DE69217618T2

DE69217618T2 - Verbinder-Gehäuse mit verbesserter Verriegelung

Info

Publication number: DE69217618T2
Application number: DE69217618T
Authority: DE
Inventors: Richard Devone Hutchinson; Daines Milfred Self; Michael Paul Trull
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: EP0543604A2; US5382177A; DE69217618D1; KR930011335A; JPH05251135A; KR100262070B1; EP0543604B1; EP0543604A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Verriegelungsglieder, die mit einem elektrischen Verbindergehäuse verwendet werden. Insbesondere sind die Verriegelungsgl ieder so gestaltet, daß sie Beanspruchungskonzentrationspunkte eliminieren und dadurch die Möglichkeit eines Bruchs der Verriegelung minimieren.
Gehäuse für bestimmte elektrische Verbinder werden aus dielektrischem Kunststoffmaterial geformt und sind dazu bestimmt, an zusammenpassenden Verbindergehäusen befestigt zu werden, wenn die Verbinder in eine zusammenpassende Stellung bewegt worden sind, in welcher die entsprechenden Anordnungen von elektrischen Kontakten zusammengefügt werden, um elektrische Verbindungen zu vervollständigen. In einigen dieser Verbinder wird Hardware an den entsprechenden Gehäusen befestigt, um diese in ihrem zusammengefügten Zustand miteinander zu sichern, aber es ist erwünscht, daß die Gehäuse integrale Verriegelungsmittel haben. Integral geformte Verriegelungsarme sind längs gegenüberliegender Seiten des Gehäuses eines der Verbinder angeordnet und erstrecken sich nach vorn, um verriegelnd an entsprechenden Verriegelungsoberfiächen des Gehäuses des anderen Verbinders anzugreifen, wenn die Verbinder in eine zusammengefügte Stellung bewegt werden.
Verriegelungsarme, die zum Befestigen von Verbindern miteinander verwendet werden, sind aus US-A-4 867 700 bekannt, das auf den vorliegenden Patentinhaber übertragen wurde. Die Verriegelungsarme weisen rückwärtige Abschnitte auf, die verformbar sind, um die Verriegelungsarme zu entriegeln, wenn es erwünscht ist, die Verbinder zu trennen und auseinanderzunehmen, in welchem Fall man davon sprechen kann, daß die Verriegelungsarme gelenkig mit dem Gehäuse verbunden sind. Solche Verriegelungsarme unterliegen während des
Zusammenfügens und des Trennens der Verbinder einer Beanspruchung und einem Drehmoment, und die Gelenkverbindung muß stabil und dauerhaft sein, um vielen Zyklen des Zusammenfügens und Trennens zu widerstehen, wobei insbesondere zu beachten ist, daß die Gelenkverbindung aus Kunststoffmaterial geformt ist, das gewöhnlich mit der Zeit an Starke verliert, wenn es verformt und auch Temperaturschwankungen unterworfen wird. Es ist erwünscht, Gelenkverbindungen für Verriegelungsarme von Verbindergehäusen zu schaffen, die so ausgebildet sind, daß sie Beanspruchungen und Drehmoment widerstehen und doch flexibel sind, um viele Zyklen von Verformungen der Verriegelungsarme zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verbindergehäuse, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
Ein Verbindergehäuse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in US-A-4 944 693 offenbart.
Hier wird ein Verbindergehäuse beschrieben, das aus Kunststoffmaterial geformt ist und mit einem entsprechenden Verbindergehäuse zusammenfügbar ist. Das Verbindergehäuse hat an seinen gegenüberliegenden Seiten ein Paar von Verriegelungsarmen, die an ihren vorderen freien Enden entsprechende Verriegelungsglieder haben. Die Verriegelungsarme wirken mit Verriegelungsmitteln des entsprechenden Verbindergehäuses zusammen, um die Verbindergehäuse in einem zusammengefügten Zustand zu halten. Jeder Verriegelungsarm ist mit einer entsprechenden Seite des