Verbinderanordnung
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbinderbaugruppe der Art, umfassend einen
Verbinderkörper und eine Kupplungsmutter, welche rückseitig auf den Verbinderkörper
aufgeschraubt ist, wobei die Kupplungsmutter eine Komponente trägt, welche relativ
zur Kupplungsmutter drehbar ist, die drehbare Komponente an ihrem vorderen Ende
Verriegelungszähne zum Eingriff mit Verriegelungszähnen am Verbinderkörper
aufweist, um eine Relativdrehung zwischen dem Verbinderkörper und der drehbaren
Komponente zu verhindern.
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Wo eine Verbinderbaugruppe unter Bedingungen benutzt wird, welche Vibrationen oder
anderen Kräften unterworfen sind, die dazu tendieren, die beiden Teile der Baugruppe
voneinander zu trennen, ist es für die Baugruppe wünschenswert, eine Form von Mittel
zum Verriegeln der beiden Teile miteinander aufzuweisen. Ein Beispiel einer
Verbinderbaugruppe, welche Mittel zum Widerstehen eines Entkoppelns aufweist, ist in
der EP 0 428 353 beschrieben. Diese Baugruppe weist eine Verriegelungsmutter auf,
welche zum Entkuppeln eine größere Kraft benötigt als zum Kuppeln. Die US
4,990,101 beschreibt einen Verbinder mit einer aufklippbaren Abdeckung, welche,
wenn in Eingriff, die Mutter mit dem Körper verbindet. Die EP 0 441 683 beschreibt
einen Fluidverbinder mit einer Muffe, welche zum Eingriff mit Mutterfomationen an
zwei Teilen des Verbinders verschoben werden kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Form einer elektrischen
Verbinderbaugruppe bereitzustellen, welche die Gefahr der Trennung der beiden Teile
der Baugruppe vermindert. Der Ausdruck Verbinder wird verwendet, um irgendeine
Vorrichtung zu erfassen, welche mit einem Kabel oder ähnlichem verbunden ist oder
zur Herstellung einer solchen Verbindung dient.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verbinderbaugruppe der oben genannten
Art bereitgestellt, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kupplungsmutter und die
drehbare Komponente jeweils eine Oberflächenformation aufweisen, daß die Baugruppe
einen Verriegelungsring mit einer Oberflächenformation umfaßt, welche zum
Zusammenwirken mit der Oberflächenformation der Kupplungsmutter und der
drehbaren Komponente geformt ist und daß der Verriegelungsring längs der Baugruppe
zwischen einer ersten Stellung, bei welcher die Oberflächenformation des
Verriegelungsrings mindestens außer Eingriff mit der Oberflächenformation entweder
der Kupplungsmutter oder der drehbaren Komponente steht, um eine Drehung der
Kupplungsmutter relativ zur drehbaren Komponente zu ermöglichen und einer zweiten
Stellung verschiebbar ist, bei welcher die Oberflächenformation des Verriegelungsrings
in Eingriff mit den Oberflächenformationen sowohl der Kupplungsmuttern als auch der
drehbaren Komponente steht, um eine Drehung der Kupplungsmutter relativ zur
drehbaren Komponente zu verhindern und hierbei die Kupplungsmutter über die in
Eingriff stehenden Verriegelungszähne der drehbaren Komponente relativ zum
Verbindungskörper verriegelt.
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Die Oberflächenformationen können Nuten sein. Die Baugruppe umfaßt bevorzugt ein
elastisches Teil, das der Verschiebung des Verriegelungsrings längs der Baugruppe
widersteht. Der Verriegelungsring kann aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Die
Baugruppe kann ein Elastomerteil in Kontakt mit dem Verriegelungsring umfassen, um
Vibrationen des Verriegelungsrings zu absorbieren. Die drehbare Komponente kann
eine Kabelklammer sein.
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Baugruppen für elektrische Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung werden nunmehr
beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben in
welchen:
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Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Baugruppe ist;
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Fig. 2 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Baugruppe ist;
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Fig. 3 und 4 im Schnitt dargestellte Seitenansichten einer alternativen Baugruppe
in einer entriegelten bzw. einer verriegelten Stellung sind;
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Fig. 5 und 6 teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansichten einer weiteren
alternativen Baugruppe in verriegelter bzw. entriegelter Stellung sind;
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Fig. 7 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Teils einer
modifizierten Baugruppe im verriegelten Zustand ist und
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Fig. 8 ein Querschnitt durch die Baugruppe in Fig. 7 längs der Linie VII ist.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 umfaßt die Baugruppe eine aufnehmende
Buchsenkomponente 1 und eine männliche Steckerkomponente 2, welche mit der
Buchsenkomponente gepaart werden kann und mittels eines Verriegelungsrings 3
zusammen verriegelt werden können.
