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Bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beziehen sich im Allgemeinen auf eine
hebelbasierte Verbindungsbaugruppe zum In-Eingriff-bringen von Bauteilen,
die diesbezüglich einen
Widerstand entgegensetzen. Im Besonderen beziehen sich bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung auf eine Steckhilfsbaugruppe für das Verbinden
elektrischer Kontakte, die in getrennten Gehäusen enthalten sind.
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Bei
bestimmten Anwendungen erfordern elektronische Bauteile für die elektrische
Verbindung mehrerer elektrischer Kontakte eine Steckhilfsbaugruppe.
Die Steckhilfsbaugruppe umfasst ein erstes Steckverbindergehäuse, das
mehrere elektrische Kontakte enthält, und ein zweites Steckverbindergehäuse, das
die gleiche Zahl von elektrischen Kontakten enthält. Das eine Steckverbindergehäuse umfasst
elektrische Stiftkontakte, während
das andere Steckverbindergehäuse
elektrische Buchsenkontakte umfasst. Das erste Steckverbindergehäuse ist
für die
Aufnahme im zweiten Steckverbindergehäuse gestaltet. In dem Maße, wie
die Zahl der zu steckenden elektrischen Kontakte zunimmt, wird es
wegen der Reibung zwischen den elektrischen Steckkontakten schwierig,
die ineinander zu steckenden Steckverbindergehäuse vollständig miteinander zu verbinden.
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Eine
konventionelle Steckhilfsbaugruppe umfasst einen Hebel, der einen
Griff aufweist, und zwei Hebelarme, die sich von den Seitenwänden des ersten
Steckverbindergehäuses
aus erstrecken und längsseits
derselben gedreht werden. Das zweite Steckverbindergehäuse wird
auf das erste Steckverbindergehäuse
geschoben und umschließt
dasselbe bis zu einem Punkt, an dem die elektrischen Kontakte dem
weiteren Einstecken einen Widerstand entgegensetzen. Jeder Hebelarm
umfasst einen Nockenarm mit Einkerbungen. Die Zahnstangenzähne befinden
sich im zweiten Steckverbindergehäuse, wobei jeder Zahnstangenzahn
mit den Einkerbungen der Nockenarme korrespondiert. Während das
erste Steckverbindergehäuse
in das zweite Steckverbindergehäuse
eingeführt
wird, wird der Hebel in einer festen Position so ausgerichtet, dass
die Nockenarme für
den Eingriff in die Zahnstangenzähne
ausgerichtet werden.
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Indem
der Griff in einer ersten Richtung gedreht wird, greifen die Zahnstangenzähne und
Nockenarme ineinander ein und ziehen das erste Steckverbindergehäuse und
den Hebel nach unten in das zweite Steckverbindergehäuse, wodurch
die elektrischen Kontakte zusammengesteckt werden. Indem alternativ
dazu der Griff in einer zweiten Richtung gedreht wird, wird das
erste Steckverbindergehäuse nach
oben aus dem zweiten Steckverbindergehäuse gezogen, wodurch die elektrischen
Kontakte auseinander gezogen werden.
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Der
konventionelle elektrische Steckverbinder weist eine Reihe von Nachteilen
auf. Erstens wird das Hebelelement um einen langen Weg gedreht,
bevor die Nockenarme in die Zahnstangenzähne am Modulsteckverbinder
eingreifen. Deshalb muss das Hebelelement um neunzig Grad gedreht
werden, um die elektrischen Kontakte vollständig zu verbinden bzw. zu trennen.
Da sich das Hebelelement im Betrieb um neunzig Grad dreht, steht
das Hebelelement an bestimmten Stellen während des Ablaufs der Drehbewegung
ganz aufrecht und ist dann zu einer Vertikalachse parallel angeordnet.
Wenn das Hebelelement sich einer solchen aufrechten Ausrichtung befindet,
beansprucht die Steckhilfsbaugruppe viel Platz und somit ist diese
auf die Nutzung bei bestimmten elektronischen Anwendungen beschränkt, wo
der Platzbedarf keinen Einschränkungen
unterliegt. Deshalb wird eine Steckhilfsbaugruppe benötigt, die
ein Hebelelement aufweist, das sich zum Verbinden der elektrischen
Kontakte um einen kürzeren Weg
dreht und somit während
der Drehbewegung weniger Platz beansprucht.
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Zweitens
halten konventionelle elektrische Steckverbinder die Hebelelemente
nicht effektiv in der erforderlichen festen Position. Beispielsweise weisen
einige elektrische Steckverbinder in den Hebelarmen Öffnungen
auf, in die durchbiegbare Rastklinken, die sich von den Seitenwänden des
ersten Steckverbindergehäuses
aus nach außen
erstrecken, eingreifen und somit die Hebelarme halten. Wenn das
erste Steckverbindergehäuse
im zweiten Steckverbindergehäuse
positioniert wird, werden die Rastklinken nach innen in das erste
Steckverbindergehäuse
vorgespannt, um die Hebelarme aus der festen Position auszuklinken.
Die Hebelarme müssen
sich jedoch bezüglich
des ersten Steckverbindergehäuses
in einer abgesenkten Position befinden, damit die durchbiegbaren
Rastklinken in die Öffnungen
eingreifen. Um das erste Steckverbindergehäuse nach unten in das zweite
Steckverbindergehäuse zu
stecken, wird der Hebel nach oben zu einer aufrechten Position oberhalb
des ersten Steckverbindergehäuses
gedreht. Der Hebel beansprucht deshalb mehr Platz und wirkt sich
beim Verbinden der elektrischen Kontakte störend auf die umgebenden Bauteile
aus, was die Zahl der Bauteile begrenzt, mit denen der elektrische
Steckverbinder eingesetzt wird.