Gehäuses an einer Gelenkverbindung verbunden, die in einer gewählten Entfernung hinter dem vorderen freien Ende des Verriegelungsarms mit Abstand angeordnet ist. Die Gelenkverbindungen haben Mittelabschnitte mit ersten und zweiten Rippen, die einstückig (integral) an den Mittelabschnitten angebracht sind. Die ersten Rippen sind an ersten Enden der Mittelabschnitte angeordnet, und die zweiten Rippen sind an zweiten Enden der Mittelabschnitte angeordnet. Die ersten und zweiten Rippen erstrecken sich über die Seitenwände der Mittelabschnitte in einer Richtung hinaus, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse der Mittelabschnitte ist. Die Mittelabschnitte und die ersten und zweiten Rippen erstrecken sich zwischen den Verriegelungsarmen und dem Verbindergehäuse und sind einstückig damit verbunden.
Die Gestaltung der Gelenkverbindungen stellt sicher, daß, wenn Kräfte auf den Verriegelungsarm ausgeübt werden, die zugehörigen Beanspruchungen der Gelenkverbindung auf die ersten und zweiten Rippen verteilt werden, um einen Ausfall der Gelenkverbindung zu verhindern.
Es ist ein Gegenstand der Erfindung, eine Gelenkverbindung für jeden Verriegelungsarm eines Verbindergehäuses zu schaffen, die in der Lage ist, sich zu verbiegen, um eine Verformung des Verriegelungsarms während des Zusammenfügens und des Trennens des Verb inders mit und von einem dazu passenden Verbinder zu gestatten.
Es ist ein weiterer Gegenstand, daß eine solche Gelenkverbindung Beanspruchungen und Drehmoment Widerstand leistet und über viele Zyklen der Verformung des Verriegelungsarms dauerhaft ist, wodurch viele Zyklen des Zusammenfügens und des Trennens des Verbinders möglich sind.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindergehäuses, das ein Paar von daran mittels Gelenkverbindungen angebrachten Verriegelungsarmen hat;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Verbindergehäuse, wobei Teile der Verriegelungsarme im Querschnitt gezeigt sind, um die Gelenkverbindungen zu veranschaulichen, die die Verriegelungsarme mit dem Verbindergehäuse verbinden;
Fgi. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Verbindergehäuses und eines von dessen Verriegelungsarmen, der von dem Verbindergehäuse weggebrochen ist, um die Gelenkverbindung freizulegen;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Verriegelungsarms;
Fig. 5 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, ähnlich derjenigen von Fig. 3, des Verriegelungsarms, der von dem Gehäuse weggebrochen ist, um die Gelenkverbindung freizulegen;
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf das Verbindergehäuse, das mit einem dazu passenden Verbindergehäuse zusammengefügt ist; und
Fig. 7 ist eine Draufsicht, ähnlich der Fig. 6, des Verbindergehäuses und des daran angefügten Verbindergehäuses in dem zusammengefügten Zustand.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 6 und 7 weist eine bevorzugte Form einer Verbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Steckverbinder 4 und einen Buchsenverbinder 2 auf. Der Steckverbinder 4 weist einen Block 6 aus isolierendem Material, wie beispielsweise Nylon, auf und hat eine Fügefläche 8 und eine hintere Fläche 10. Eine Vielzahl von Kontaktaufnahmeöffnungen 12 erstreckt sich axial durch den Block von der hinteren Fläche zu der Fügefläche, und sie sind geeignet, Kontaktanschlüsse aufzunehmen, die auf Drähte aufgekrimpt sind. Der Steckerbinder 4 enthält Kontaktbuchsen, die geeignet sind, die vorspringenden Enden von Kontaktstiften aufzunehmen, die in dem Buchsenverbinder 2 der Verbinderanordnung enthalten sind.