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Die aufnehmende Buchsenkomponente 1 ist am vorderen Ende eines elektrischen
Kabels 10 montiert und umfaßt einen inneren elektrisch isolierenden Körper 11, welcher
eine Anzahl von elektrischen Buchsen 12 trägt. Die Buchsen 12 sind elektrisch mit
einzelnen Drähten 13 verbunden, welche sich im Kabel 10 erstrecken. Der Isolierkörper
11 ist fest in einer äußeren Metallhülse 14 von im wesentlichen zylindrischer Form
montiert. An ihrem vorderen Ende weist die Hülse 14 ein äußeres Schraubgewinde 15
auf, welches sich nach rückwärts zu einem Flansch 16 erstreckt, welcher um die äußere
Oberfläche der Hülse übersteht. Der Flansch weist Nuten 17 oder ähnliche
Oberflächenformationen um seine Peripherie herum auf.
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Die männliche Steckerkomponente 2 ist am hinteren Ende eines Kabels 20 montiert und
umfaßt einen inneren, elektrisch isolierenden Körper 21, der eine Anzahl von
elektrischen Steckerelementen 22 trägt, welche in Flucht mit den Buchsen 12 der
Buchsenkomponente 1 angeordnet sind. Die Steckerelemente 22 sind elektrisch mit
(nicht dargestellten) entsprechenden Drähten verbunden, die sich längs des Kabels 20
erstrecken. Der Isolierkörper 21 wird fest in einer inneren Metallmuffe 23 getragen, die
ihrerseits eine äußere Metallhülse 24 trägt, welche längs der inneren Muffe 23
verschiebbar ist. An ihrem hinteren, rechten Ende weist die äußere Hülse 24 ein
Innenschraubgewinde 25 auf, das angepaßt ist, um in das Schraubgewinde 15 der Hülse
14 der Buchsenkomponente 1 einzugreifen. Ein genuteter Flansch 26 steht um die
äußere Oberfläche der Hülse 24 an ihrem rechtseitigen Ende vor. Der
Außendurchmesser des Flanschs 26 und die Form seiner Nuten 27 sind gleich wie die
Nuten 17 am Flansch 16 der Steckerkomponente 1. Vier Federklauen 28 stehen von der
Hülse 24 etwa in der Mitte ihrer Länge über und sind um den Umfang der Hülse herum
gleichmäßig angeordnet.
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Der Verriegelungsring 3 besteht bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial und weist eine
im wesentlichen zylindrische Form auf, und ist auf der Hülse 24 der Steckereinheit 2
montiert, so daß er längs ihrer Länge verschoben werden kann. Ein genuteter Bereich 30
erstreckt sich um die Innenseite des Rings 3 am rechten Ende und ist im Eingriff mit
dem genuteten Flansch 26 an der äußeren Hülse 24, so daß eine Drehung des Rings
relativ zur äußeren Hülse verhindert ist. Die Länge des genuteten Bereichs 30 an der
Innenseite des Verriegelungsrings beträgt etwa das zweifache derjenigen des Flanschs
26, so daß der Ring rückwärts nach rechts gleiten kann. Zwei Nuten 31 und 32
erstrecken sich um die Innenseite des Verriegelungsrings 3 und bewirken eine
Begrenzung der Längsverschiebung des Rings, wenn er durch die Federklauen 28 in
Eingriff steht. Wenn der Ring sich in seiner in Fig. 2 gezeigten vorderen Stellung
befindet, in vollem Ausmaß nach links verschoben ist, liegen die Federklauen 28 in der
hinteren rechten Nut 31. Wenn der Ring in vollem Ausmaß nach hinten verschoben ist,
liegen die Federklauen in der vorderen, linksseitigen Nut 32.
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Im Gebrauch wird der Verriegelungsring 3 im vollen Ausmaß, wie in Fig. 2 gezeigt,
nach vorne gedrückt, und die beiden Komponenten 1 und 2 werden zusammengedrückt,
so daß die Stecker 22 in die Buchsen 12 eingesetzt werden und mit ihnen paaren. Die
äußere Hülse 24 der Steckerkomponente 2 wird sodann gedreht, so daß ihr
Schraubgewinde 25 in das Schraubgewinde 15 der Buchsenkomponente 1 eingreift.
Dies wird durch Ergreifen und Drehen des Verriegelungsrings 3 erreicht, welcher mit
einer gerändelten äußeren Oberfläche versehen sein kann, um den Griff zu verbessern.
