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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet elektrischer
Verbinder und insbesondere einen elektrischen Verbinder mit einem
Hebel, mittels welchem das Zusammenfügen des Verbinders mit und
das Trennen desselben von einem zweiten Verbinder durch Drehung
des Hebels bewirkt wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
typische elektrische Verbinderanordnung mit Hebel umfasst einen
ersten Verbinder, der einen drehbar an diesem montierten Betätigungshebel
zum Verbinden des Verbinders mit und Trennen von einem komplementär zu paarenden
zweiten Verbinder aufweist. Der Betätigungshebel und der zweite
Verbinder weisen typischerweise eine Anordnung aus Kurvennut und
Kurvenfolger auf, um in Reaktion auf die Drehung des Hebels den
zweiten Verbinder in einen gepaarten Zustand mit dem ersten Verbinder zu
ziehen.
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JP
2000260523 (Sawayanagi Masahiro) zeigt einen elektrischen Verbinder
mit Hebel. Der Verbinder umfasst Führungsbahnen zum Bewegen des
Hebels in X- als auch in Y-Richtung.
Der Hebel ist nicht für
eine schwenkbare Bewegung um eine Achse herum montiert.
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Die
US 6030250 (Sawayanagi Masahiro
et al.), welche als der naheliegendste Stand der Technik betrachtet
wird, zeigt einen Hebeleingriffsverbinder, der einen ersten Verbinder
mit einem Hebel umfasst, welcher schwenkbar an einem Gehäuse montiert
ist, sowie einen zweiten Verbinder mit einem Eingriffsvorsprung,
um mit dem vorderen Ende des Hebels in Eingriff genommen zu werden.
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Eine übliche Struktur
für einen
elektrischen Verbinder mit Hebel der vorstehend beschriebenen Gattung
soll eine allgemein U-förmige
Hebelstruktur bereitstellen, mit zwei Hebelarmen, die an entgegengesetzten
Seiten des ersten ("Betätigungs-") Verbinders angeordnet
sind. Die Hebelarme können
Kurvennuten zum Ineingriffnehmen von an entgegengesetzten Seiten
des zweiten ("zu
paarenden") Verbinders
vorgesehenen Kurvenfolgevorsprüngen
oder -zapfen aufweisen.
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Solche
Verbinder mit Hebel werden oft dort genutzt, wo große Kräfte erforderlich
sind, um zwei Verbinder zusammenzufügen und zu trennen. Beispielsweise
können
Reibungskräfte
zwischen Anschlusskontakten und Gehäuse, die während des Zusammenfügens und
Trennens der Verbinder auftreten, es erschweren, den Vorgang von
Hand auszuführen.
Aus der Verwendung U-förmiger
Hebelstrukturen wie vorstehend beschrieben ergeben sich jedoch verschiedene
Nachteile. Speziell wird bei der U-förmigen Hebelstruktur, welche
zwei Hebelarme aufweist, die an entgegengesetzten Seiten des Betätigungsverbinders
angeordnet sind, die Gesamtgröße oder
das Profil des Verbinders wesentlich vergrößert. Dies verursacht Probleme
bei vielen sehr dichten Anordnungen, bei welchen die Verbinder so
eng wie möglich
nebeneinander angeordnet werden müssen. Bei anderen Anwendungen
nehmen solche übergroßen Verbinder
zu viel "Baufläche" auf den Platinen
oder anderen Haltestrukturen, auf welchen der zu paarende Verbinder
montiert wird, ein.
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Ein
Ansatz zum Lösen
dieser Probleme bei U-förmigen
Hebelstrukturen stellt die Nutzung von "bolzenunterstützten" Systemen dar. Anders ausgedrückt werden
ein oder mehrere bolzenähnliche
Elemente an dem Betätigungsverbinder
innerhalb von dessen Gesamtprofil zum gegenseitigen Eingriff mit dem
zu paarenden Verbinder montiert, um die Verbinder in den gepaarten
Zustand zu ziehen. Leider bewirken solche bolzenunterstützen Systeme
wesentliche andere Probleme.
