-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Verbinderanordnungen,
wie etwa elektrische Verbinder, faseroptische Verbinder und dergleichen.
Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein Verrastungs-/Lösesystem,
um zu ermöglichen, dass
ein Verbinder in Bezug auf ein Montagechassis wie etwa eine Platte,
einen Rahmen, eine Rückwand und
dergleichen schwimmt oder begrenzt beweglich ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Elektrische
und andere Verbinderanordnungen werden in einer breiten Vielfalt
von Anwendungen genutzt, bei denen ein Verbinder durch eine Öffnung hindurch
in einem Chassis, wie etwa einer Platte oder dergleichen, montiert
ist. Es ist oft wünschenswert,
den Verbinder derart zu montieren, dass er einen gewissen Grad an
begrenzter Beweglichkeit oder "schwimmender" Beweglichkeit relativ
zu dem Chassis oder der Platte aufweist. Beispielsweise müssen bei
Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich das Chassis oder die Platte
und der daran montierte Verbinder in Bezug auf eine andere Rahmenkomponente
oder eine Leiterplatte, Rückwand
oder dergleichen eingebaut werden. Durch Ermöglichen eines gewissen Grades
an schwimmender Beweglichkeit für
den Verbinder wird Herstellungstoleranzen Rechnung getragen, wenn
das gesamte System zusammengebaut wird.
-
Andererseits
ist es, wenn ein Verbinder in einer Platte mit schwimmender Beweglichkeit
in Bezug auf diese montiert ist, oft schwierig, einen komplementären Verbinder
mit dem an der Platte montierten Verbinder zu paaren, da sich der
an der Platte montierte Verbinder aufgrund seiner schwimmenden Beweglichkeit
verschiebt. Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, dieses
Problem zu lösen,
indem ein einzigartiges Verrastungs-/Lösesystem zur Verfügung gestellt
wird, bei welchem ein in einer Platte montierter Verbinder gegen
jegliche schwimmende Bewegung in Bezug auf die Platte verrastet
wird, um ein einfaches Paaren eines zweiten Verbinders zu ermöglichen,
und wobei der an der Platte montierte Verbinder nach dem Paaren
gelöst
wird, um eine begrenzte schwimmende Bewegung des Verbinders relativ
zu der Platte zu gestatten.
-
Das
Dokument EP-A-0 349 134, welches als das den naheliegendsten Stand
der Technik repräsentierende
Dokument betrachtet wird, offenbart eine Verbinderanordnung zur
Montage durch eine Öffnung
hindurch in einer Platte, wobei die Öffnung eine Achse definiert.
Ein erster Verbinder muss in die Platte eingefügt werden, und ein Adapter
ist dann an dem ersten Verbinder montierbar, wobei eine begrenzte schwimmende
relative Bewegung zwischen dem Adapter und der Platte gegeben ist.
Komplementär
aneinandergreifende Verrastungs-/Lösemittel zwischen dem ersten
Verbinder und dem Adapter sind dazu angepasst, den ersten Verbinder
zu verrasten und zu ermöglichen,
einen zweiten Verbinder mit dem ersten Verbinder mit einer gegebenen
Zusammenfügungskraft
zu paaren.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine neue und verbesserte Verbinderanordnung
der beschriebenen Gattung zur Montage durch eine Öffnung hindurch
in einer Platte bereitzustellen, wobei die Öffnung eine Achse wie etwa
eine Zusammenfügungsachse
definiert.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung wird
durch eine Verbinderanordnung entsprechend Anspruch 1 erreicht.
-
In
der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Anordnung eine Montagehalterung oder einen
Adapter, der in der Öffnung
in der Platte montiert werden kann. Ein erster Verbinder kann axial
in den Adapter eingefügt
werden und ist in Bezug auf den Adapter axial begrenzt schwimmend beweglich.
Ein zweiter Verbinder kann axial mit dem ersten Verbinder mit einer
gegebenen Zusammenfügungskraft
gepaart werden. Die Erfindung schlägt das Vorsehen von komplementär aneinandergreifenden
Verrastungs-/Lösemitteln
zwischen dem ersten Verbinder und dem Adapter vor, um den ersten
Verbinder gegen die axiale schwimmende Bewegung zu verrasten und
zu ermöglichen,
den zweiten Verbinder mit der gegebenen Zusammenfügungskraft
mit dem ersten Verbinder zu paaren. Die Verrastungs-/Lösemittel
werden in Ansprechen auf eine Kraft, die größer als die gegebene Zusammenfügungskraft
ist, gelöst,
um die begrenzte axiale schwimmende Bewegung zwischen dem ersten
Verbinder und dem Adapter und dadurch zwischen den gepaarten Verbindern und
der Platte zu gestatten.