Der Block 6 hat obere und untere Oberflächen 15, 17 und Seitenflächen 18, 20, an denen Verriegelungsarme 22 vorgesehen sind. Die Verriegelungsarme 22 sind allgemein flache, plattenartige Glieder, die einstückig mit den Seiten des Gehäuses an entsprechenden flexiblen einstückigen Gelenkverbindungen 19 angebracht sind, die etwa in der Mitte längs der Verriegelungsarme angeordnet sind. Jeder Verriegelungsarm 22 weist einen vorderen Abschnitt 34 auf, der in einem freien Ende 36 endet, das ein Verriegelungsglied 38 hat. Die vorderen Abschnitte 34 haben Nuten 23, die sich von der Nachbarschaft der Gelenkverbindungen 19 zu den Verriegelungsgliedern 38 erstrecken. Nach hinten weisende Schultern 25 sind an den Verbindungsstellen zwischen den Verriegelungsgliedern 38 und den Nuten 23 vorgesehen. Diese Schultern 25 sind geeignet, mit mit Widerhaken versehenen Enden 52 von Verriegelungsarmen 48 zusammenzuwirken, die an den entsprechenden Seiten der Buchse 2 angebracht sind, wie am besten in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Die Verriegelungsarme 22 weisen ferner hintere Abschnitte 42 auf, die sich von den Gelenkverbindungen 19 nach hinten erstrecken. Die hinteren Abschnitte 42 sind so gestaltet, daß sie es dem Benutzer gestatten, diese Abschnitte zu ergreifen und den Steckverbinder 4 von dem Buchsenverbinder 2 freizugeben, wie es noch vollständiger beschrieben wird.
Während des Zusammenfügens der Verbinder werden die Verriegelungsarme 22 nach außen verformt, während die Verriegelungsglieder 38 über die mit Widerhaken versehenen Enden 52 der Verriegelungsarme 48 gleiten, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Nach dem Zusammenfügen werden die Verriegelungsglieder 38 über die mit Widerhaken versehenen Enden 52 hinaus bewegt, so daß die Widerhakenenden 52 in den Nuten 23 angeordnet sind. In dieser Stellung wirken die Schultern 25 der Verriegelungsarme 22 mit Schultern 54 der Verriegelungsarme
48 zusammen, um ein unbeabsichtigtes Entriegeln zu verhindern, das durch Beanspruchungen oder Vibration verursacht wird, wenn die Verbinder sich in ihrem zusammengefügten Zustand befinden. Die dem Verb inder benachbarten Abschnitte der freien Enden 36 der Verriegelungsarme weisen vorzugsweise eine abgewinkelte Oberfläche 44 auf, um an abgewinkelten Oberflächen 56 der Widerhakenenden 52 anzugreifen und dagegen anzuliegen, um eine Verformung der Verriegelungsarme 22 nach außen einzuleiten. Während des Trennens sind die hinteren Riegelarmabschnitte 42 geeignet, aufeinander zu gedrückt zu werden, wobei die Verriegelungsarme 22 sich um ihre entsprechenden Gelenkverbindungen verdrehen, um die Verriegelungsglieder 38 von den Widerhakenenden 52 zu entriegeln, worauf der Steckverbinder 4 nach hinten weg von dem Buchsenverbinder 2 bewegt werden kann.
Jeder Verriegelungsarm 22 hat ein Paar von Gelenkverbindungen 19, wie am besten in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Jede Gelenkverbindung ist zu einer Verbiegung während der Verformung des Verriegelungsarms in der Lage. Zur Erleichterung der Erläuterung und des Verständnisses wird die detaillierte Beschreibung einer Gelenkverbindung gegeben. Jedoch sind alle Gelenkverbindungen identisch, und die gegebene detaillierte Erläuterung trifft für jede der Gelenkverbindungen zu.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 hat die Gelenkverbindung 19 einen schmalen Mittelabschnitt 60 mit verbreiterten Enden oder Rippen 62, 64, die einstückig daran an entsprechenden Enden angebracht sind. Die Rippen 62, 64 erstrecken sich von dem Mittelabschnitt 60 auf entsprechende Endflächen 66, 68 zu.