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Andere
elektrische Steckverbinder halten den Hebel in einer festen Position
fest, wobei die Hebelarme sich vom ersten Steckverbindergehäuse aus vor
der Einführung
in das zweite Steckverbindergehäuse
aufrecht erstrecken, so dass der Hebel zum Verbinden der elektrischen
Kontakte bezüglich
des ersten Steckverbindergehäuses
nach unten gedreht wird. Die Hebelarme umfassen Öffnungen neben den Nockenarmen,
in die die hervorstehenden Teile, die sich von den Seitenwänden des
ersten Steckverbindergehäuses
aus erstrecken, eingreifen und somit die Hebelarme halten. Wenn
das erste Steckverbindergehäuse
im zweiten Steckverbindergehäuse
positioniert wird, wird der Hebel mit einer Kraft gedrückt, die
notwendig ist, um die Öffnungen
von den hervorstehenden Teilen zu trennen, so dass der Hebel aus der
festen Position freigegeben wird. Die hervorstehenden Teile sind
jedoch klein und greifen nur in eine kleine Fläche der Hebelarme ein. Wenn
deshalb nur geringfügige
Kräfte
auf den Hebel ausgeübt
werden, werden die Hebelarme vorzeitig von den hervorstehenden Teilen
so freigegeben, dass sich der Hebel nicht länger in der festen Position
befindet. Die hervorstehenden Teile verschleißen auch schnell, so dass die
hervorstehenden Teile schließlich
nicht mehr in den Hebel eingreifen.
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Deswegen
besteht ein Bedarf an einem elektrischen Steckverbinder, mit dem
sich die obigen Probleme beseitigen lassen und der auf sonstige
Anliegen eingeht, die es bei der Ausführung nach dem Stand der Technik
gibt.
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Im
Patent
JP 06243927A wird
ein elektrischer Steckverbinder mit Steckhilfsbaugruppe nach dem
Stand der Technik des Typs offenbart, auf den oben im Allgemeinen
verwiesen wird und auf dem der Oberbegriff des Patentanspruches
1 basiert. Der Steckverbinder umfasst ein erstes und ein zweites Gehäuse mit
Kontakten sowie ein Hebelelement, das an der Außenseite von einem der Gehäuse montiert wird
und sich an hervorstehenden Teilen an beiden Gehäusen in Eingriff bringen lässt, um
die Gehäuse aufeinander
zu zu bewegen, während
das Hebelelement bei dieser Bewegung um 90° gedreht wird.
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Gemäß der Erfindung
wird ein elektrischer Steckverbinder bereitgestellt, der Folgendes
umfasst: ein erstes und ein zweites, zur Aufnahme von elektischen
Kontakten gestaltetes Gehäuse,
wobei das erste und das zweite Gehäuse so gestaltet sind, dass
sie miteinander steckbar sind, um korrespondierende elektrische
Kontakte zu verbinden, wobei das erste und das zweite Gehäuse zwischen
der Anfangs- und der Endposition verschiebbar sind; ein Hebelelement,
das in das erste und das zweite Gehäuse eingreift und das erste
und das zweite Gehäuse
zwischen der Anfangs- und der Endposition verschiebt, während das
Hebelelement über
einen Bewegungsbereich um eine Drehachse gedreht wird, wobei das
Hebelelement einen Nockenarm umfasst, der einen Drehzapfen aufweist,
der vom ersten Gehäuse
aufgenommen wird, und das Hebelelement eine erste und eine zweite
Nockenfläche
umfasst, die jeweils an dem ersten und dem zweiten Gehäuse anliegt;
und wobei das erste Gehäuse
einen Zapfenschlitz aufweist, der dazu dient, den Drehzapfen in Bezug
auf die Drehachse drehbar und verschiebbar zu halten, und das erste
Gehäuse
außerdem
ein erstes Eingriffsmittel aufweist, das an der ersten Nockenfläche anliegt,
und das zweite Gehäuse
ein zweites Eingriffsmittel aufweist, das an der zweiten Nockenfläche anliegt,
wobei das erste und das zweite Eingriffsmittel und die Nockenflächen zusammenwirken,
um das erste und das zweite Gehäuse
zwischen der Anfangs- und Endposition zu verschieben, während das
Hebelelement längs
des Bewegungsbereiches gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste und das zweite Eingriffsmittel jeweils eine erste und
eine zweite Zahnstange umfassen, die erste und die zweite Nockenfläche jeweils
eine erste und eine zweite Einkerbung umfassen und der Nockenarm
in einer U-förmigen
oder halbkreisförmigen Armraste
in einer Seitenwand des zweiten Gehäuses in der Anfangsposition
positioniert wird.
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Die
Erfindung wird jetzt nur als Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
seitliche, isometrische Darstellung einer Steckhilfsbaugruppe gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
auseinander gezogene, isometrische Darstellung der Steckhilfsbaugruppe
von 1 zeigt;
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3 eine
isometrische Darstellung eines Kabelsatzsteckverbinders zeigt, der
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde;
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4 eine
isometrische Darstellung eines Hebelelementes zeigt, das gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde;
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5 eine
isometrische Darstellung des Hebelelementes zeigt, das an den Kabelsatzsteckverbinder
montiert wurde;
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6 eine
isometrische Darstellung eines Modulsteckverbinders zeigt, der gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde;
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7 eine
seitliche, isometrische Darstellung der Steckhilfsbaugruppe in der
Endposition zeigt, bei der die elektrischen Kontakte vollständig zusammengesteckt
sind;
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8 eine
Steckhilfsbaugruppe zeigt, die gemäß einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde;
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9 eine
seitliche, isometrische Darstellung einer Steckhilfsbaugruppe von 8 in
der Endposition zeigt;
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10 eine
Seitenansicht einer Steckhilfsbaugruppe zeigt, die gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde.
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Die
vorangehende Zusammenfassung sowie die folgende detaillierte Beschreibung
von bestimmten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung lassen sich besser verstehen, wenn das
Lesen unter Betrachtung der beigefügten Zeichnungen erfolgt. Zum
Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung werden in den Zeichnungen
bestimmte Ausführungsformen
dargestellt. Es ist jedoch deutlich zu machen, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die Anordnungen und zweckdienlichen Mittel beschränkt ist, die
in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.