-
Wie
vorliegend offenbart ist, weisen der erste und der zweite Verbinder
komplementär
ineinandergreifende Stecker- und
Buchsen-Anschlusskontakte auf, welche im Wesentlichen die gegebene
Zusammenfügungskraft
zwischen den Verbindern bestimmen. Die komplementär aneinandergreifenden
Verrastungsmittel umfassen aneinander in Anlage kommende Sperrflächen an
dem ersten Verbinder und an dem Adapter. Zumindest eine der Sperrflächen ist
in einem Winkel vorgesehen, um eine Lösekraft zu bestimmen, die größer als
die gegebene Zusammenfügungskraft
ist. Speziell umfassen die Verrastungs-/Lösemittel einen dreieckigen
Sperrvorsprung an dem ersten Verbinder oder an dem Adapter, der zwischen
zwei gegenüberliegenden
Sperrflächen
an der anderen Komponente, nämlich
dem ersten Verbinder oder dem Adapter, bewegt werden kann.
-
Entsprechend
einem anderen Aspekt der Erfindung sind komplementär aneinandergreifende Rückstellmittel
zwischen dem ersten Verbinder und dem Adapter vorgesehen, um zu
bewirken, dass die Verrastungs-/Lösemittel in Ansprechen auf
eine auf den zweiten Verbinder in einer Trennrichtung ausgeübte Rückstellkraft,
die kleiner als eine Trennkraft ist, wieder zurückrasten. Wie vorliegend offenbart
ist, umfassen die Rückstellmittel
aneinander in Anlage kommende Sperrflächen an dem ersten Verbinder und
an dem Adapter. Zumindest eine der Sperrflächen ist in einem Winkel vorgesehen,
um eine Rückstellkraft
zu bestimmen, die kleiner als die Trennkraft ist. In der bevorzugten
Ausführungsform
ist der dreieckige Sperrvorsprung, der einen Teil der Verrastungs-/Lösemittel
bildet, rautenförmig
ausgebildet, um sowohl die schrägen
Sperrflächen
der Verrastungs-/Lösemittel
als auch die schrägen
Sperrflächen der
Rückstellmittel
bereitzustellen.
-
Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden
detaillierten Beschreibung deutlich werden, die in Verbindung mit den
begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neuartig erachtet
werden, sind eingehend in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt. Die
Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten
unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung verstanden werden,
die in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen gegeben wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche
Elemente in den Figuren bezeichnen und in welchen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht des Platten-montierten Verbinders ist, der
durch eine Buchse in dem Plattenmontageadapter hindurch eingefügt ist;
-
2 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung aus 1 in Richtung
der Rückseite
gesehen ist;
-
3 eine
der 1 ähnliche
Ansicht ist, wobei der zu paarende Verbinder mit dem in der Platte
montierten Verbinder gepaart ist;
-
4 ein
allgemein entlang der Linie 4-4 aus 3 genommener
horizontaler Schnitt ist;
-
5 ein
fragmentarischer vertikaler Schnitt ist, der zwei Paare zusammengefügter Anschlusskontakte
der gepaarten Verbinder zeigt; und die
-
6A – 6C aufeinanderfolgende
Ansichten vom Zusammenfügen
der Verbinder und vom Lösen
des in der Platte montierten Verbinders sind.
-
Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
-
Nehmen
wir detaillierter auf die Zeichnungen und zunächst auf die 1 und 2 Bezug,
so ist die Erfindung in einer generell mit 10 bezeichneten elektrischen
Verbinderanordnung zur Montage durch eine Öffnung hindurch in einer (nicht
gezeigten) Platte verkörpert.
Die Anordnung umfasst eine Montagehalterung oder einen Adapter,
der generell mit 14 bezeichnet ist, sowie einen ersten
oder in der Platte montierten Verbinder, der allgemein mit 16 bezeichnet
ist. Ein allgemein mit 18 bezeichneter zweiter oder zu
paarender Verbinder (3) kann mit dem ersten oder
in der Platte montierten Verbinder 16 in Richtung des Pfeils "A" gepaart werden.