Wenn die Schraubgewinde 15 und 25 voll miteinander in Eingriff stehen, werden die
beiden Komponenten 1 und 2 durch Drücken des Verriegelungsrings 3 nach hinten
miteinander verriegelt, so daß der genutete Bereich 30 über die Nuten 17 am Flansch 16
gleitet und in sie eingreift, ebenso wie mit den Nuten 27 am Flansch 26. In der
rückwärtigen Stellung greifen die Federklauen in die vordere Nut 32 ein. In seiner
rückwärtigen Stellung greifen die Federklauen 28 in die vordere Nut 32 ein. Es kann
notwendig sein, die äußere Hülse 24 geringfügig in der einen oder anderen Richtung zu
drehen, damit die Nuten der beiden Flansche 16 und 26 miteinander fluchten, bevor der
Verriegelungsring 3 über den Flansch der Buchsenkomponente 1 gedrückt werden kann.
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Der Eingriff der Federklauen 28 in die rückseitige Nut 31 erzeugt einen anfänglichen
Widerstand gegenüber der Verschiebung des Verriegelungsrings 3, der jedoch unter
Anwendung manueller Kraft leicht überwunden wird.
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Es ist ersichtlich, daß in seiner rückwärtigen Stellung der Verriegelungsring 3
verhindert, daß die äußere Hülse 24 relativ zur Buchsenhülse 14 verdrehbar ist und
hierbei ein Lösen der beiden Schraubgewinde 25 und 15 verhindert. Die beiden
Komponenten 1 und 2 sind deshalb wirksam miteinander verriegelt, bis der
Verriegelungsring 3 nach vorne verschoben wird. Die Form der vorderen Nut 32 kann
derart sein, daß eine größere Kraft zur Verschiebung des Verriegelungsring 3 nach
vorne erforderlich ist, aus seiner Verriegelungsstellung heraus, als nach hinten in die
Verriegelungsstellung.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt, bei elektrischen Verbindungen verwendet zu
werden, sondern kann beispielsweise bei Fluid-, optischen-, Mikrowellen- oder anderen
Verbindern verwendet werden. Die Verbinder müssen nicht am Ende von Kabeln oder
ähnlichem angeordnet sein, sondern können an einer Trennwand oder Gerätegehäuse
montiert sein.
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Die Erfindung kann verwendet werden, um zwei Komponenten eines einzigen
Verbinders miteinander zu verriegeln, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Bei dieser
Anordnung wird die Erfindung dazu verwendet, ein Konusteil 40 in einer Kabelarmatur
41 zu verriegeln. Das Konusteil weist an seinem rechten Ende einen perforierten Konus
42 auf, welcher in eine konische Ausnehmung 43 innerhalb eines äußeren Körpers 44
am rechten Ende der Armatur eingesteckt ist. Ein Geflecht von (nicht gezeigten)
abgeschirmten Drähten kann durch die Perforationen im Konus 42 hindurchgehen und
wird zwischen dem Konus und dem Körper 44 festgeklemmt um eine Masseverbindung
mit der Abschirmung in einer Weise wie in GB 2256097 beschrieben herzustellen. Das
Konusteil 40 weist ein äußeres Schraubgewinde 46 auf, welches rechts von einem
genuteten Flansch 47 angeordnet ist. Eine drehbare Muffe 48 wird vom Körper 44
getragen, wobei die Muffe an ihrem rechten Ende ein inneres Schraubgewinde 49
aufweist, welches auf das Gewinde 46 am Konusteil 40 aufschraubbar ist. Die Muffe
weist ebenfalls am rechten Ende einen äußeren genuteten Flansch 50 auf, wobei die
Nuten des Flansches die gleiche Form aufweisen, wie diejenigen des Konusteilflansches
47. Ein Verriegelungsring 51 ähnlich dem oben beschriebenen Verriegelungsring 3 wird
von der Muffe 48 getragen und ist längs deren Länge von einer entriegelten Stellung
nach rechts (Fig. 3) in eine verriegelte Stellung nach links (Fig. 4) verschiebbar. Der
Verriegelungsring 51 weist innere Nuten 52 auf, welche in Eingriff stehen mit dem
genuteten Flansch 50 der Muffe 48 und welche ebenfalls im Eingriff stehen mit dem
genuteten Flansch 47 des Konusteils 40, wenn der Ring in seine verriegelte linke
Stellung gedrückt ist.
