wie z. B. bei einem Stecker und einer Steckdose, ist es oft wünschenswert oder notwendig, die beiden Verbindungskörper miteinander zu verriegeln, nachdem die elektrischen Verbindungen über die leitenden Kontaktteile hergestellt sind.

Einpolige Verbindungselemente mit Bajonettverschluß können durch Drehen verriegelt werden, während bei einem her kömmlichen mehrpoligen Verbindungselement die Stecker stifte in die entsprechenden Buchsen geschoben werden müssen, wodurch ein Drehen ausgeschlossen ist. Solche herkömmlichen mehrpoligen Verbindungselemente benutzen typischerweise verformbare Verbindungskörper aus Plastik, welche sich verformen, wenn eine Sperrklinke des einen Verbindungskörpers über einen Sperriegel des anderen Verbindungskörpers geschoben wird, um durch Einschnappen die beiden Verbindungskörper miteinander zu verriegeln. Durch häufige Betätigung dieser verformbaren Einklinkkör per ermüdet das Plastikmaterial und führt damit zum Versagen des Einklinkmechanismus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes kuppelndes Verbindungselement bereitzustellen.

Das erfindungsgemäße kuppelnde Verbindungselement umfaßt
erste und zweite röhrenförmige Verbindungskörper, welche ineinanderschiebbar in Eingriff zu bringende Teile und axial zusammenpassend, die Verbindungen herstellende Teile aufweisen,
eine ringförmige Hülse, welche die ineinanderschiebba ren Teile umhüllt, und drehbar auf dem ersten Verbin dungskörper gehalten wird,
eine Feder innerhalb der Hülse, wobei die Federenden so zwischen dem ersten Verbindungskörper und der Hülse liegen, daß die Feder einen elastischen Widerstand gegen eine relative Verdrehung von erstem Verbindungskörper und Hülse bewirkt,
Vorsprünge auf der Hülse und axial gegenüberliegende Vorsprünge auf dem zweiten Verbindungskörper, welche entgegengesetzte konische Nockenflächen aufweisen, die eine Drehung der Hülse bezüglich des zweiten Verbindungs körpers bewirken, wenn die Verbindungskörper ineinander geschoben werden, um die Verbindungen herzustellen, wobei die Nockenflächen den oder die Hülsenvorsprünge um den oder die zugeordneten Verbindungskörpervorsprünge führen, und die Feder zusammengedrückt wird, wenn die Hülse durch die Nockenvorsprünge während des Herstellens der Verbin dungen gedreht wird, und die Feder dann den Hülsenvor sprung in eine eingeklinkte Stellung, die axial hinter dem Verbindungskörpervorsprung liegt, dreht, und damit die Verbindungskörper in einem Zustand, in dem die Verbin dungen hergestellt sind, verriegelt.

Die die Verbindungen herstellenden Teile können elek trische Kontakte sein. Die Feder kann aus Federstahldraht hergestellt sein und um den ersten Verbindungskörper gewunden sein.

Ein erfindungsgemäßes Verbindungselement kann zwei inein anderschiebbare Körper aufweisen, welche in den verrie gelten Zustand einschnappen, ohne verformt zu werden. Es ist wünschenswert, daß die Körper das Einschnappen in den verriegelten Zustand durch ein höhrbares oder sichtbares Zeichen anzeigen. Ein verbesserter Mechanismus kann zum Entriegeln der Verbindungskörper und dem Lösen der Ver bindungen vorgesehen werden.

Die Hülse und der erste Verbindungskörper weisen bevorzugter Weise Anschläge auf, welche auf einem Umfang liegend miteinander in Eingriff treten, um die Verdrehung der Hülse relativ zum ersten Verbindungskörper zu begren zen. Die Anschläge können die Hülse so positionieren, daß die Vorsprünge bezüglich der die Verbindungen herstellen den Teile, in einer Art und Weise ausgerichtet sind, welche ein Herstellen der Verbindungen sicherstellt. Die Feder kann die Hülsenanschläge dann in die Normalstellung, in der sie mit den Verbindungskörperanschlägen in Eingriff stehen, drängen.