-
Der
Adapter 14 weist einen zentralen Körper 20 auf, der eine
Durchgangsbuchse 22 bildet, in welche der Verbinder 16 in
Richtung des Pfeils "B" eingefügt wird
(2). Ein umfänglicher
Flansch 24 ragt um den zentralen Körper 20 herum radial
nach außen.
Ein flexibler, freitragender Arm 26 ist jeweils an drei
Seiten des zentralen Körpers 20 vorgesehen,
um zu ermöglichen,
den Adapter in einer Ausschnittöffnung
in der Platte wie beispielsweise an einem Rand der Platte zu montieren.
Ein Anschlagflansch 26a ragt von jedem freitragenden Arm 26 aus
radial nach außen.
Wenn die Halterung in dem Ausschnitt in der Platte montiert ist,
ist der zentrale Körper 20 der
Halterung in dem Ausschnitt oder der Öffnung angeordnet und die Platte
befindet sich in Zwischenlage zwischen den Anschlagflanschen 26a und
dem umfänglichen
Flansch 24 der Halterung. Die flexiblen Arme 26 ermöglichen
einen relativen Schwimmvorgang zwischen der Halterung und der Platte
in der "X"- und der "Y"-Richtung (d. h. parallel zu der Platte).
Ein Verriegelungsloch 28 (2) ist in
jeder Seitenwand des zentralen Körpers 20 der
Halterung vorgesehen, um ein Verriegelungselement 30 von
dem Verbinder 16 aufzunehmen, wie nachfolgend noch detaillierter
zu sehen sein wird. Die gesamte Halterung 14 einschließlich des
umfänglichen
Flansches 24 und der flexiblen freitragenden Arme 26 ist
eine einstückige Struktur,
die aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff oder dergleichen
geformt sein kann.
-
Nehmen
wir Bezug auf die 3 und 4 in Verbindung
mit den 1 und 2, so stellt
der zu paarende Verbinder 18 zum Zwecke der Montage eine
zweiteilige Struktur dar, die einen Kontaktmontageteil 32 und
einen Paarungsteil 34 umfasst. Die zwei Teile werden mit
Hilfe eines Paares von Verrastungsarmen 36 an dem Kontaktmontageteil 32,
die hinter Schultern 38 an dem Paarungsteil 34 eingreifen,
miteinander verrastet. Der Paarungsteil weist eine nach außen konisch
erweiterte Mündung 40 auf,
um das Zusammenfügen
des Verbinders 18 mit dem in der Platte montierten Verbinder 16 zu
erleichtern. Der Kontaktmontageteil 32 befestigt eine Mehrzahl
von allgemein U-förmigen
Anschlusskontakten, die generell mit 42 bezeichnet sind,
welche Querabschnitte 42a zur Verbindung mit geeigneten
Schaltungsspuren auf einer (nicht gezeigten) Schaltungsplatine aufweisen.
Jeder der beiden Teile 32 und 34 des zu paarenden
Verbinders 18 stellt eine einstückige Struktur dar, die aus
dielektrischem Material wie etwa Kunststoff oder dergleichen geformt
ist.
-
4 zeigt
am besten eines der Verriegelungslöcher 28 in der Seitenwand
des zentralen Körpers 20 des
Adapters 14 und das zugehörige Verriegelungselement 30 an
dem Verbinder 16. Es ist zu sehen, dass die Verriegelungselemente 30 schräge Außenflächen aufweisen,
sodass die Verriegelungselemente in die Verriegelungslöcher 28 in
der Halterung einschnappen können,
wenn der Verbinder in die Halterung in Richtung des Pfeils "B" eingefügt wird. Es ist außerdem zu
sehen, dass die Verriegelungslöcher 28 größer als
die Verriegelungselemente 30 sind, und dadurch wird der
Grad an begrenzter schwimmender Beweglichkeit des Verbinders 16 in Bezug
auf den Adapter 14 bestimmt. Diese schwimmende Bewegung
erfolgt in "Z"-Richtung, wie durch den
doppelseitigen Pfeil in 4 angegeben ist. Anders ausgedrückt: Während die
flexiblen freitragenden Arme 26 gestatten, dass die Halterung 14 und der
Verbinder 16 allgemein parallel zu der Platte in der "X"- und der "Y"-Richtung
schwimmen (2), ist der Verbinder 16 in
der Lage, relativ zu der Halterung 14 in der "Z"-Richtung, allgemein senkrecht zu der Platte,
zu schwimmen.