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Speziell
werden typischerweise Werkzeuge wie etwa Druckluft-Schraubenschlüssel verwendet, um
die Bolzenelemente zu drehen. Oft üben solche Werkzeuge zu starke
Kräfte
aus, welche die Anschlusskontakte der Verbinder irreparabel zerbrechen
können,
wenn die Anschlusskontakte nicht richtig sitzen. Außerdem stellen
die Bolzenelemente gewindemäßig bearbeitete
Komponenten dar, was die Kosten des Verbinders wesentlich erhöht. Die
Nutzung von Werkzeugen oder Schraubenschlüsseln erhöht ebenfalls die Kosten, und
zum Teil ist die Verwendung der Schraubenschlüssel unzweckmäßig.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, diese Probleme zu
lösen,
indem ein Verbinder mit einem einzigen Hebel bereitgestellt wird,
der innerhalb des Gesamtprofils des Verbinders montiert ist. Das
System mit einzelnem Hebel lässt
sich einfach herstellen, einfach zusammenbauen und ist kostengünstig.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine neue und verbesserte
elektrische Verbinderanordnung mit Hebel der beschriebenen Gattung zur
Verfügung
zu stellen.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung entsprechend Anspruch 1 umfasst die Verbinderanordnung
einen ersten Verbinder, der ein Gehäuse mit entgegengesetzten Seiten
aufweist. Eine Mehrzahl von ersten Anschlusskontakten ist an dem Gehäuse montiert.
Ein einziger Betätigungshebel
ist an dem Gehäuse
in der Mitte zwischen den entgegengesetzten Seiten desselben schwenkbar
montiert, und zwar zur Schwenkbewegung um eine Achse herum, die
sich zwischen den Seiten erstreckt, und in diesem ist eine Kurvennut
vorgesehen. Ein zweiter Verbinder umfasst eine Mehrzahl von zweiten Anschlusskontakten
zur Paarung mit den ersten Anschlusskontakten des ersten Verbinders.
Der zweite Verbinder weist einen Kurvenfolgevorsprung auf, welcher
in der Kurvennut des Betätigungshebels
in Eingriff zu bringen ist, wodurch die Verbinder in Reaktion auf
die Drehung des Betätigungshebels
gepaart und getrennt werden.
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Wie
vorliegend offenbar ist, sind die ersten Anschlusskontakte an dem
Gehäuse
des ersten Verbinders auf entgegengesetzten Seiten des Betätigungshebels
montiert. Speziell sind die ersten Anschlusskontakte an dem Gehäuse in einer
vorgegebenen Anschlusskontaktanordnung montiert. Der Betätigungshebel
ist innerhalb der Anordnung von Anschlusskontakten angeordnet. Die
Anschlusskontakte sind in der Anordnung beim Paaren mit den zweiten
Anschlusskontakten des zweiten Verbinders in einem Belastungsmuster
angeordnet. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
den Betätigungshebel
allgemein auf der Belastungs-Mittellinie des Belastungsmusters anzuordnen.
Anspruch 5 offenbart einen elektrischen Verbinder mit einem einzigen
Hebel.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der
folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, die in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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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:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines die Konzepte der
Erfindung verkörpernden
elektrischen Verbinders mit Hebel ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Verbinders in zusammengebautem Zustand
ist;
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3 ein
vertikaler, mittiger Schnitt durch eine den Verbinder aus den 1 und 2 sowie einen
zweiten, zu paarenden Verbinder umfassende Verbinderanordnung in
einer nicht gepaarten oder Voreinfügestellung ist;
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4 eine
Ansicht ähnlich
der aus 3 ist, mit der Verbinderanordnung
in vollständig
gepaarten Zustand; und die
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5–7 aufeinanderfolgende
Ansichten der Verbinderanordnung sind, welche die Bewegung des einzigen
Betätigungshebels
aus dessen funktionsloser oder Voreinfügestellung in dessen Funktionsstellung
oder vollständig
gepaarte Stellung zeigen.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Nehmen
wir detaillierter auf die Zeichnungen Bezug, so ist die Erfindung
in einer generell mit 10 bezeichneten elektrischen Verbinderanordnung
mit Hebel verkörpert
(3 und 4). Die Anordnung umfasst einen
ersten ("Betätigungs-") Verbinder, generell
mit 12 bezeichnet, sowie einen generell mit 14 bezeichneten
zweiten ("zu paarenden") Verbinder.