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Im Gebrauch wird das Konusteil 40 mit dem von den Perforationen 45 abstehenden
Drahtgeflecht in den Körper 44 gedrückt. Der Verriegelungsring 41 wird ergriffen und
gedreht, so daß er die Muffe 48 am Körper 44 dreht und sein Schraubgewinde 49 das
Konusteil 40 weiter in den Körper zieht, um das Geflecht festzuklemmen. Wenn die
gewünschte Klemmung erreicht ist, wird der Ring 51 nach links gedrückt, so daß seine
Nuten 52 in den genuteten Flansch 47 eingreifen. Federklauen 53, welche in
Ausnehmungen 54 der Muffe 48 angeordnet sind, greifen in eine Innennut 55 um den
Verriegelungsring 51 ein, wenn dieser sich in seiner verriegelten Stellung befindet, so
daß eine Verschiebung des Rings aus seiner verriegelten Stellung behindert wird. In
dieser Stellung verhindert der Verriegelungsring 51 eine Drehung der Muffe 48 relativ
zum Konusteil 40 und verhindert damit eine Trennung der Teile der Armatur, bis der
Verriegelungsring in seine entriegelte Stellung zurückgedrückt wird.
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Die vorliegende Erfindung kann auch dazu verwendet werden, ein Zubehörteil an der
Rückseite eines Verbinders festzuhalten, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Bei dieser
Anordnung weist das Zubehörteil die Form einer Kabelklammer 44', ähnlich dem in
den Fig. 3 und 4 gezeigten Körper 44, auf. Die Kabelklammer weist eine im
wesentlichen zylindrische Form auf und ist an ihrem linken Ende mit dreieckförmigen
Zähnen oder Zinnen 60 versehen, die so ausgebildet sind, daß sie sich mit
zusammenwirkenden Zähnen am Hauptkörper des Verbinders paaren. In Richtung des
rechten Endes weist die Kabelklammer 44' einen äußeren genuteten Bereich 61 auf,
welcher sich um den Umfang der Klammer erstreckt. Eine Kupplungsmutter 62 wird am
linken Ende von der Klammer 44' getragen, wobei diese Mutter um die Klammer frei
drehbar ist. An ihrem linken Ende weist die Kupplungsmutter 62 ein Innengewinde 63
auf, das zum Eingriff mit einem Außengewinde ausgebildet ist, welches am
Hauptkörper des Verbinders angeformt ist. Die Kupplungsmutter 62 weist vier
Ausnehmungen 64 (von denen lediglich eine gezeigt ist) etwa in der Mitte ihrer Länge
auf, in welchen entsprechende Federklauen 53' angeordnet sind. Die Federklauen 53'
greifen in Ausnehmungen 65 an der Innenseite des Verriegelungsrings 51' ein, welcher
längs der Kupplungsmutter 62 verschiebbar ist. An der Innenseite des
Verriegelungsrings 51', an dessen rechtem Ende, ist ein genuteter Bereich 66
vorgesehen, welcher in Eingriff steht mit äußeren Nuten 67 am rechten Ende der
Kupplungsmutter 62. Wenn diese sich in ihrer in Fig. 5 dargestellten verriegelten
Stellung befindet, greifen die Nuten 66 des Verriegelungsrings 51' sowohl in die Nuten
67 der Kupplungsmutter 62 als auch in die Nuten 61 an der Kabelklammer 44' ein, so
daß eine Drehung der Kupplungsmutter relativ zur Kabelklammer verhindert ist.
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Im Gebrauch befindet sich der Verriegelungsring anfänglich in seiner entriegelten, in
Fig. 6 gezeigten Stellung, so daß die Kupplungsmutter 62 auf den Hauptkörper des
Verbinder aufgeschraubt werden kann und hierbei die Klammer 44' nach links gezogen
ist. Wenn die Zinnen 60 der Kabelklammer 44' fest mit den Zinnen am Hauptkörper des
Verbinders gepaart sind, wird der Verriegelungsring 51' nach rechts in seine in Fig. 5
gezeigte verriegelte Stellung geschoben und wird in dieser Stellung gehalten durch den
Eingriff der Federklauen 53' in die Ausnehmungen 65. In dieser Stellung verhindern die
Zinnen 60 der Kabelklammer 44' und des Hauptkörpers des Verbinders eine Drehung
der Klammer relativ zum Hauptkörper, wobei der Verriegelungsring 51' eine Drehung
der Kupplungsmutter verhindert, so daß die Kabelklammer in ihrer linken Stellung
gehalten wird. Diese Anordnung vermindert die Gefahr des Lösens der
Kupplungsklammer 44' durch Vibrationen.