Ein Längskeil und eine Keilnut auf den Körpern können ineinandergleitend zusammenpassen, wenn die Körper und die Hülse so ausgerichtet sind, daß die Verbindungen herge stellt werden können.

Die Erfindung kann durch die folgende Beschreibung leichter verstanden werden. Dadurch mögen auch einige andere Aspekte und Leistungsmerkmale offensichtlich werden.

Im folgenden wird beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Verbindungselements,

Fig. 2 bis 4 Seitenansichten eines ersten Körpers, einer Hülse und eines zweiten Körpers des Verbindungselements, die teilweise im Schnitt ausgeführt sind,

Fig. 5 bis 7 Vorderansichten des ersten Körpers, der Hülse, und des zweiten Körpers von einer Ebene A-A zwischen der Hülse und dem zweiten Körper aus gesehen,

Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie 8-8 aus Fig. 2 ausgeführt ist.

Der siebenpolige elektrische Stecker, der in Fig. 1 gezeigt wird, umfaßt einen ersten Verbindungskörper oder Steckerkörper 1, welcher in Aussparungen 3 eines isolie renden, runden Vorsprungs 4 Steckerstifte 2 vorsieht (s. auch Fig. 2, 5 und 8). Der runde Steckervorsprung 4 schiebt sich in eine Steckdose oder Vertiefung 6 eines zweiten Verbindungskörpers oder Aufnahmekörpers 7, welche die Buchsenkontakte 8 (Fig. 4 und 7) umgibt. Die Steckerstifte 2 lassen sich axial in die Buchsenkontakte 8 einpassen. Der zweite Körper 7 weist hinter einer Schulter 10 ein Gewinde 9 auf, um den zweiten Körper fest in einer Platte, welche eine übliche Nut (nicht gezeigt) aufweist, zu befestigen. Eine ringförmige Hülse 11 umgibt den Vorsprung 4 des ersten Steckerkörpers 1 und die Steckdose des zweiten Aufnahmekörpers 7, wenn die beiden Körper zusam mengepaßt werden. Die Hülse 11 hat innere, radiale An schläge 12, welche durch Verbindungsgänge 13, die in einem ringförmigen Gurt 14 des ersten Körpers vorgesehen sind, in eine rillenförmige Nut 16 geschoben werden. Die ril lenförmige Nut 16 beschränkt die Anschläge 12 in axialer Richtung und hält die Hülse 11 drehbar auf dem ersten Körper 1. Die Anschläge 12 begrenzen den Verdrehwinkel der Hülse 11 auf etwa 40°.

Eine gewendelte Feder 17, vorzugsweise ein runder Draht aus Federstahl, ist auch auf die Nut 16 beschränkt. Die Feder 17 ist mit einem Ende innerhalb der Hülse 11 an einem der Anschläge 12 verankert, und mit dem anderen Ende in einer kleinen Vertiefung 18 der Nut 16. Die Feder 17 ist so vorgespannt, daß sie die Hülsenanschläge 12 immer in die Normalstellung drängt, in der die Anschläge 12 gegen die entsprechenden Anschläge 19 der Nut 16 anschlagen.

In dieser Normalstellung der Hülse 11 sind innerhalb der Hülse 11 angebrachte Nockenvorsprünge 21, bezüglich der Steckerstifte 2 des ersten Körpers 1, in einer solchen Position, daß sich die Vorsprünge 21 und die Steckerstifte 2 in einer zusammenpassenden Ausrichtung mit entsprechen den Nockenvorsprüngen 22 und den Buchsenkontakten 8, welche auf dem zweiten Körper 7 vorgesehen sind, befinden, wie es im folgenden im Detail beschrieben wird.