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Zuerst
auf 1 Bezug nehmend, umfasst der Betätigungsverbinder 12 ein
generell mit 16 bezeichnetes gegossenes Kunststoffgehäuse, welches entgegengesetzte
Seiten 18 und zwei innere, allgemein parallele Wände 20 aufweist,
zwischen welchen ein generell mit 22 bezeichneter, einziger
Betätigungshebel
schwenkbar montiert ist, wie später
zu sehen sein wird. In dem Gehäuse 16 ist
eine Mehrzahl von ersten Anschlusskontakten in einer Mehrzahl von
Kontaktaufnahmekanälen 24 an
entgegengesetzten Seiten der Innenwände 20 und des Betätigungshebels 22 montiert.
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Der
Betätigungsverbinder 12 weist
eine Verkleidung 26 auf, die im Wesentlichen die Oberseite des
Verbindergehäuses 16 abdeckt
und die in Kombination mit einem Halterungsabschnitt 28 des
Gehäuses
eine Öffnung 30 zum Eintritt/Austritt
eines elektrischen Kabels bietet, welches Leiter aufweist, die an
den Anschlusskontakten in den Kanälen 24 des Verbindergehäuses abgeschlossen
werden. Die Verkleidung weist ein Paar von flexiblen Verrastungsarmen 32 auf,
die sich von jeder entgegengesetzten Seite derselben aus nach unten
erstrecken, zum Eingriff mit einem Paar von Verrastungsvorsprüngen 34 an
der Außenseite
jeder Seite 18 des Verbindergehäuses. Zusätzlich weist das Gehäuse ein
Paar von flexiblen Verrastungsarmen 36 auf, welche zum
Eingriff mit einem Paar von in der Verkleidung 26 vorgesehenen
Verrastungslöchern 38 nach
oben ragen. Die Verrastungsarme 32 und die Verrastungslöcher 38 der
Verkleidung sowie die Verrastungsvorsprünge 34 und die Verrastungsarme 36 des
Verbindergehäuses
befestigen in Kombination die Verkleidung sicher auf der Oberseite
des Gehäuses,
wie in 2 zu sehen ist. Schließlich weist die Verkleidung
eine Öffnung
oder einen Schlitz 40 auf, durch welchen ein Manipulationsabschnitt
des Betätigungshebels 22 vorsteht,
wie ebenfalls in 2 zu sehen ist.
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Der
zu paarende Verbinder 14 weist eine Kontaktlagesicherungs(TPA)-Vorrichtung 42 auf, welche
eine flache Grundfläche 43 sowie
eine Mehrzahl von Kontaktanlageblättern 44 umfasst,
welche sicherstellen, dass die Anschlusskontakte richtig in dem
Gehäuse 16 montiert
sind. Die TPA-Vorrichtung wird nach oben hin in das Gehäuse eingefügt und wird
durch Verrastungsarme 45 an diesem gehalten. Die TPA-Vorrichtung
weist einen allgemein mittig angeordneten offenen Bereich 46 auf,
welcher mit dem offenen Bereich zwischen den Innenwänden 20 des Gehäuses 16 des
Betätigungsverbinders
ausgerichtet ist und in welchem der Hebel 22 wie nachstehend beschrieben
funktionsfähig
ist. Die Innenwände 20 des
Gehäuses
ragen eigentlich nach unten in den offenen Bereich 46 der
TPA-Vorrichtung hinein.
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Die 3 und 4 zeigen
den Betätigungsverbinder 12,
der mit dem zu paarenden Verbinder 14 gepaart werden kann.
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Der
zu paarende Verbinder weist eine Mehrzahl von Seitenwänden 48 auf,
innerhalb welcher eine Mehrzahl von Anschlusskontakten 49 zur
Anlage an den Anschlusskontakten des Betätigungsverbinders 12 montiert
sind.