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1 zeigt
eine seitliche, isometrische Darstellung einer Steckhilfsbaugruppe 10,
die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde. Die Steckhilfsbaugruppe 10 umfasst
einen Kabelsatzsteckverbinder 18, der Kontakttaschen 12 aufweist,
die für
die Aufnahme von Paketen gestaltet sind, die Gruppen von elektrischen
Kontakten (nicht dargestellt) enthalten. Die Steckhilfsbaugruppe 10 umfasst
außerdem
einen Modulsteckverbinder 22, der elektrische Kontakte
(nicht dargestellt) enthält,
die für
das Zusammenstecken mit den elektrischen Kontakten im Kabelsatzsteckverbinder 18 gestaltet
sind. Wie in 1 dargestellt, ist der Kabelsatzsteckverbinder 18 teilweise
in den Modulsteckverbinder 22 eingeführt, und zwar bis zu einer
Anfangsbereitstellungsposition. Die Steckhilfsbaugruppe 10 umfasst
außerdem
ein Hebelelement 14, das an der Außenseite des Kabelsatzsteckverbinders 18 gehalten
wird und in den Modulsteckverbinder 22 eingreift. Das Hebelelement 14 lässt sich
in der Richtung des Pfeils A drehen, um den Kabelsatzsteckverbinder 18 aus
der Anfangsbereitstellungsposition zu einer Endposition (7)
zu verschieben. Während das
Hebelelement 14 in Richtung des Pfeils A gedreht wird,
drückt
es den Kabelsatzsteckverbinder 18 in Richtung des Pfeils
B nach unten in den Modulsteckverbinder 22 bis die elektrischen
Kontakte des Kabelsatzsteckverbinders 18 und des Modulsteckverbinders 22 vollständig zusammengesteckt
sind.
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2 zeigt
eine auseinander gezogene, isometrische Darstellung der Steckhilfsbaugruppe 10 von 1.
Das Hebelelement 14 umfasst ein Paar von mit einem Zwischenraum
angeordneten Nockenarmen 26, von denen jeder eine erste
und eine zweite Einkerbung, 30 und 34, aufweist,
die auf gegenüber liegenden
Seiten desselben angeordnet sind. Die Nockenarme 26 umfassen
auch zylindrische Drehzapfen 38, die sich von den Innenflächen derselben aus
erstrecken und zueinander zeigen. Die Drehzapfen 38 sind
längs einer
gemeinsamen Drehachse 42 ausgerichtet. In 2 ist
das Hebelelement 14 in einer nicht eingesteckten Position
ausgerichtet, wobei die Hebelarme 58 nur beispielhaft zu
einer Vertikalachse 24 in einem Winkel von dreißig Grad
ausgerichtet sind. Die Vertikalachse 24 erstreckt sich
parallel zur Richtung der Relativbewegung zwischen dem Kabelsatzsteckverbinder 18 und
dem Modulsteckverbinder 22. Der Kabelsatzsteckverbinder 18 umfasst dreieckige
erste Zahnstangen 48, die sich neben den ovalen Zapfenschlitzen 52 befinden,
die durch die Seitenwände 56 hindurch
ausgebildet sind. Der Modulsteckverbinder 22 umfasst viereckige
Seitenwände 72,
die als Armrasten 68 jeweils einen U-förmigen oder
halbkreisförmigen
Ausschnitt aufweisen. Die dreieckigen zweiten Zahnstangen 64 sind
auf einer Seite der Armrasten 68 ausgebildet, und zwar
direkt neben einer offenen Fläche 65 des
Modulsteckverbinders 22.
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Das
Hebelelement 14 wird in Richtung des Pfeils B (die auch
als die Lade- oder Bereitstellungsrichtung bezeichnet wird) nach
unten entfernbar in den Kabelsatzsteckverbinder 18 eingeführt, wo
es eine feste Position einnimmt, an der die Drehzapfen 38 in
den Zapfenschlitzen 52 aufgenommen werden und die ersten
Zahnstangen 48 in den ersten Einkerbungen 30 so
angeordnet sind, dass die Hebelarme 58 zur Vertikalachse 24 im
Allgemeinen in einem Winkel von dreißig Grad ausgerichtet sind.
Der Kabelsatzsteckverbinder 18 und das Hebelelement 14 werden
anschließend
in Richtung des Pfeils B verschiebbar in den Modulsteckverbinder 22 eingeführt, bis
die in 1 dargestellte Anfangsbereitstellungsposition
erreicht ist. Beim Vorliegen der Anfangsbereitstellungsposition
sind die Nockenarme 26 in den Armrasten 68 positioniert
und die zweiten Zahnstangen 64 sind in den zweiten Einkerbungen 34 positioniert.
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3 zeigt
eine isometrische Darstellung des Kabelsatzsteckverbinders 18,
der gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde. Der Kabelsatzsteckverbinder 18 ist
kastenförmig
ausgebildet und umfasst die gegenüber liegenden Seitenwände 56 und
die gegenüber
liegenden Stirnwände 76.
Nur als Beispiel dienend, kann sich eine Mittelwand 74 zwischen
den Seitenwänden 56 erstrecken,
um vierkantige Mehrfachkontakttaschen 12 zu definieren.
Die elektrischen Kontakte (nicht dargestellt) können in die Kontakttaschen 12 eingebracht
werden, und zwar entweder von einer Fläche 75 oder einem
hinteren Ende 73 des Kabelsatzsteckverbinders 18 aus.
Wenn der Kabelsatzsteckverbinder 18 verschiebbar in den
Modulsteckverbinder 22 (2) eingeführt wird,
greifen dessen elektrische Kontakte in die elektrischen Kontakte,
die sich im Modulsteckverbinder 22 befinden. Die äußere Begrenzung
des Kabelsatzsteckverbinders 18 ist kleiner als die innere
Begrenzung des Modulsteckverbinders 22, damit der Kabelsatzsteckverbinder 18 im
Modulsteckverbinder 22 positioniert werden kann.
