DE4400555A1

DE4400555A1 - Plug-and-socket connector with insulating caps on ends of pins

Info

Publication number: DE4400555A1
Application number: DE19944400555
Authority: DE
Inventors: Heinz Hoefer
Original assignee: Siemens Albis AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 1994-07-14

Abstract

Each pin (KS) of the plug (ST) consists of a conductive shank (SR) and a cap (SA) mfd. of or covered with insulating material over a min. length (SBR) sufficient to ensure that when an attempt (SRI) is made to make connection with the socket (B) at an obtuse angle, no pin can make conductive contact with the shield (AB) of the socket.The cap is depicted as an insert into the end of a hollow pin. An alternative embodiment has a simple cap snapped into a groove around the shank.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Verwendung desselben.The present invention relates to a connector according to the preamble of the claim 1 and a use of the same.

Elektronische Systeme wie beispielsweise Fernmelde- oder Computersysteme können aufgrund ihrer Komplexität und ihrer geforderten dauerhaften Betriebsbereitschaft nicht abgeschaltet werden, wenn einzelne elektronische Baugruppen oder Apparate des Systems ausgewechselt werden müssen. Es ist aus diesem Grund meist zwingend, daß die auszuwechselnden elektronischen Baugruppen unter Spannung eingesteckt bzw. herausgezogen werden. Dabei besteht bei einer Vielzahl von handelsüblichen und normierten Steckverbindern die Gefahr, daß Kurzschlüsse entstehen, wenn Kontakte verwendeter Stecker nicht präzise auf Kontakte entsprechender Buchsen treffen. Die Kurzschlüsse können im System zu Fehlverhalten oder zu ungewollten Unterbrüchen führen.Electronic systems such as telecommunications or computer systems can be due to their complexity and their required permanent operational readiness are not switched off, when individual electronic assemblies or devices in the system are replaced Need to become. For this reason, it is usually imperative that the electronic to be replaced Assemblies are inserted or removed under voltage. There is at a variety of commercially available and standardized connectors the risk of short circuits arise when contacts used plugs are not precise on contacts corresponding Hit sockets. The short circuits in the system can lead to misconduct or unwanted Lead interruptions.

Ein häufig nicht nur in der Einschubtechnik sondern auch in der freien Verdrahtung verwendeter Steckverbinder ist in einer DIN-(Deutsche Industrie-Norm) mit der Nummer 41 652 beschrieben. Dieser trapezförmige, mit runden Kontakten und einer Abschirmung versehene Steckverbinder besteht aus einem Stecker und einer Buchse und ist in verschiedenen Bauformen verfügbar, wobei die Steckverbinder mit gleicher Polzahl gleiche Steckbedingungen haben und demzufolge austauschbar sind. Auch bei diesen weit verbreiteten Steckverbindern können beim Zusammenstecken von Steckern und Buchsen Kurzschlüsse entstehen, wenn beispielsweise eine Buchse nicht präzis parallel zur vorgesehenen Steckrichtung gegen einen unter Spannung stehenden Stecker geführt wird. In einem derartigen Fall werden unter Spannung stehende Stifte des Steckers über die Abschirmung der Buchse kurzgeschlossen.This is often used not only in plug-in technology but also in free wiring Connector is described in a DIN (German Industry Standard) with the number 41 652. This trapezoidal connector with round contacts and a shield consists of a plug and a socket and is available in different designs, the connectors with the same number of poles have the same mating conditions and therefore are interchangeable. These widespread connectors can also be plugged together Short circuits occur from plugs and sockets if, for example, a socket not precisely parallel to the intended direction of insertion against a live one Plug is guided. In such a case, live pins of the connector short-circuited via the shielding of the socket.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder anzugeben, bei dem beim Zusammenstecken von unter Spannung stehenden Steckern und Buchsen keine Kurzschlüsse entstehen.The present invention is therefore based on the object of specifying a plug connector, none when plugging in live plugs and sockets Short circuits occur.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie eine Verwendung sind in weiteren Ansprüchen angegeben. This object is achieved by those specified in the characterizing part of patent claim 1 Measures solved. Advantageous refinements and a use are in specified further claims.