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3 zeigt
den Betätigungshebel 22 in
seiner Außerbetriebs-
oder funktionslosen Stellung, wenn die Verbinderanordnung nicht
gepaart ist. 4 zeigt den Betätigungshebel 22 in
seiner Funktions- oder vollständig
gepaarten Stellung. Der Betätigungshebel
ist schwenkbar an dem Gehäuse
montiert, und zwar mittels eines Schwenkzapfens 50, welcher
integral mit den parallelen Innenwänden 20 des Gehäuses vorgesehen
ist und sich zwischen diesen erstreckt. Der Schwenkzapfen erstreckt
sich durch ein in dem Betätigungshebel
ausgebildetes Schwenkzapfenlager 52 hindurch. Der Schwenkzapfen 50 ist
eigentlich in der Mitte geteilt, um den Einbau des Betätigungshebels
zu ermöglichen.
Der Hebel kann aus Kunststoffmaterial gegossen sein und umfasst
einen integral geformten, konvexen Kopfabschnitt 54, der
an der Oberseite des Verbindergehäuses 16 freiliegt,
um die manuelle Manipulation und die Bewegung des Hebels zwischen
dessen funktionsloser und dessen Funktionsstellung zu ermöglichen.
Der Betätigungshebel
weist ferner eine Kurvennut 56 auf, welche einen Kurvenfolgevorsprung 58 von
dem zu paarenden Verbinder 14 aufnimmt.
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Die 5–7 stellen
aufeinanderfolgende Ansichten dar, welche die Bewegung des Betätigungshebels 22 zwischen
dessen funktionsloser Stellung (5) und dessen
Funktions- oder
vollständig
gepaarter Stellung (7) zeigen, was zu einer Paarung
des zu paarenden Verbinders 14 mit dem Betätigungsverbinder 12 führt. Speziell
zeigt 5 den Betätigungshebel
in dessen funktionsloser Stellung. Es ist zu sehen, dass der Kurvenfolgevorsprung 58 des
zu paarenden Verbinders 14 gerade in eine Mündung 60 der
Kurvennut 56 in dem Betätigungshebel
eingetreten ist. In der funktionslosen Stellung liegt ein an dem
Betätigungshebel
vorgesehener Rastvorsprung 62 an einem an der Innenseite des
Gehäuses
vorgesehenen Rastvorsprung 64 an, um diese funktionslose
Stellung des Hebels zu bestimmen. Daher wird der Hebel in einer
solchen Position gehalten, dass der Kurvenfolgevorsprung 58 leicht
in die Mündung 60 der
Kurvennut 56 eintreten kann, wenn die Verbinder wie in 5 vorgepaart werden.
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6 zeigt,
dass der Betätigungshebel 22 um
den Schwenkzapfen 50 herum in Richtung des Pfeils "A" geschwenkt worden ist. Der Betätigungshebel
ist in etwa auf halbem Wege zwischen der vorgepaarten und der vollständig gepaarten
Stellung angeordnet. Es ist zu sehen, dass der Kurvenfolgevorsprung 58 von
dem zu paarenden Verbinder sich etwa um die Hälfte der Strecke zwischen der
Mündung 60 der
Kurvennut 56 und einem geschlossenen Ende 66 der
Kurvennut bewegt hat. Es ist auch zu sehen, dass der Rastvorsprung 62 an
dem Betätigungshebel
sich an dem Rastvorsprung 64 innerhalb des Gehäuses des
Betätigungsverbinders
vorbei bewegt hat. Diese Freigabe der Rastvorsprünge wird durch einen an dem
zu paarenden Verbinder 14 vorgesehenen Freigabevorsprung 65 während des
Paarens der Verbinder bewirkt. Die Verbinder werden in Reaktion auf
die Drehung des Betätigungshebels
in Richtung des Pfeils "A" gepaart (d. h. der
zu paarende Verbinder 14 wird in Richtung des Pfeils "B" zu dem Betätigungsverbinder 12 hin
gezogen).