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Die
Zapfenschlitze 52 sind ellipsenförmig, weisen die Innenwände 84,
die obere Wand 90 und die untere Wand 88 auf und
verlaufen längs
der Längsachse,
die sich zwischen der Fläche 75 und dem
hinteren Ende 73 erstreckt. Die Zapfenschlitze 52 umfassen
die Innenwände 84,
die gegenüberliegend
ausgerichtete Halteerhebungen 80 aufweisen, die sich nach
innen zueinander erstrecken. Die Drehzapfen 38 der Nockenarme 26 (2)
werden anfangs in einer unteren Position der Zapfenschlitze 52 zwischen
den Halteerhebungen 80 und den unteren Wänden 88 der
Zapfenschlitze 52 gehalten. Durch die Halteerhebungen 80 können sich
die Drehzapfen 38, während
sie in der unteren Position gehalten werden, frei drehen, bis der
Kabelsatzsteckverbinder 18 bis zur Anfangsbereitstellungsposition
in den Modulsteckverbinder 22 (2) eingeführt ist.
Während das
Hebelelement (1) in der Richtung des Pfeils A
gedreht wird, werden die Drehzapfen 38 über die Hebelwirkung in Richtung
des Pfeils C nach oben angehoben, bis sie zwischen die Halteerhebungen 80 gepresst
und zu einer oberen Position in den Zapfenschlitzen 52 zwischen
den Halteerhebungen 80 und der oberen Wand 90 verschoben
werden. Die Drehzapfen 38 können sich in der oberen Position frei
drehen.
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Die
Zapfenschlitze 52 sind zwischen den gegenüber liegenden,
ovalen, flexiblen Löchern 92 angeordnet.
Die flexiblen Löcher 92 erstrecken
sich durch die Seitenwände 56 hindurch
und sind mit ihrer Längsachse
parallel zur Längsachse
der Zapfenschlitze 52 ausgerichtet. Die schmalen, flexiblen Leisten 96 trennen
die Zapfenschlitze 52 und die flexiblen Löcher 92 voneinander.
Während
die Drehzapfen 38 der Nockenarme 26 (2)
nach oben in Richtung des Pfeils C von der unteren Position zu der oberen
Position gedrückt
werden, biegen die Drehzapfen 38 die Halteerhebungen 80 voneinander
weg nach außen.
Die flexiblen Leisten 96 biegen sich, in dem Maße, wie
die Halteerhebungen 80 voneinander weggebogen werden, in
entgegengesetzten Richtungen nach außen in die flexiblen Öffnungen 92.
Sobald die Drehzapfen 38 in eine obere Position 89 oberhalb
der Halteerhebungen 80 verschoben wurden, federn die flexiblen
Leisten 96 aus den flexiblen Öffnungen 92 so zueinander
zurück,
dass die Halteerhebungen 80 unter den jeweiligen Drehzapfen 38 in
einen nicht vorgespannten Zustand zurückgeführt werden.
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Die
ersten Zahnstangen 48 erstrecken sich von den Seitenwänden 56 aus,
gegenüberliegend voneinander,
nach außen
und sind längs
einer Seite der Zapfenschlitze 52 angeordnet. Die ersten
Zahnstangen 48 liegen hinsichtlich ihrer Ausrichtung im Allgemeinen
direkt neben einer Mitte der Innenwände 84. Jede der ersten
Zahnstangen 48 weist eine geneigte, obere und eine geneigte,
untere Fläche, 100 und 104,
auf, die in der jeweiligen ersten Einkerbung 30 der Nockenarme 26 (2)
aufgenommen werden, wenn das Hebelelement 14 (2)
am Kabelsatzsteckverbinder 18 montiert wird. Die oberen und
die unteren Flächen, 100 und 104,
liegen an den ersten Einkerbungen 30 an, wenn die Drehzapfen 38 sich
in den Zapfenschlitzen 52 in der unteren Position 87 befinden,
um die Hebelarme 58 in der festen Position zu halten, während der
Kabelsatzsteckverbinder 18 in den Modulsteckverbinder 22 bis
zur Anfangsbereitstellungsposition geladen wird. Während der
Kabelsatzsteckverbinder 18 von der Anfangsbereitstellungsposition
aus zur Endposition im Modulsteckverbinder 22 verschoben
wird, schieben sich die ersten Zahnstangen 48 in die Armrasten 68 des Modulsteckverbinders 22 (2).
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Die
Stirnwände 76 am
Kabelsatzsteckverbinder 18 umfassen außenseitige, vertiefte Teile 108,
die vertikal ausgerichtet sind und Halteleisten 112 aufweisen,
die auf den vertieften Teilen 108 seitlich quer verlaufen.
Während
der Kabelsatzsteckverbinder 18 in den Modulsteckverbinder 22 (2)
geschoben wird, werden die Halteleisten 112 an den oberen
und den unteren Halterastklinken, 116 und 118,
(6), die auf den Innenflächen der Stirnwände 132 des
Modulsteckverbinders 22 angeordnet sind, rastend in Eingriff
gebracht, wodurch der Kabelsatzsteckverbinder 18 gehalten
wird.
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4 zeigt
eine isometrische Darstellung des Hebelelementes 14, das
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde. Ein Griff 120 ist
mit den Hebelarmen 58 integral geformt, die wiederum mit
den Nockenarmen 26 geformt sind, und erstreckt sich senkrecht
zwischen denselben. Die ersten und die zweiten Einkerbungen, 30 und 34,
in den Nockenarmen 26 weisen die entgegengesetzt ausgerichteten,
oberen und unteren Zahnradflächen 124 und 128 bzw. 125 und 129 auf Die
ersten Einkerbungen 30 greifen in die ersten Zahnstangen 48 des
Kabelsatzsteckverbinders 18 (3) ein,
um das Hebelelement 14 vor der Einführung in den Modulsteckverbinder 22 in
der festen Position zu halten. Die ersten und die zweiten Einkerbungen, 30 und 34,
greifen in die ersten Zahnstangen 48 am Kabelsatzsteckverbinder 18 bzw.
die zweiten Zahnstangen 64 (2) am Modulsteckverbinder 22 ein,
während
das Hebelelement 14 zwischen seiner Anfangs- und seiner
Endposition gedreht wird.