Im Querschnitt erstrecken sich die Rippen 62, 64 über die Seitenwände des Mittelabschnitts 60 hinaus, um der Gelenllverbindung die Gestalt eines "Hundeknochens" zu geben, wie am besten in Fig. 5 gezeigt ist. In dieser Gestaltung erstreckt sich die Längsachse jeder Rippe in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Mittelabschnitts ist.
Wie in den Figuren veranschaulicht ist, hat die Gelenkverbindung erste, mit Rad ien versehene Abschnitte A und zweite, mit Radien versehene Abschnitte B. Die Abschnitte A verbinden den Mittelabschnitt 60 mit den Rippen 62, 64, und die Abschnitte B sind an den Rippen 62, 64 benachbart zu den Endflächen 66, 68 vorgesehen.
Wie am besten in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, hat die Gelenkverbindung 19 auch mit Radien versehene Abschnitte C und D. Die Abschnitte C sind an dem Übergang zwischen dem Verriegelungsarm und der Gelenkverbindung vorgesehen. Die Abschnitte D sind an dem Übergang zwischen dem Gehäuse und der Gelenkverbindung vorgesehen. Jeder der mit Radien versehenen Abschnitte C und D erstreckt sich von der ersten Endfläche 66 der Gelenkverbindung zu der zweiten Endfläche 68. Die mit Radien versehenen Abschnitte C und D wirken daher zusammen mit und sind einstückig mit dem Mittelabschnitt 60 und den Rippen 62, 64.
Die Rippen 62, 64 und die mit Radien versehenen Abschnitte A, B, C und D sind vorgesehen, um die Beanspruchungen zu vermindern und zu verteilen, die mit der Funktion des Verriegelungsarms über die ganze Breite der Gelenkverbindung einhergehen. Die Verteilung der Beanspruchungen vermindert die Möglichkeit eines Bruchs der Gelenkverbindung und eliminiert eine Beanspruchungskonzentration der Gelenkverbindung.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben die mit Radien versehenen Abschnitte A und B einen Radius im Bereich von 0,0127 bis 0,0254 cm (0,005 bis 0,010 Zoll), und die mit Radien versehenen Abschnitte C und D haben einen Radius im Bereich von 0,03810 bis 0,0508cm (0,015 bis 0,020 Zoll). Die Rippen 62, 64 erstrecken sich über die Seitenwände des Mittelabschnittes um einen Abstand hinaus, der zwischen 0,0254 und 0,03810cm (0,010 bis 0,015 Zoll) liegt. Diese Gestaltung wird als optimal für den in den Zeichnungen veranschaulichten Verbinder angesehen.
Bei Verbindern dieser Art ist die Gelenkverbindung 19 verschiedenen Kräften unterworfen, einschließlich Auszugskräften und Verlagerungskräften. Die Auszugskräfte treten auf, wenn der Steckverbinder 4 von dem Buchsenverbinder 2 weg gezogen wird, ohne die Verriegelungsarme zu lösen. Diese Auszugskräfte haben eine axiale Komponente und eine zugehörige Drehkomponente. Die Verlagerungskräfte sind die Kräfte, die mit der Drehung der Verriegelungsarme von der Fügestellung zu der Trennstellung einhergehen. Sowohl die Auszugskräfte als auch die Verlagerungskräfte werden auf die Gelenkverbindung übertragen und veranlassen die Gelenkverbindung, beansprucht zu werden. Da jede Kraft unterschiedlich ist, variiert die Beanspruchungsverteilung an der Gelenkverbindung für jede Kraft. Infolgedessen muß die optimale Ausbildung für die Gelenllverbindung eine solche sein, die eine Flexibilität der Verbindung gestattet und die die verschiedenen Beanspruchungsverteilungen ohne Versagen bewältigen kann. Für den veranschaulichten Verbinder wurde diese optimale Ausbildung oben beschrieben.
Obwohl in dem offenbarten Ausführungsbeispiel eine optimale Gestaltung der Gelenkverbindung dargestellt ist, ist es wichtig festzuhalten, daß bei anderen Verbindern unterschiedliche optimale Bereiche anwendbar sein können. Jedoch würde die grundsätzliche Gestaltung der Gelenkverbindung nach Art eines "Hundeknochens" die gleiche bleiben.