Die Erfindung weist folgende Vorteile auf: Durch eine teilweise elektrische Isolierung von Kontaktstiften eines Steckers können Kurzschlüsse vermieden werden. Die Isolierung wird dabei am steckseitigen Ende der Kontaktstifte des Steckers derart angebracht, daß vorgeschriebene Kontaktbereiche und Übergangswiderstände zwischen Stecker und Buchse eingehalten werden. Insbesondere werden auch Kontaktbereiche, die durch die Vorschriften der DIN 41 652 vorgegeben sind, eingehalten. Damit ist eine Kombination von erfindungsgemäßen und herkömmlichen Steckverbindern ohne zusätzliche Anpassungen möglich. Eine spezielle Sorgfaltspflicht zur Verhinderung von Kurzschlüssen beim Zusammenführen von Stecker und Buchse entfällt vollständig. Gleichzeitig wird die Fehleranfälligkeit des Systems vermindert. Ferner muß beim Umstellen von herkömmlichen auf die erfindungsgemäßen Steckverbinder lediglich der Stecker, bzw. dessen Kontaktstifte, ausgetauscht werden. Die vorhandenen Buchsen müssen nicht ausgetauscht werden.The invention has the following advantages: Through partial electrical insulation of contact pins short circuits can be avoided. The insulation is on plug-side end of the contact pins of the connector attached such that prescribed Contact areas and contact resistances between plug and socket are observed. In particular, contact areas are specified by the regulations of DIN 41 652 are complied with. This is a combination of conventional and conventional Connectors possible without additional adjustments. A special duty of care to prevent of short circuits when merging the plug and socket is completely eliminated. At the same time, the system's susceptibility to errors is reduced. Furthermore, when changing from conventional to the plug connector according to the invention only the plug or whose contact pins are replaced. The existing sockets do not have to be replaced become.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to drawings, for example. Here shows:

Fig. 1 einen Steckverbinder nach DIN 41 652 bestehend aus einem Stecker und einer Buchse, Fig. 1 shows a connector according to DIN 41 652 consisting of a plug and a socket,

Fig. 2 den Steckverbinder, bei dem die Buchse gegenüber einer durch die Lage des Steckers vorgegebenen Steckrichtung gekippt ist, und Fig. 2 shows the connector, in which the socket is tilted relative to a predetermined direction by the position of the plug, and

Fig. 3 verschiedene Ausführungsformen eines mit einem isolierten Stiftaufsatz versehenen Kontaktstiftes. Fig. 3 shows different embodiments of a contact pin provided with an insulated pin attachment.

Fig. 1 zeigt einen aus einem Stecker ST und einer Buchse B bestehenden Steckverbinder nach DIN 41 652 in einem Schnitt parallel zu einer Steckrichtung SRI. Der Stecker ST besteht steckseitig aus mehreren Kontaktstiften KS und einer alle Kontaktstifte KS umgebenden Abschirmung AS. Die Buchse B besteht ihrerseits aus mehreren Kontaktbuchsen KB und ebenfalls aus einer alle Kontaktbuchsen KB umgebenden Abschirmung AB. Dabei muß die Anzahl der Kontaktbuchsen KB der Buchse B mindestens so groß sein wie die Anzahl der Kontaktstifte KS des Steckers ST und die geometrische Anordnung der Kontaktstifte KS und der Kontaktbuchsen KB übereinstimmen, damit der Stecker ST und die Buchse B zusammengesteckt werden können. Entsprechendes gilt auch für die Abschirmung AS bzw. AB des Steckers ST bzw. der Buchse B: Die äußere Abmessung der Abschirmung AB der Buchse B sollte ungefähr mit der inneren Abmessung der Abschirmung AS des Steckers ST übereinstimmen, damit sich einerseits die Abschirmungen AS und AB kontaktieren und andererseits der Stecker ST und die Buchse B überhaupt zusammengesteckt werden können. Für weitere Angaben bezüglich den Abmessungen und insbesondere auch bezüglich den möglichen Toleranzen sei auf DIN 41 652 2. Teil Seite 5 ff. verwiesen. Fig. 1 shows a connector consisting of a plug ST and a socket B according to DIN 41 652 in a section parallel to a plug-in direction SRI. The plug ST consists of a plurality of contact pins KS on the plug side and a shield AS surrounding all contact pins KS. Socket B in turn consists of several contact sockets KB and also a shield AB surrounding all contact sockets KB. The number of contact sockets KB of socket B must be at least as large as the number of contact pins KS of connector ST and the geometric arrangement of contact pins KS and contact sockets KB must match so that connector ST and socket B can be plugged together. The same also applies to the shielding AS or AB of the plug ST or the socket B: The outer dimension of the shielding AB of the socket B should roughly correspond to the inner dimension of the shielding AS of the plug ST, so that shields AS and AB are on the one hand contact and on the other hand the plug ST and the socket B can be plugged together at all. For further information regarding the dimensions and in particular also regarding the possible tolerances, please refer to DIN 41 652 2nd part page 5 ff.

Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 dargestellten Steckverbinder bestehend aus dem Stecker ST und der Buchse B, wobei die Buchse B gegenüber der durch die Lage des Steckers ST vorgegebenen Steckrichtung SRI schräg steht. In dieser Lage ist es beim nach der DIN 41 652 aufgebauten Steckverbinder möglich, daß beim Versuch des Zusammensteckens von Stecker ST und Buchse B die Abschirmung AB der Buchse B sowohl mit der Abschirmung AS des Steckers ST als auch mit einem oder mehreren Kontaktstiften KS in Berührung kommt. Eine derartige Konstellation von Stecker ST und Buchse B ist in Fig. 2 dargestellt. Weisen die Kontaktstifte KS untereinander und/oder gegenüber der Abschirmung AB bzw. AS unterschiedliche elektrische Potentiale auf, so entsteht ein Kurzschluß zwischen den Abschirmungen AB und AS und den betroffenen Kontaktstiften KS. Fig. 2 shows the connector shown in Fig. 1 consisting of the connector ST and the socket B, the socket B being oblique relative to the direction of the SRI predetermined by the position of the connector ST. In this position it is possible with the connector constructed according to DIN 41 652 that when attempting to plug connector ST and socket B together, shield AB of socket B comes into contact with shield AS of connector ST as well as with one or more contact pins KS is coming. Such a constellation of plug ST and socket B is shown in Fig. 2. If the contact pins KS have different electrical potentials from one another and / or with respect to the shielding AB or AS, a short circuit arises between the shields AB and AS and the affected contact pins KS.

Werden derartige Steckverbinder zum Anschließen von Baugruppen an Systeme verwendet, von denen eine dauernde Betriebsbereitschaft verlangt wird, und entstehen beim Anschließen dieser Baugruppen Kurzschlüsse, so besteht die Gefahr, daß dadurch Systemausfälle entstehen oder daß fehlerhaftes Systemverhalten resultiert.Are such connectors used to connect assemblies to systems from which are required to be continuously operational and arise when connecting them Short circuits in assemblies, there is a risk that system failures will occur or that incorrect system behavior results.

Fig. 3 zeigt verschiedene inn Längsschnitten dargestellte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Kontaktstiften KS. Dabei bestehen alle dargestellten Kontaktstifte KS aus einem direkt mit dem Stecker ST verbundenen Stiftrumpf SR und einem über den Stiftrumpf SR mit dem Stecker ST verbundenen Stiftaufsatz SA. Während zumindest die Oberfläche des Stiftrumpfes SR aus elektrisch leitendem Material besteht, ist zumindest die Oberfläche des Stiftaufsatzes SA aus einem Material, das elektrisch isoliert. Fig. 3 different inn longitudinal sections showing embodiments of the invention illustrated contact pins KS. All of the contact pins KS shown here consist of a pin body SR connected directly to the connector ST and a pin attachment SA connected to the connector ST via the pin body SR. While at least the surface of the pin body SR consists of an electrically conductive material, at least the surface of the pin attachment SA is made of a material that electrically insulates.