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5 zeigt
eine isometrische Darstellung des an den Kabelsatzsteckverbinder 18 montierten Hebelelementes 14.
Das Hebelelement 14 wird am Kabelsatzsteckverbinder 18 angebracht,
indem die Hebelarme 58 so nach außen voneinander weg gebogen
werden, dass die Drehzapfen 38 (2) so lange
längs der
Seitenwände 56 des
Kabelsatzsteckverbinders 18 verschoben werden, bis die
Drehzapfen 38 in den Zapfenschlitzen 52 zwischen
den Halteerhebungen 80 (3) und den
unteren Wänden 88 (3)
umschlossen werden und die ersten Einkerbungen 30 die ersten
Zahnstangen 48 des Kabelsatzsteckverbinders 18 umschließen. Die
oberen und die unteren Zahnradflächen, 124 und 128,
der ersten Einkerbungen 30 liegen jeweils mit entsprechendem Widerstand
an den oberen und den unteren Flächen, 100 und 104,
der ersten Zahnstangen 48 so an, dass das Hebelelement 14 in
der festen Position gehalten wird, wobei die Hebelarme 58 im
Allgemeinen in einem Winkel von dreißig Grad zur Vertikalachse 24 stehen.
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Die
Zapfenschlitze 52 unterstützen das Halten des Hebelelementes 14 in
der festen Position, bevor der Kabelsatzsteckverbinder 18 in
den Modulsteckverbinder 22 (2) eingeführt wird.
Die Halteerhebungen 80 (3) halten
die Drehzapfen 38 (2) in den
Zapfenschlitzen 52 (3) in der
unteren Position 87 (3), was
verhindert, dass die Drehzapfen 38 in den Zapfenschlitzen 52 in
die obere Position 89 (3) verschoben
werden, wodurch die ersten Einkerbungen 30 aus den ersten
Zahnstangen 48 ausgerückt
würden
und das Hebelelement 14 sich aus der festen Position herausdrehen
würde.
Wenn sich das Hebelelement 14 in der festen Position befindet
und der Kabelsatzsteckverbinder 18 sich im Modulsteckverbinder 22 in
der Anfangsbereitstellungsposition befindet, werden die Nockenarme 26 so
ausgerichtet, dass die zweiten Einkerbungen 34 die zweiten
Zahnstangen 64 (2) des Modulsteckverbinders 22 aufnehmen.
Die zweiten Zahnstangen 64 und die zweiten Einkerbungen 34 werden
anschließend
ausgerichtet, damit sie ineinander greifen, wenn das Hebelelement 14 gedreht
wird, um den Kabelsatzsteckverbinder 18 von der Anfangsbereitstellungsposition
zu der Endposition zu verschieben.
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6 zeigt
eine isometrische Darstellung des Modulsteckverbinders 22,
der gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde. Die Seitenwände 72 werden
mit den Stirnwänden 132 integral
geformt und sind senkrecht zu denselben ausgerichtet. Die Seiten-
und die Stirnwände, 72 und 132,
sind mit einem Unterteil 134, das eine größere Begrenzung
als eine Begrenzung um die Seiten- und die Stirnwände, 72 und 132,
herum aufweist, integral geformt und erstrecken sich von demselben
aus. Das Unterteil 134 ist an eine elektronische Komponente
(nicht dargestellt), wie z.B. einem Funkgerät, montiert, wobei die Seiten-
und die Stirnwände, 72 und 132,
sich von der elektronischen Komponente aus erstrecken. Die innerhalb
des Modulsteckverbinders 22 angeordneten, elektrischen Kontakte
sind mit der elektronischen Komponente durch Kontaktschlitze (nicht
dargestellt) verbunden. Nachdem sich der Kabelsatzsteckverbinder 18 (3)
im Modulsteckverbinder 22 in der Endposition befindet,
sind die elektrischen Kontakte des Kabelsatz- und des Modulsteckverbinders, 18 und 22, ganz
zusammengesteckt.
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Die
Seitenwände 72 umfassen
die Armrasten 68, die in der Mitte derselben positioniert
sind. Die zweiten Zahnstangen 64 erstrecken sich an den
ersten Seiten längs
einer Oberkante 138 der Seitenwände 72 bis in die
Armrasten 68. Die zweiten Zahnstangen 64 weisen
geneigte, obere und untere Flächen, 142 und 146,
auf, die an den zweiten Einkerbungen 34 an den Nockenarmen 26 (4)
anliegen. Wenn die Nockenarme 26 gedreht werden, um den
Kabelsatzsteckverbinder 18 in die Endposition zu bringen, greifen
die zweiten Zahnstangen 64, wie nachstehend beschrieben,
mit entsprechendem Widerstand in die zweiten Einkerbungen 34 ein,
um den Kabelsatzsteckverbinder 18 nach unten in den Modulsteckverbinder 22 zu
ziehen, so dass die Nockenarme 26 und die ersten Zahnstangen 48 in
den Armrasten 68 positioniert werden. Die ersten Zahnstangen 48 und die
zweiten Zahnstangen 64 werden jeweils am Kabelsatzsteckverbinder 18 und
am Modulsteckverbinder 22 so positioniert, dass nachdem
sich der Kabelsatzsteckverbinder 18 in der Endposition
befindet, die ersten Zahnstangen 48 und die zweiten Zahnstangen 64 in
den Armrasten 68 längs
der gegenüber liegenden
Seitenwände 150 angeordnet
sind. Somit ermöglicht
die Ausrichtung der ersten Zahnstangen 48 und der zweiten
Zahnstangen 64 im Kabelsatzsteckverbinder 18 bzw.
im Modulsteckverbinder 22 es dem Kabelsatzsteckverbinder 18,
dass er mit einer korrekten Ausrichtung in den Modulsteckverbinder 22 eingeführt werden
kann.