-
5 zeigt
ein Paar der Anschlusskontakte 42 des zu paarenden Verbinders 18,
die mit einem Paar von Anschlusskontakten 44 des Verbinders 16 gepaart
sind. Jeder U-förmige
Anschlusskontakt 42 weist einen Anschlussstift 42b auf,
der in eine jeweilige Anschlussbuchse 44 des Verbinders 16 in
einer formschlüssigen
oder Presspassung eingefügt
wird. Die Anschlusskontakte 44 sind an elektrische Drähte 45 angeschlossen.
Es ist zu verstehen, dass die Zusammenfügungskraft zwischen den beiden
Verbindern 16 und 18 eine zusammengesetzte Kraft
umfasst, die gleich den Kräften
ist, die zum Paaren aller Kontaktstifte 42b und 44 der
beiden Verbinder erforderlich sind, sowie etwaiger Kräfte, die
dadurch erzeugt werden, dass der Verbinder 16 leicht den Verbinder 18 berührt. Diese
Zusammenfügungskraft kann
leicht berechnet werden und würde
eine "gegebene Zusammenfügungskraft" der Verbinderanordnung
ergeben. Tatsächlich
geben einige Anschlusskontakthersteller Spezifikationen hinsichtlich
der Zusammenfügungskräfte an,
die für
spezielle zu paarende Anschlusskontakte erforderlich sind.
-
Nehmen
wir Bezug auf 6A in Verbindung mit 1,
so ist allgemein an der Verbinderanordnung 10 ein generell
mit 46 bezeichnetes, komplementär aneinandergreifendes Verrastungsmittel zwischen
dem ersten oder in der Platte montierten Verbinder 16 und
dem Adapter 14 vorgesehen, um den ersten Verbinder gegen
die zuvor beschriebene axiale schwimmende Bewegung in der "Z"-Richtung zu verrasten und zu ermöglichen,
den zu paarenden Verbinder 18 mit der gegebenen Zusammenfügungskraft
mit dem ersten Verbinder ohne die schwimmende Wirkung zusammenzufügen. Sobald
die beiden Verbinder gepaart sind, können die Verrastungs-/Lösemittel 46 in
Reaktion auf eine Kraft, die größer als die
gegebene Zusammenfügungskraft
ist, gelöst
werden, um die begrenzte axiale schwimmende Bewegung der beiden
gepaarten Verbinder relativ zu dem Adapter und der Platte zu gestatten.
Diese Anordnung macht es auch möglich,
den Verbinder 16 in mehreren Zyklen mit zu paarenden Verbindern,
die variierende Toleranzbereiche aufweisen, zu paaren.
-
Spezieller
umfassen die Verrastungs-/Lösemittel 46 einen
dreieckigen Sperrvorsprung 48, der zwei nach innen zeigende
schräge
Sperrflächen 50 bestimmt.
Einer der Vorsprünge
ist integral an sowohl der Oberseite als auch der Unterseite des
ersten Verbinders 16 angeformt und ragt von diesen vor.
Der Sperrvorsprung bewegt sich zwischen zwei Sperrflächen 52 an
den inneren fernen Enden zweier Verrastungs-/Lösearme 54, die integral
mit dem Adapter 14 geformt sind. Es ist zu verstehen, dass
bei einer gegebenen, in die Arme 54 eingebauten Abbiegekraft der
Betrag der Kraft, die zum Drücken
des Sperrvorsprungs 48 an den Sperrflächen 52 vorbei erforderlich
ist, durch die Winkel der Sperrflächen 50 an dem Sperrvorsprung
bestimmt wird. Erfindungsgemäß sind die
Winkel der Sperrflächen 50 derart
vorgesehen, dass eine größere Kraft
erforderlich ist, um den Sperrvorsprung 48 an den Sperrflächen 52 der
Arme 54 vorbei zu bewegen, als die gegebene Zusammenfügungskraft
für die
beiden Verbinder. Daher werden die beiden Verbinder gepaart, bevor
der in der Platte montierte Verbinder 16 in der Lage ist,
relativ zu dem Adapter 14 und der Platte zu schwimmen.