Wenn die Hülse 11 und die Feder 17 auf dem Steckerkörper 1 angebracht sind, drängt die Feder 17 die Hülse 11 in der Normalstellung, in der Hülsennockenvorsprünge 21 zu den Steckerstiften 2 auf dem Steckerkörper 1 dieselbe Winkelstellung einnehmen, wie die Aufnahmekörpernockenvor sprünge 22 zu den Buchsenkontakten 8 des Aufnahmekörpers 7. Um sicherzustellen, daß sich die Steckerstifte 2 während des Herstellens der Verbindungen in der richtigen Winkelausrichtung befinden, weist die aufnehmende Vertie fung 6 einen schmalen Keil 23 und einen breiten Keil 24 auf, die verschiebbar in eine entsprechende schmale Keilnut 26 und eine entsprechende breite Keilnut 27 des Steckervorsprungs 4, welcher auf dem ersten Steckerkörper 1 angebracht ist, passen.

Als sichtbarer Hinweis für die richtige Winkelausrichtung sind auf dem Steckerkörper 1 die Anzeigemarkierung 28, auf der Hülse 11 die Anzeigemarkierung 29 und auf dem Aufnah mekörper 7 die Anzeigemarkierung 31 aufgemalt und aufge prägt. Die Anzeigemarkierung 29 auf der Hülse 11 umfaßt eine Pfeilspitze 30, welche die Richtung anzeigt, in die die Hülse 11 während des verriegelnden und des entrie gelnden Ineinandergreifens des Steckerkörpers 1 und des Aufnahmekörpers 7 aus der Normalstellung gedreht werden kann.

Die Verriegelung des Steckerkörpers 1 mit dem Aufnahme körper 7 bei hergestellten Verbindungen über die Kontakte 2, 8 wird manuell durch axiales Fluchten der Anzeigemar kierung 29 auf der Hülse 11 mit der Anzeigemarkierung 31 auf dem Aufnahmekörper 7 und anschließendem Zusammen schieben der beiden Körper 1, 7 bewirkt. Zuerst beginnen die Hülsennockenvorsprünge 21 an den Aufnahmekörpervor sprüngen 22 vorbeizugleiten. Zu diesem Zweck ist jeder Hülsennockenvorsprung 21 um einen kleinen Winkelbetrag, z. B. 50, von einer zentralen, horizontalen Ebene, welche die Hülse 11 und den Aufnahmekörper 7 durchschneidet, versetzt. Die Vorsprünge 21 sind dreieckförmig mit entgegengesetzten Spitzen 33 und zwei von den Spitzen 33 konisch zurücklaufenden Nockenflächen 34, die sich mit einer hinteren Flächen 36 schneiden.

Nach erstem gleitendem Eingriff erzwingt die gegenseitige Keilwirkung der Nocken 34 eine Verdrehung der Hülse 11 gegen die Federspannung 17, und erlaubt damit den Hülsen vorsprüngen 21 an den Aufnahmekörpervorsprüngen 22 vor beizugleiten und dann mit ihren hinteren Flächen 36 hinter den entsprechenden Flächen der Aufnahmekörpervorsprünge 22 durch die Federspannung zurückzuschnappen und diesen gegenüber zu liegen. In dieser Stellung haben die Vor sprünge 21, 22 den Steckerkörper 1 mit dem Aufnahmekörper 7 verriegelt. Die Feder 17 verdreht dann die Hülse 11 in die Richtung der Normalstellung zurück, bis die Stirnflächen der Hülsenanschläge 12 an die gegenüberliegenden Stirn flächen der Anschläge 19 des Steckerkörpers anschlagen. Dabei wird ein hörbares Schnappgeräusch erzeugt, welches anzeigt, daß der Steckerkörper 1 mit dem Aufnahmekörper 7 verriegelt ist. Eine sichtbare Bestätigung der Verriege lung ist die fluchtende Ausrichtung der Anzeigemarken 29 und 31 nach der durch die Feder 17 bewirkten, automa tischen Rückkehr der Hülse 11 in die Normalstellung.