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Die
Stirnwände 132 umfassen
die oberen und die unteren Halterastklinken, 116 und 118,
die an den Halteleisten 112 des Kabelsatzsteckverbinders 18 (3)
rastend in Eingriff gebracht werden und dieselben halten. Während der
Kabelsatzsteckverbinder 18 in den Modulsteckverbinder 22 bis
zur Anfangsbereitstellungsposition abgesenkt wird, werden die Halteleisten 112 über die
oberen Halterastklinken 116 rastend in die Öffnungen 122 zwischen
den oberen und den unteren Halterastklinken, 116 und 118, verschoben.
Die oberen und die unteren Halterastklinken, 116 und 118,
halten somit die Halteleisten 112 und den Kabelsatzsteckverbinder 18 in
der Anfangsbereitstellungsposition. Während der Kabelsatzsteckverbinder 18 von
der Anfangsbereitstellungsposition aus zur Endposition verschoben
wird, werden die Halteleisten 112 rastend an den unteren Halterastklinken 118 vorbei
und unter dieselben geschoben. Wenn der Kabelsatzsteckverbinder 18 aus dem
Modulsteckverbinder 22 entfernt wird, werden die Halteleisten 112 rastend über die
unteren und die oberen Halterastklinken, 118 und 116,
zurückgeschoben.
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Jetzt
wird wieder auf 1 Bezug genommen, in der sich
der Kabelsatzsteckverbinder 18 in der Anfangsbereitstellungsposition
befindet, wobei das Hebelelement 14 in der festen Position
aufrecht steht. Die ersten Zahnstangen 48 greifen in die
ersten Einkerbungen 30 an einem ersten Kontaktpunkt 156 ein,
der von der Drehachse 42 durch einen Teilkreishalbmesser
D1 getrennt ist und die zweiten Zahnstangen 64 greifen
in die zweiten Einkerbungen 34 an einem zweiten Kontaktpunkt 160 ein,
der von der Drehachse 42 durch einen Teilkreishalbmesser D2
getrennt ist. Nur beispielhaft ist D1 gleich D2.
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Um
den Kabelsatzsteckverbinder 18 in die Endposition zu verschieben
und die elektrischen Kontakte zusammenzustecken, wird das Hebelelement 14 in
Richtung des Pfeils A um die Drehachse 42 gedreht, beispielsweise
um ungefähr
sechzig Grad, bis die Hebelarme 58 auf den Oberkanten 138 des
Modulsteckverbinders 22 senkrecht zur Vertikalachse 24 aufliegen.
Während
das Hebelelement 14 in der Richtung des Pfeils A gedreht
wird, drücken
einerseits die oberen Zahnradflächen 124 der
ersten Einkerbungen 30 in Richtung des Pfeils J auf die
oberen Flächen 100 der
ersten Zahnstangen 48 und andererseits die unteren Zahnradflächen 129 der
zweiten Einkerbungen 34 in Richtung des Pfeils K auf die unteren
Flächen 146 der
zweiten Zahnstangen 64. Da die oberen Zahnradflächen 124 und
die oberen Flächen 100 aneinander
anliegen, drücken
die unteren Zahnradflächen 129 der
zweiten Einkerbungen 34 in Richtung des Pfeils K auf die
unteren Flächen 146 der
zweiten Zahnstangen 64. Der Doppelkontakt zwischen den
ersten Einkerbungen 30 und den ersten Zahnstangen 48 sowie
den zweiten Einkerbungen 34 und den zweiten Zahnstangen 64 zieht
die Nockenarme 26 in die Armrasten 68 und zieht
somit zum Zusammenstecken der elektrischen Kontakte den Kabelsatzsteckverbinder 18 mit
ausreichend Kraft in den Modulsteckverbinder 22.
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7 zeigt
eine seitliche, isometrische Darstellung der Steckhilfsbaugruppe 10 in
der Endposition, bei der die elektrischen Kontakte zusammengesteckt
sind. Die Nockenarme 26 und die ersten Zahnstangen 48 sind
in den Armrasten 68 positioniert, wobei die oberen Zahnradflächen 124 der
ersten Einkerbungen 30 an den oberen Flächen 100 der ersten Zahnstangen 48 anliegen
und die unteren Zahnradflächen 129 der
zweiten Einkerbungen 34 an den unteren Flächen 146 der
zweiten Zahnstangen 64 anliegen. Die Hebelarme 58 sind
senkrecht zur Vertikalachse 24 ausgerichtet, könnten aber
eine andere Winkelausrichtung aufweisen. Um die elektrischen Kontakte
zu trennen und den Kabelsatzsteckverbinder 18 zur Anfangsbereitstellungsposition
zurückzubringen,
wird das Hebelelement 14 in der Richtung des Pfeils S um
die Drehachse 42 gedreht. Während das Hebelelement 14 in
der Richtung des Pfeils S gedreht wird, drücken einerseits die unteren
Zahnradflächen 128 der
ersten Einkerbungen 30 in Richtung des Pfeils T auf die
unteren Flächen 104 der
ersten Zahnstangen 48 und andererseits die oberen Zahnradflächen 125 der
zweiten Einkerbungen 34 in Richtung des Pfeils Q auf die
oberen Flächen 142 der zweiten
Zahnstangen 64. Die Kraft, die zwischen den ersten bzw.
den zweiten Einkerbungen, 30 bzw. 34, und den
ersten bzw. den zweiten Zahnstangen, 48 bzw. 64,
ausgeübt
wird, ist ausreichend, um die Haftreibung der zusammengesteckten,
elektrischen Kontakte zu überwinden
und den Kabelsatzsteckverbinder 18 aus dem Modulsteckverbinder 22 heraus
und in Richtung des Pfeils C nach oben in die Anfangsbereitstellungsposition
anzuheben.