In dem in Fig. 3a dargestellten Kontaktstift KS ist ein rohrförmiger Stiftrumpf SR und ein einen Zapfen Z aufweisenden Stiftaufsatz SA vorgesehen, wobei der Stiftrumpf steckseitig eine Öffnung aufweist, in die der Zapfen Z gepreßt wird. Der aus dem Stiftrumpf SR und aus dem auf dem Stiftrumpf SR aufgesetzten Stiftaufsatz SA bestehende Kontaktstift KS weist die gleiche äußere Form auf wie ein gemäß DIN 41 652 realisierter, in Fig. 1 und 2 dargestellter Kontaktstift KS. Ein wesentlicher Vorteil der in Fig. 3a dargestellten erfindungsgemäßen Lösung besteht jedoch darin, daß ein in Fig. 2 dargestelltes ungünstiges Zusammenführen von Stecker ST und Buchse B keine Kurzschlüsse erzeugen kann, wenn die in Fig. 3a dargestellten Kontaktstifte KS im Stecker ST (Fig. 1 und 2) verwendet werden. Voraussetzung dazu ist einzig, daß diejenigen Stellen der Kontaktstifte KS aus Isolationsmaterial bestehen oder mit Isolationsmaterial überzogen sind, die durch die Abschirmung AB (Fig. 2) kontaktiert werden können. Aus dieser Bedingung ergibt sich eine Schutzbereichslänge SBR, die der minimalen Länge des sichtbaren Teils des auf den Stiftrumpf SR aufgesetzten Stiftaufsatzes SA entspricht.In the contact pin KS shown in FIG. 3a, a tubular pin body SR and a pin attachment SA having a pin Z are provided, the pin body having an opening on the plug side into which the pin Z is pressed. The contact pin KS consisting of the pin body SR and the pin attachment SA placed on the pin body SR has the same outer shape as a contact pin KS which is realized according to DIN 41 652 and is shown in FIGS. 1 and 2. A major advantage of the solution according to the invention shown in FIG. 3a is, however, that an unfavorable merging of connector ST and socket B shown in FIG. 2 cannot produce short circuits if the contact pins KS shown in FIG. 3a are in connector ST ( FIG. 1 and 2) can be used. The only requirement for this is that those points of the contact pins KS consist of insulation material or are coated with insulation material that can be contacted by the shielding AB ( FIG. 2). This condition results in a protective area length SBR which corresponds to the minimum length of the visible part of the pin attachment SA placed on the pin body SR.

Die sich aus DIN 41 652 vorgegebenen Vorschriften bezüglich der Kontaktierung können auch mit der erfindungsgemäßen Lösung erfüllt werden. Gemäß der Norm ist zwar sowohl die Länge der Kontaktstifte KS wie auch ein Kontaktbereich KBR, in dem die Kontaktstifte KS die Konntaktbuchsen KB kontaktieren sollen, vorgegeben. Die erwähnte Schutzbereichslänge SBR ist im vorliegenden Fall jedoch so klein, daß der Stiftaufsatz SA nicht in den Kontaktbereich KBR hineinragen kann.The regulations stipulated in DIN 41 652 regarding contacting can also be used can be met with the solution according to the invention. According to the standard, both the length the contact pins KS as well as a contact area KBR, in which the contact pins KS the contact sockets KB should contact, given. The mentioned protection zone length SBR is in In the present case, however, it is so small that the pin attachment SA does not protrude into the contact area KBR can.

Fig. 3b und 3c zeigen eine weitere Ausführungsform eines aus einem Stiftrumpf SR und einem Stiftaufsatz SA bestehenden Kontaktstiftes KS, wobei der Deutlichkeit halber der Kontaktstift KS mit abgenommenem (Fig. 3b) und mit aufgesetztem Stiftaufsatz SA (Fig. 3c) dargestellt ist. Der Stiftrumpf SR weist bei dieser Ausführungsform steckseitig einen Stiftfortsatz SF auf, dessen Durchmesser gegenüber demjenigen des Stiftrumpfes SR kleiner ist. Ferner weist der Stiftrumpf SR im Bereich des Übergangs auf den Stiftfortsatz SF eine Kerbe auf. Der Stiftaufsatz SA seinerseits ist eine mit einer Öffnung versehene Kappe, wobei die Öffnung bis auf eine Nut N, die die Öffnung im Eingangsbereich verkleinert, den gleichen Durchmesser aufweist wie diejenige des Stiftfortsatzes SF. Wird der Stiftaufsatz SA auf den Stiftrumpf SR bzw. auf den Stiftfortsatz SF gepreßt, so rastet die Nut N des Stiftaufsatzes SA in die Kerbe K des Stiftfortsatzes SF ein. Damit wird ein leichtes Entfernen des Stiftaufsatzes SA vom Stiftrumpf SR verhindert. FIG. 3b and 3c show a further embodiment of a pin Hull SR and a pin attachment SA existing contact pin KS, wherein the sake of clarity the contact pin KS is shown with removed (Fig. 3b) and seated pin attachment SA (Fig. 3c). In this embodiment, the pin body SR has a pin extension SF on the plug side, the diameter of which is smaller than that of the pin body SR. Furthermore, the pin body SR has a notch in the area of the transition to the pin extension SF. The pin attachment SA in turn is a cap provided with an opening, the opening having the same diameter as that of the pin extension SF except for a groove N which reduces the opening in the entrance area. If the pin attachment SA is pressed onto the pin body SR or onto the pin extension SF, the groove N of the pin attachment SA engages in the notch K of the pin extension SF. This prevents the pin attachment SA from being easily removed from the pin body SR.