Claims

1.Verbindergehäuse (4), das aus Kunststoffmaterial geformt ist und mit einem entsprechenden Verbindergehäuse (2) zusammenfügbar ist und das an seinen gegenüberliegenden Seiten ein Paar von Verriegelungsarmen (22) hat, die an ihren vorderen freien Enden entsprechende Verriegelungsglieder (23, 25, 34, 36, 38) haben, die mit entsprechenden Verriegelungsmitteln (48, 52, 54) des entsprechenden Verbindergehäuses verriegelbar sind, wobei die Verriegelungsarme mit entsprechenden Seiten (18, 20) des Gehäuses an Gelenkverbindungen (19) verbunden sind, die in einer gewählten Entfernung hinter den vorderen freien Enden der Verriegelungsarme (22) mit Abstand angeordnet sind, wobei die Gelenkverbindungen (19) Längsachsen haben, die im wesentlichen senkrecht zu den Verriegelungsarmen (22) sind und nach vorn weisende Abschnitte und nach hinten weisende Abschnitte haben, die sich in der Richtung der Längsachsen erstrecken und die Mittelabschnitte (60) mit ersten und zweiten Enden an gegenüberliegenden Seiten der Mittelabschnitte (60) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß erste Rippen (62) an den ersten Enden der Mittelabschnitte angeordnet sind und zweite Rippen (64) an den zweiten Enden der Mittelabschnitte angeordnet sind, wobei die Rippen (62, 64) einstückig damit verbunden sind, und daß die ersten und zweiten Rippen (62, 64) sich über Seitenwände der Mittelabschnitte (60) in einer Richtung hinaus erstrecken, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse der Mittelabschnitte (60) ist, und wobei die Mittelabschnitte (60) und die ersten und zweiten Rippen (62, 64) sich zwischen den Verriegelungsarmen (22) und dem Verbindergehäuse (4) erstrecken und einstückig damit verbunden sind, wodurch, wenn Kräfte auf die Verriegelungsarme (22) ausgeübt werden, die zugehörigen Beanspruchungen der Gelenkverbindungen (19) auf die ersten und zweiten Rippen (62, 64) verteilt werden, um einen Ausfall der Gelenkverbindungen (19) zu verhindern.

2. Verbindergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste abgerundete Abschnitte an der Gelenkverbindung (19) vorgesehen sind, wobei die ersten abgerundeten Abschnitte den Übergang zwischen der Gelenkverbindung und dem Verriegelungsarm (22) darstellen.

3. Verbindergehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zweite abgerundete Abschnitte an der Gelenkverbindung (19) vorgesehen sind, wobei die zweiten abgerundeten Abschnitte den Übergang zwischen der Gelenkverbindung (19) und dem Gehäuse (4) darstellen.

4. Verbindergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dritte abgerundete Abschnitte an der Gelenkverbindung (19) vorgesehen sind, wobei die dritten abgerundeten Abschnitte den Übergang zwischen dem Mittelabschnitt (60) und den ersten und zweiten Rippen (62, 64) darstellen.

5. Verbindergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vierte abgerundete Abschnitte an der Gelenkverbindung (19) vorgesehen sind, wobei die vierten abgerundeten Abschnitte an den ersten und zweiten Rippen (62, 64) benachbart zu Endoberflächen derselben vorgesehen sind.

6. Verbindergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius jeder der ersten abgerundeten Abschnitte zwischen 0,03810cm und 0,05080cm (0,015 Zoll und 0,020 Zoll) ist.

7. Verbindergehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius jedes der zweiten abgerundeten Abschnitte zwischen 0,03810cm und 0,05080cm (0,015 Zoll und 0,020 Zoll) ist.

8. Verbindergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius jedes der dritten und vierten abgerundeten Abschnitte zwischen 0,0127cm und 0,0254cm (0,005 Zoll und 0,010 Zoll) ist.

9. Verbindergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Rippen (62, 64) sich über die Seitenwände des Mittelabschnittes (60) um einen Abstand zwischen 0,0254cm und 0,03810cm (0,010 Zoll und 0,015 Zoll) hinaus erstrecken