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Jetzt
wird wieder auf 1 Bezug genommen. Nachdem sich
der Kabelsatzsteckverbinder 18 in der Anfangsbereitstellungsposition
befindet, befinden sich die Drehzapfen 38 (2)
in den Zapfenschlitzen 52 (3) in der
unteren Position 87 (3). Während der
Kabelsatzsteckverbinder 18 im Modulsteckverbinder 22 von
der Anfangsbereitstellungsposition aus zur Endposition verschoben
wird, drehen sich die Drehzapfen 38 in der unteren Position 87 (3)
um die Drehachse 42. Während
das Hebelelement 14 in der Richtung des Pfeils A gedreht wird,
werden die Drehzapfen 38 in Richtung des Pfeils C vertikal
nach oben zwischen die Halteerhebungen 80 (3)
und in die obere Position 89 (3) verschoben.
Die Drehzapfen 38 drehen sich in der oberen Position 89 so
lange weiter um die Drehachse 42, bis sich der Kabelsatzsteckverbinder 18 in
der Endposition befindet.
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Wenn
alternativ dazu der Kabelsatzsteckverbinder von der Endposition
aus zur Anfangsbereitstellungsposition verschoben wird, werden die
Drehzapfen 38, wenn das Hebelelement 14 in der
Richtung des Pfeils S gedreht wurde, von der oberen Position 89 aus
zur unteren Position 87 (3), d.h.
in Richtung des Pfeils B vertikal nach unten, verschoben.
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Somit
verkürzen
die ersten Zahnstangen 48 und die ovalen Zapfenschlitze 52 (3)
wesentlich den Weg, den das Hebelelement 14 gedreht werden muss,
um den Kabelsatzsteckverbinder 18 zwischen der Anfangs-
und der Endposition zu verschieben. Damit beispielsweise, in 1,
der Kabelsatzsteckverbinder 18 sich ohne die erste Zahnstange 48 vertikal
bis zur Endposition bewegt, müsste
das Hebelelement 14 einen längeren Weg in der Richtung
des Pfeils A gedreht werden, während
die zweiten Einkerbungen 34 in die zweiten Zahnstangen 64 eingreifen, um
den Kabelsatzsteckverbinder 18 in den Modulsteckverbinder 22 zu
ziehen. Zusätzlich
ermöglichen die
Drehzapfen 38 (2), die vertikal in den Zapfenschlitzen 52 laufen,
dass die zweiten Zahnstangen 64 den Teilkreisdurchmesser
D2 so aufrechterhalten, dass die zweiten Einkerbungen 34 während des
gesamten Ablaufs der Drehbewegung eng an den zweiten Zahnstangen 64 anliegen.
Dadurch, dass sich die Drehzapfen 38 in die obere Position 89 (3)
verschieben können
und somit den Teilkreisdurchmesser D2 aufrechterhalten, bleiben
die zweiten Zahnstangen 64 während des Ablaufs der Drehbewegung
in festem Kontakt mit den zweiten Rasten 34, so dass die
Rasten 30 die ersten Zahnstangen 48 nach unten
drücken
und somit die Kabelsatzsteckverbinder 18 in die Endposition
drücken.
Die ersten Zahnstangen 48 und die Zapfenschlitze 52 arbeiten deshalb
so zusammen, dass das Hebelelement 14 um einen verkürzten Weg
gedreht wird, um den Kabelsatzsteckverbinder 18 um den
gleichen vertikalen Weg zur Endposition zu verschieben.
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Außerdem kann
die Konstruktion aus Drehzapfen 38 und Zapfenschlitz 52 durch
sonstige Gebilde, die vergleichbare mehrdimensionale Bewegungsbereiche,
wie z.B. ein Lager und ein Drehgestell, oder eine sonstige mehrdimensionale
Kopplung unterstützen,
ersetzt werden.
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10 zeigt
eine Seitenansicht einer Steckhilfsbaugruppe 180, die gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde. Die Nockenarme 26 des
Hebelelementes 14 umfassen die Zapfenschlitze 52.
Die Zapfenschlitze 52 nehmen die Drehzapfen 38 auf,
die sich von den Seitenwänden 56 des
Kabelsatzsteckverbinders 18 aus nach außen erstrecken. Wenn der Kabelsatzsteckverbinder 18 sich
in der Anfangsbereitstellungsposition befindet, befinden sich die
Drehzapfen 38 in einer oberen Position 89, wobei
sie an den oberen Wänden 90 der
Zapfenschlitze 52 anliegen. Während das Hebelelement 14 in
der Richtung des Pfeils A um die Drehachse 42 gedreht wird
und die ersten Einkerbungen 30 und die zweiten Einkerbungen 34 jeweils
in die ersten Zahnstangen 48 und zweiten Zahnstangen 64 eingreifen,
werden die Drehzapfen 38 in den Zapfenschlitzen 52 zu
einer unteren Position 87 verschoben, wobei sie an den
unteren Wänden 88 der
Zapfenschlitze 52 anliegen. Wie bei der vorherigen Ausführungsform
gestatten die Zapfenschlitze 52 den Drehzapfen 38 in
denselben so zu laufen, dass die zweiten Einkerbungen 34 mit den
zweiten Zahnstangen 64 in Kontakt bleiben. Die Nockenarme 26 der
Steckhilfsbaugruppe 180 können auch, wie in 3 dargestellt,
die Halteerhebungen 80 und die flexiblen Öffnungen 92 umfassen,
um die Drehzapfen 38 in der oberen Position 89 so
zu halten, dass die ersten Einkerbungen 30 die ersten Zahnstangen 48 umschließen, um
das Hebelelement 14 in der festen Position zu halten.
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8 zeigt
eine Steckhilfsbaugruppe 200, die gemäß einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt wurde. Die Steckhilfsbaugruppe 200 ist
im Allgemeinen mit der Steckhilfsbaugruppe 10 von 1 vergleichbar,
außer dass
die zweiten Zahnstangen 64 auf der gegenüber liegenden
Seite der Armrasten 68 positioniert sind und die ersten
Zahnstangen 48 auf der gegenüber liegenden Seite der Zapfenschlitze 52 positioniert sind.