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In der in den Fig. 5 bis 6 gezeigten Anordnung besteht der Verriegelungsring
bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial. Dies vermindert die Gefahr des Lösens des
Verriegelungsrings durch Vibrationen, da er ein geringeres Gewicht aufweist als ein
equivalenter Metallverriegelungsring. Es ist jedoch möglich, daß der Verriegelungsring
aus einem Metall besteht.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Modifikation der Verbinderbaugruppe, bei
welcher die Federklauen 53 oder 53' ersetzt wurden durch eine einzige teilkreisförmige
Rückhaltefeder 70. Die Feder 70 ist um die Kupplungsmutter 72 herum in einer
ringförmigen Nut 71 angeordnet und steht in Eingriff mit einer ringförmigen Nut 73 V-
förmigen Querschnitts an der Innenseite des Metallverriegelungsrings 74, wenn der
Verriegelungsring in Bezug auf die Kabelklammer 75 sich in seiner verriegelten
Stellung befindet. Der Verriegelungsring 74 kann in einen entriegelten Zustand nach
links verschoben werden, wenn eine Axialkraft wirkt, die ausreichend ist, die Haltekraft
der Feder zu überwinden, so daß diese durch die linksseitige Flanke der V-förmigen Nut
73 in die Nut 71 gedrückt wird. Die Baugruppe umfaßt einen elastischen O-Ring 76 aus
einem Elastomermaterial wie beispielsweise Gummi, alternativ kann der O-Ring aus
anderen elastischen Materialien bestehen, wie beispielsweise Fluorkohlenstoffen. Der
O-Ring 76 ist in einem ringförmigen Kanal 77 rechteckigen Querschnitts angeordnet,
der sich um die Innenseite des Verriegelungsrings 74 links von der V-förmigen Nut 73
erstreckt. Die Dicke des O-Rings 76 ist größer als die Tiefe des Kanals 77, so daß er aus
seinem natürlichen kreisförmigen Querschnitt deformiert wird und zwischen dem
Verriegelungsring 74 und der Kupplungsmutter 72 zusammengedrückt wird. Dies wirkt
als Vibrationsdämpfung des Verriegelungsrings 74 auf der Kupplungsmutter 72 und
reduziert die Gefahr, daß der Verriegelungsring durch Vibrationen entriegelt wird. Die
Natur des O-Rings 76 ist nicht eine solche die verhindert, daß der Verriegelungsring 74
manuell zwischen seiner verriegelten und entriegelten Zuständen verschiebbar ist.
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In der Ausführungsform der Fig. 7 wird ein Entfernen des Verriegelungsrings 74 von
der Baugruppe nach links mittels eines separaten ringförmigen Metallanschlags 78
verhindert, der auf die Mutter 72 aufgeschweißt oder aufgelötet ist. Eine Verschiebung
des Rings 74 nach rechts wird begrenzt durch den Eingriff mit den Nuten der Mutter.
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Eine alternative Anordnung, die in Notwendigkeit eines separaten Anschlags vermeidet,
ist in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Die Mutter 80 weist eine kreisförmige Metallfeder
81 in einer Nut 82 auf. In der in Fig. 9 gezeigten entriegelten Stellung wird die Feder
81 durch ihre Elastizität nach außen in eine Ausnehmung 83 links von den Nuten 84 des
Verriegelungsrings 85 gedrückt. Eine Bewegung des Rings 85 weiter nach links ist
begrenzt durch den Eingriff der Feder 81 mit der linksseitigen Kante der Nuten. Der
Verriegelungsring 85 kann nach rechts in seine in Fig. 10 gezeigte verriegelte Stellung
bewegt werden, da die Feder durch eine geneigte Rampe 86 am linken Ende der
Ausnehmung 83 in die Nut 82 gedrückt wird. Wenn voll nach rechts verschoben,
schnappt die Feder 81 in die dreieckige Ausnehmung 87 am linken Ende des
Verriegelungsrings 85 ein. Dies bildet eine Federsicherung des Verriegelungsrings 85 in
seiner verriegelten Stellung. Eine Verschiebung des Verriegelungsrings 85 zum rechten
Ende der Mutter 80 wird durch den Eingriff der Rampe 86 am Verriegelungsring mit
den Nuten 88 der Mutter verhindert. Diese Anordnung erleichtert ein Zusammenbau des
Verriegelungsrings 85 auf die Mutter 80 während der Fertigung, da er lediglich auf die
Mutter vom linken Ende der Mutter gedrückt wird, bis die Feder 81 in die Ausnehmung
83 links von den Nuten 84 einschnappt.