Anstelle der Zweiteilung eines Kontaktstiftes KS in einen Stiftrumpf SR und einen Stiftansatz SA und der Isolierung des Stiftansatzes SA (Fig. 3) zur Vermeidung von Kurzschlüssen kann die gleiche Maßnahme an der Abschirmung AS oder AB (Fig. 2) vorgenommen werden. Die Abschirmung AS bzw. AB wird dabei soweit mit Isoliermaterial überzogen, daß beim schrägen Einstecken gemäß Fig. 2 keine Kurzschlüsse entstehen können.Instead of dividing a contact pin KS into a pin body SR and a pin extension SA and isolating the pin extension SA ( FIG. 3) to avoid short circuits, the same measure can be carried out on the shield AS or AB ( FIG. 2). The shield AS or AB is covered with insulating material to such an extent that no short circuits can occur when plugging in obliquely as shown in FIG. 2.

Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht alleine auf die genannte Norm DIN 41 652 anwendbar. Vielmehr läßt sich grundsätzlich jede andere Art von Steckverbindern ähnlich modifizieren, um mögliche Kurzschlüsse vermeiden zu können.The solution according to the invention cannot be applied solely to the DIN 41 652 standard mentioned. Rather, basically any other type of connector can be modified in a similar way to avoid possible short circuits.

Claims

1. Connector, consisting of a socket (B) and a plug (ST) with at least one contact pin (KS), the socket (B) having at least as many contact sockets (KB) as provided for the plug (ST) contact pins (KS) are characterized in that at least one contact pin (KS) consists of a pin body (SR) and a pin attachment (SA), at least the surface of the pin body (SR) made of electrically conductive material and at least the surface of the pin attachment (SA) made of insulating material exists and that the pin body (SR) is connected directly and the pin attachment (SA) via the pin body (SR) to the plug (ST).

2. Connector according to claim 1, characterized in that the plug (ST) and the Socket (B) according to DIN 41 652 are realized.

3. Connector according to claim 1 or 2, characterized in that the pin body (SR) is tubular and has an opening on the plug side and that the pin attachment (SA) has a pin (Z) which fits positively into the opening.

4. Connector according to claim 1 or 2, characterized in that the pin body (SR) has a pin continuation (SF) on the plug side, the diameter of which is smaller than that of the Pen trunk (SR) that in the transition area from the pen trunk (SR) to the pen continuation (SF) Notch (K) is provided that the pin attachment (SA) on the plug side has an opening corresponding to the Diameter of the pin extension (SA) with an internal groove (N), which the notch (K) picks up when the pen attachment (SA) is placed on the pen extension (SF).

5. Connector according to claim 3 or 4, characterized in that the outer diameter of the pin attachment (SA) match that of the pin body (SR).

6. Connector consisting of a socket (B) and a plug (ST) with at least one Contact pin (KS), the socket (B) having at least as many contact sockets (KB) as at the connector (ST) contact pins (KS) are provided and the socket (B) and / or the connector (ST) have a shield (AS; AB), which a large part of the contact sockets (B) or Contact pins (KS) surrounds, characterized in that a plug-side part of the shields (AB; AS) is covered at least on the surface with insulation material.

7. Use of the connector according to claim 1 or 6 for connecting assemblies or devices on communication systems.