Deshalb greifen, wenn sich der Kabelsatzsteckverbinder 18,
wie dargestellt, in der Anfangsbereitstellungsposition befindet,
die ersten Einkerbungen 30 in die zweiten Zahnstangen 64 ein
und die zweiten Einkerbungen 34 in die ersten Zahnstangen 48 ein, so
dass das Hebelelement 14 in einer festen Position gehalten
wird, in der die Hebelarme 58 senkrecht zur Vertikalachse 24 stehen.
Das Hebelelement 14 wird in Richtung des Pfeils S um die
Drehachse 42 gedreht, um den Kabelsatzsteckverbinder 18 in
die Endposition zu verschieben. Während das Hebelelement 14 in
der Richtung des Pfeils S gedreht wird, drücken die oberen Zahnradflächen 125 der
zweiten Einkerbungen 34 in Richtung des Pfeils Q auf die oberen
Flächen 100 der
ersten Zahnstangen 48 und die unteren Zahnradflächen 128 der
ersten Einkerbungen 30 in Richtung des Pfeils 7 auf
die unteren Flächen 146 der
zweiten Zahnstangen 64, so dass der Kabelsatzsteckverbinder 18 in
Richtung des Pfeils B nach unten in den Modulsteckverbinder 22 gezogen
wird.
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9 zeigt
eine seitliche, isometrische Darstellung der Steckhilfsbaugruppe 200 von 8 in der
Endposition. Das Hebelelement 14 wurde in Richtung des
Pfeils S um die Drehachse 42 gedreht, so dass die Hebelarme 58 im
Allgemeinen in einem Winkel von dreißig Grad zur Vertikalachse 24 stehen. Um
den Kabelsatzsteckverbinder 18 zurück zur Anfangsbereitstellungsposition
zu verschieben, wird das Hebelelement 14 in Richtung des
Pfeils A um die Drehachse 42 gedreht. Wie bei der Ausführungsform von 1,
wirken die ersten Zahnstangen 48, die Zapfenschlitze 52 (3)
und die zweiten Zahnstangen 64 zur Verkürzung des Drehweges des Hebelelementes 14 zusammen,
um den Kabelsatzsteckverbinder 18 zwischen der Anfangs-
und der Endposition zu verschieben. Bei der Ausführungsform in den 8 und 9 sind
die ersten und die zweiten Zahnstangen, 48 und 64,
so ausgerichtet, dass das Hebelelement 14 zum Verbinden
der elektrischen Kontakte von einer Position, in der die Hebelarme 58 senkrecht
zur Vertikalachse 24 stehen, zu einer Position, in der
die Hebelarme 58 in einem Winkel von dreißig Grad
zur Vertikalachse 24 stehen, verschoben wird.
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Die
Steckhilfsbaugruppen der unterschiedlichen Ausführungsformen bieten mehrere
Vorteile. Die Halteerhebungen der Zapfenschlitze halten die Drehzapfen
in der unteren Position, so dass die ersten Einkerbungen der Nockenarme
in die ersten Zahnstangen eingreifen, um das Hebelelement vor der
Einführung
des Kabelsatzsteckverbinders in den Modulsteckverbinder in einer
festen Position zu halten. Deshalb werden die Nockenarme ordnungsgemäß für die zweiten
Zahnstangen ausgerichtet, damit sie in die zweiten Einkerbungen
eingreifen, wenn sich der Kabelsatzsteckverbinder in der Anfangsbereitstellungsposition
im Modulsteckverbinder befindet.
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Die
ersten Zahnstangen werden positioniert, um in den ersten Einkerbungen
zu bleiben, während das
Hebelelement gedreht wird, so dass die ersten Zahnstangen während der
Drehbewegung des Hebelelementes vollständig an den ersten Einkerbungen
anliegen, während
die Zapfenschlitze den Nockenarmen gestatten, sich vertikal zu verschieben, um
den Kontakt zwischen den zweiten Einkerbungen und den zweiten Zahnstangen
aufrechtzuerhalten. Somit dreht sich das Hebelelement zum Verbinden der
elektrischen Kontakte halb so weit als wenn keine ersten Zahnstangen
an den Nockenarmen im Eingriff stünden und den Drehzapfen nicht
gestattet würde, sich
vertikal in den Zapfenschlitzen zu verschieben. Weil sich das Hebelelement
zum Verbinden der elektrischen Kontakte um einen kürzeren Weg
dreht, beansprucht die Steckhilfsbaugruppe weniger Platz und lässt sich
bei einer größeren Vielzahl
von elektronischen Anwendungen einsetzen. Wenn das Hebelelement
beispielsweise zum Verbinden der elektrischen Kontakte anstelle
der neunzig Grad, die bei einer typischen Steckhilfsbaugruppe erforderlich
sind, um sechzig Grad gedreht wird, steht das Hebelelement, wenn
sich der Kabelsatzsteckverbinder in der Anfangsbereitstellungsposition
befindet, erst in einem Winkel von dreißig Grad zur Vertikalachse
anstelle parallel zur Vertikalachse angeordnet zu sein und nimmt
somit weniger Platz in Anspruch.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen
beschrieben wurde, wird der Fachmann einsehen, dass zahlreiche Änderungen
vorgenommen und Äquivalente
ersetzt werden können,
ohne dass vom Schutzbereich der Erfindung, gemäß den Patentansprüchen, abgewichen wird.
Zusätzlich
lassen sich viele Abwandlungen vornehmen, um eine spezielle Situation
oder einen besonderen Werkstoff an die Lehren der Erfindung anzupassen,
ohne dass von deren Schutzbereich abgewichen wird. Es ist deshalb
vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die spezielle, offenbarte
Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, die unter
den Schutzbereich der beigefügten
Patentansprüche
fallen.