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7 zeigt,
dass der Betätigungshebel 22 in Richtung
des Pfeils "A" um den Schwenkzapfen 50 herum
in seine Funktions- oder vollständig
gepaarte Stellung geschwenkt worden ist. Der zu paarende Verbinder 14 ist
in Richtung des Pfeils "B" in seine vollständig gepaarte
Stellung gezogen worden, während
sich der Kurvenfolgevorsprung 58 über die gesamte Strecke zu
dem geschlossenen Ende 66 der in dem Betätigungshebel
vorgesehenen Kurvennut 56 hin bewegt hat. Wenn der Betätigungshebel
seine vollständig
gepaarte Stellung erreicht, schnappt ein am vorderen Rand des Kopfabschnitts 54 vorgesehener
Verrastungshaken 70 hinter eine Verrastungsschulter 72,
um den Betätigungshebel
in dessen Funktionsstellung und die Verbinder in ihrem vollständig gepaarten
Zustand zu halten, wie gezeigt ist. Um die Verbinder zu trennen,
wird der Verrastungshaken 70 aus der Anlage an der Verrastungsschulter 72 heraus
nach unten gedrückt,
und der Betätigungshebel 22 kann
zurück
in seine in 5 gezeigte funktionslose Stellung
geschwenkt werden, wodurch der zu paarende Verbinder 14 von
dem Betätiger 12 getrennt
werden kann, da sich der Kurvenfolgevorsprung 58 frei aus
der Mündung 60 der
Kurvennut 56 heraus bewegen kann.
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Aus
dem Vorstehenden wird verständlich, dass
der einzige Betätigungshebel 22 in
Zwischenlage zwischen gegenüberliegenden
Seiten 18 (1 und 2) des Gehäuses 16 des
Betätigungsverbinders
montiert ist. Dadurch ist der Betätigungshebel innerhalb einer
gegebenen Anordnung von Anschlusskontakten der Verbinder angeordnet,
wie sie durch die Kontaktaufnahmekanäle 24 und Anschlusskontakte 49 des
zu paarenden Verbinders angegeben ist. Anders ausgedrückt ist
der offene Bereich 46 (1), in welchem
der Betätigungshebel betätigt werden
kann, innerhalb der Anordnung von Anschlusskontakten angeordnet.
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Zu
diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dass der Betätigungshebel
im Allgemeinen auf der Belastungs-Mittellinie des Belastungsmusters der
Anschlusskontakte angeordnet wird. Anders ausgedrückt kann
es sein, dass, wenn nicht auf jeder der entgegengesetzten Seiten
des Betätigungshebels
die gleiche Anzahl von ähnlich
bemessenen und konfigurierten Anschlusskontakten angeordnet ist,
die Belastungs-Mittellinie nicht auf der geometrischen Mittellinie
der Verbinderanordnung liegt. Beispielsweise würde eine gleiche Anzahl von
größeren Leistungsanschlüssen auf
einer Seite des Betätigungshebels
größere Zusammenfügungs- oder
Paarungslasten als die gleiche Anzahl von kleineren Signalanschlüssen auf
der entgegengesetzten Seite des Betätigungshebels erfordern. Dies
würde ein
ungleiches Belastungsmuster, d. h. asymmetrisch zu der geometrischen
oder physikalischen Mittellinie des Verbinders, ergeben. In einem
solchen Fall wäre der
einzige Betätigungshebel
näher zu
der Seite der "hohen
Belastung" des Verbinders
hin als zu der Seite der "niedrigen
Belastung" des Verbinders
hin angeordnet. Anders ausgedrückt
wäre der
Betätigungshebel
im Allgemeinen auf der Belastungs-Mittellinie des Anschlusskontakt-Belastungsmusters
anstatt auf der physikalischen oder geometrischen Mittellinie der Verbinder
angeordnet. Bei der vorliegend dargestellten Ausführungsform
sind auf entgegengesetzten Seiten des Betätigungshebels Anschlusskontakte
in gleicher Anzahl vorhanden und die Anschlusskontakte weisen alle
im Wesentlichen die gleiche Größe und Konfiguration
auf, was zu im Wesentlichen gleichen einzelnen Eingriffslasten führt. Daher
ist der Betätigungshebel 22 vorliegend
auf der geometrischen Mittellinie der Verbinder angeordnet, welche
mit der Belastungs-Mittellinie der Anschlusskontakte zusammenfällt.
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Man
wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen
verkörpert
sein kann, ohne dass vom erfinderischen Gedanken oder den zentralen
Merkmalen derselben abgewichen wird. Die vorliegenden Beispiele
und Ausführungsformen sind
daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht als
einschränkend
zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die vorliegend angegebenen
Details beschränkt.