Um den ersten Körper 1 vom zweiten Körper 7 zu entriegeln, muß die Hülse 11 in die Richtung der Pfeilspitze 30 gedreht werden. Die Nockenvorsprünge 21 der Hülse 11 werden dadurch gegen abgeschrägte Vorsprünge 37, die sich auf dem inneren Umfang der Vertiefung 6 befinden und schräg in ihrer Bahn liegen, gedreht. Die Nockenflächen der Vorsprünge 37 liegen so, daß sie mit dem Hülsenvor sprung 21 und damit der Hülse 11 und dem ersten Körper 1 in Eingriff tretend die Verbindungen lösen.

Die Verbindungen werden also gelöst, ohne an einer Litze oder an einem Kabel, welches sich aus dem Stecker 1 erstreckt, anziehen und damit einer Zugspannung aussetzen zu müssen. Denn die Drehung der Hülse 11 erfolgt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Steckers und der zu ihm führenden Kabel oder Litzen.

Die drehbare Hülse 11 und die Nockenvorsprünge 21 und 22 des Verbindungselements ermöglichen ein Herstellen der Verbindungen mit automatischer Verriegelung von Stecker körper 1 und Aufnahmekörper 7, ohne die isolierenden Verbindungskörper aus Plastik oder die Hülse 11 aus Plastik zu verformen. Hergestellte Verbindungen werden deutlich durch ein Schnappgeräusch und die fluchtende Ausrichtung der Anzeigemarken 29 und 31 angezeigt. Die Feder 17 gestattet eine drehende Entriegelung, die einfach zu bewerkstelligen ist und keine Zugspannung auf ein Kabel oder eine Litze, die mit dem Steckerkörper 1 verbunden ist, ausübt.

Es sollte sich von selbst verstehen, daß diese Ausfüh rungsform der Erfindung nur dem Zweck der Erläuterung dient, und daß die Erfindung auch alle Abänderungen und gleichwertigen Lösungen betrifft, die von den angefügten Ansprüchen abgedeckt werden.

Claims

1. Ein kuppelndes Verbindungselement, welches erste und zweite röhrenförmige Körper (1, 7) aufweist, die ineinan derschiebbar in Eingriff zu bringenden Teile (4, 6), und axial zusammenpassend, die Verbindungen herstellende Teile (2, 8) umfassen, gekennzeichnet durch
eine ringförmige Hülse (11), welche die ineinanderschieb baren Teile umhüllt und drehbar auf dem ersten Verbin dungskörper (1) gehalten wird,
eine Feder (17) innerhalb der Hülse (11), wobei die Federenden so zwischen dem ersten Verbindungskörper (1) und der Hülse (11) liegen, daß die Feder einen elastischen Widerstand gegen eine relative Verdrehung von erstem Verbindungskörper und Hülse bewirkt,
Vorsprünge (21) auf der Hülse (11) und axial gegenüber liegende Vorsprünge (22) auf dem zweiten Verbindungskörper (7), welche entgegengesetzte konische Nockenflächen (34) aufweisen, die eine Drehung der Hülse (11) bezüglich des zweiten Verbindungskörpers (7) bewirken, wenn die Verbin dungskörper (1, 7) ineinandergeschoben werden, um die Verbindungen herzustellen, wobei die Nockenflächen (34) den oder die Hülsenvorsprünge (21) um den oder die zuge ordneten Verbindungskörpervorsprünge (22) führen, und die Feder (17) zusammengedrückt wird, wenn die Hülse (11) durch die Nockenvorsprünge (21, 22) während des Herstellens der Verbindungen gedreht wird, und die Feder (17) dann den Hülsenvorsprung (21) in eine eingerastete Stellung, die axial hinter dem Verbindungskörpervorsprung (22) liegt, dreht, und damit die Verbindungskörper (1, 7) in einem Zustand, bei dem die Verbindungen hergestellt sind, verriegelt.