-
Das
vorstehend beabsichtigte Szenario wird anhand eines Vergleichs der 6A – 6C aufgezeigt. 6A zeigt
den zu paarenden Verbinder 18 in Bereitschaft, mit dem
in der Platte montierten Verbinder 16 in Richtung des Pfeils "C" gepaart zu werden. Zu diesem Zeitpunkt
schwimmt der Verbinder 16 nicht in der "Z"-Richtung
(4), weil die Verriegelungselemente 30 an
der Vorderseite der Verriegelungslöcher 28 anliegen,
sodass der Verbinder 16 sich nicht nach vorn bewegen kann,
und wegen der Anlage des Vorsprungs 48 (6A)
an den Sperrflächen 52 der
Arme 54 kann sich der Verbinder nicht nach hinten bewegen.
-
6B zeigt,
dass der zu paarende Verbinder 18 gerade vollständig mit
dem in der Platte montierten Verbinder 16 gepaart worden
ist. Der in der Platte montierte Verbinder kann immer noch nicht schwimmen,
da der dreieckige Vorsprung 48 der Verrastungs-/Lösemittel 46 sich
immer noch nicht an den Sperrflächen 52 der
Arme 54 vorbei bewegt hat. Wie zuvor angegeben erfordert
dies eine Kraft, die größer als
die Zusammenfügungskräfte zwischen
den zwei Verbindern ist.
-
6C zeigt,
dass der zu paarende Verbinder 18 weiter auf den in der
Platte montierten Verbinder 16 in Richtung des Pfeils "D" zu bewegt worden ist. Anders ausgedrückt wurde
nun eine Kraft auf den zu paarenden Verbinder 18 ausgeübt, die
größer als die
Zusammenfügungskraft
ist, um den dreieckigen Vorsprung 48 des Verbinders 16 an
den Sperrflächen 52 der Arme 54 an
dem Adapter 14 vorbei zu schieben. Die beiden gepaarten
Verbinder können
nun in der "Z"-Richtung relativ
zu dem Adapter und relativ zu der Platte schwimmen, und zwar innerhalb
der Grenzen, die durch die Verriegelungselemente 30 (4)
des in der Platte montierten Verbinders innerhalb der vergrößerten Verriegelungslöcher 28 des Adapters
bestimmt werden.
-
Erfindungsgemäß wird außerdem vorgeschlagen,
ein Rückstellmittel
zwischen dem in der Platte montierten Verbinder 16 und
dem Adapter 14 bereitzustellen, um zu bewirken, dass die
Verrastungs-/Lösemittel 46 in
Reaktion auf eine Rückstellkraft,
die geringer als eine Trennkraft ist, die auf den zu paarenden Verbinder 18 in
einer Trennrichtung (d. h. entgegengesetzt der Richtung des Pfeils "C" (6B)) ausgeübt wird,
entrastet oder zurückgestellt
werden. Die Rückstellmittel
werden einfach dadurch bereitgestellt, dass der Vorsprung 48 in
Gestalt einer Raute konfiguriert wird, sodass zwei Sperrflächen 60 bestimmt
werden, die einer Trennrichtung zugewandt sind, d. h. der den Sperrflächen 50 entgegengesetzten
Richtung. Außerdem
ist in den 1 und 6A – 6C deutlich
zu sehen, dass die Sperrflächen 60 in
einem kleineren Winkel in Bezug auf die Zusammenfügungs- /Trennrichtung als
die Sperrflächen 50 vorgesehen
sind. Angesichts der geringeren Winkel für die Sperrflächen 60 kann
der Vorsprung 48 an den Sperrflächen der Arme 54 vorbei mit
einer geringeren Kraft zurück
nach außen
gezogen werden, wobei diese Kraft derart festgelegt werden kann,
dass sie geringer als die Trenn-(Zusammenfügungs-)kraft ist.
-
Wenn
daher auf den zu paarenden Verbinder 18 in einer Richtung
entgegen dem Pfeil "D" in 6C eine
Trennkraft ausgeübt
wird, wird sich der Vorsprung 48 zurück nach außerhalb der Sperrflächen 52 an
den Armen 54 in eine in 6B gezeigte Stellung
bewegen, ohne dass der Verbinder 18 getrennt wird. Der
Verbinder kann dann vollständig
getrennt werden, wie in 6A gezeigt
ist, und der Verbinder 16 kann nicht länger in der "Z"-Richtung schwimmen, wodurch die Anordnung
nun für
einen weiteren Paarungszyklus bereit ist.
-
Man
wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen
verkörpert
sein kann, ohne dass von deren wesentlichen Merkmalen abgewichen
wird. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsform sind daher in jeglicher
Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu
betrachten und die Erfindung ist nicht durch die vorliegend angegebenen
Details begrenzt.