2. Ein Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Hülsen- und Körpervorsprünge (21, 22) dreieckförmig sind und sich gegenüberliegende Spitzen (33) aufweisen, von denen die Nockenflächen (34) schräg, in entgegengesetzter Richtung auseinander laufen.

3. Ein Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Hülsen- und Körpervorsprünge (21, 22) hintere, den Spitzen (33) ferne Flächen (36) vorsehen, welche sich in Drehrichtung so ausdehnen, daß die hinteren Flächen (36) miteinander in axialem Eingriff stehen, wenn sie sich in eingeklinkter Stellung befinden.

4. Ein Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß sich die Nockenflächen (34) und die hinteren Flächen (36) jedes Vorsprungs (21, 22) schneiden.

5. Ein Verbindungselement nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Hülse (11) und der erste Körper (1) in Umfangsrichtung entgegengesetzte Anschläge (12, 19) aufweisen, welche gegenseitig in Eingriff treten, um eine Verdrehung der Hülse (11) durch die Feder (17) bezüglich des ersten Körpers (1) zu begrenzen.

6. Ein Verbindungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Anschläge (12, 19) so angebracht sind, daß sie die Hülse (11) bezüglich des ersten Körpers (1) in eine Stellung bringen, in der sich der Vorsprung (21) auf der Hülse (11) bezüglich der die Verbindungen herstellenden Teile (2) des ersten Körpers (1) in einer zusammenpassenden Ausrichtung mit den die Verbindungen herstellenden Teile (8) und dem Vorsprung (22) des zweiten Körpers (7) befindet.

7. Ein Verbindungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (17) die Anschläge (12, 19) in die Normalstellung, in der sie miteinander in Eingriff stehen, drängt.

8. Ein Verbindungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (12, 19) entgegengesetzte Stirnflächen aufweisen, die ein hörbares Schnappgeräusch erzeugen, wenn sie durch die Feder (17) in die Stellung, in der sie miteinander in Eingriff treten, gedrängt werden.

9. Ein Verbindungselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß der erste und zweite Körper (1, 7) einen Längskeil und eine Keilnut (23, 24, 26, 27) aufweisen, die gleitbar ineinanderpassen, wenn sich der erste und der zweite Körper und die Hülse (11) in zusammenpassender Ausrichtung befinden.

10. Ein Verbindungselement nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper (7) einen Umfangsanschlag (34) vorsieht, der mit dem Hülsenvorsprung (21) in Eingriff treten kann, und die Bahn des Hülsenvorsprungs (21) schräg kreuzend den Hülsenvorsprung (21), die Hülse (11) und den ersten Körper (1) mit dem zweiten Körper (7) außer Eingriff bringt und entriegelt, wenn die Hülse (11) manuell gegenüber den zusammengepaßten Körpern (1, 7) gedreht wird.

11. Ein Verbindungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Feder (17) die Hülse (11) in zusammenpassende Ausrichtungen zurückbringt, wenn die Körper (1, 7) entriegelt werden.

12. Ein Verbindungselement nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) und der zweite Körper (7) axial fluchtende Anzeigemarken (29, 31) aufweisen, welche eine zusammenpassende Ausrichtung des ersten und zweiten Körpers (1, 7) und der Hülse (11) anzeigen.

13. Ein Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß die Feder (17) eine Wendel um den ersten Körper (1) bildet.

14. Ein Verbindungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (17) aus rundem Federstahldraht gebildet ist.

15. Ein Verbindungselement nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß der erste und zweite Körper (1, 7) ein Stecker und eine Steckdose sind.

16. Ein Verbindungselement nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet daß das Verbindungselement ein elektrisches Verbindungselement und die die Verbindungen herstellenden Teile (2, 8) elek trische Kontakte sind.