DE69808860T2

DE69808860T2 - Elektrischer Verbinder mit Zugentriegelung

Info

Publication number: DE69808860T2
Application number: DE69808860T
Authority: DE
Inventors: Gerard Villiers
Original assignee: FCI SA; Framatome Connectors International SAS
Current assignee: FCI SA
Priority date: 1997-08-18
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2018-08-14
Also published as: US6062891A; FR2767422A1; EP0898334B1; DE69808860D1; FR2767422B1; EP0898334A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die durch Schub auf einen Verriegelungsring eines der Elemente des Verbinders verriegelbaren und durch Zug an diesem Verriegelungsring entriegelbaren elektrischen Verbinder. Es sind viele elektrische Verbinder dieser Art bekannt, die den Vorteil haben, durch eine einfache lineare Bewegung gekoppelt und entkoppelt werden zu können.
Insbesondere beschreibt die Druckschrift FR-A-2 690 569 einen solchen elektrischen Verbinder, der aufweist:
- eine Buchse, die einen Körper mit einer vorderen rohrförmigen Schürze hat, in der mindestens eine Kugel zurückgehalten wird, die radial zwischen einer äußeren Stellung, in der sie in bezug auf die Außenwand der Schürze vorsteht und an der Innenseite bündig anliegt, und einer inneren Stellung verschiebbar ist, in der sie in bezug auf die Innenwand der Schürze vorsteht und an der Außenseite bündig aufliegt, und
- einen Stecker mit:
-- einem Körper, der in die Schürze einfügbar ist und mindestens eine Aufnahmevertiefung für die Kugel aufweist, wobei der Steckerkörper verhindert, daß die Kugel in die innere Stellung kommt, solange er nicht vollständig in die Schürze eingeführt ist und seine Vertiefung sich dann vor der Kugel befindet,
-- einem Verriegelungsring, der auf dem Körper in eine vordere Anschlagstellung, in die er durch elastische Mittel zurückgedrängt wird, und ausgehend von dieser vorderen Anschlagstellung axial verschiebbar ist,
-- einem radial zwischen dem Steckerkörper und dem Verriegelungsring angeordneten, kugelverdrängenden Ring, der eine gleitende Keilverbindung mit dem Verriegelungsring aufweist, in bezug auf den Verriegelungsring in eine vordere Stellung, in die er durch elastische Mittel zurückgedrängt wird, und ausgehend von dieser vorderen Stellung gegen die Wirkung der elastischen Mittel axial verschiebbar ist, wobei der kugelverdrängende Ring einen Innendurchmesser aufweist, der so ist, daß er die Kugel in der inneren Stellung hält, wenn er sie bedeckt.
Die Begriffe "Buchse" und "Stecker" werden aus Gründen der Bequemlichkeit verwendet. Sie bedeuten keineswegs, daß die Buchse dauerhaft befestigt ist, auch wenn sie im allgemeinen zu einer ortsfesten Anlage gehört, während der Stecker mit einem Kabel verbunden ist.
Eine der in der bereits erwähnten Druckschrift beschriebenen Ausführungsformen ermöglicht es, den Verbinder zu koppeln, indem der Stecker entweder am Körper oder am Verriegelungsring gehalten wird, was das Einführen erleichtert. Sie verwendet hierzu aber zwei Verklinkungen, die bei den Einführvorgängen alternativ in Eingriff gelangen. Zu einem gegebenen Zeitpunkt während der Einführung ist keine der beiden Verklinkungen in Eingriff, was eine Ungewißheit erzeugt. In den meisten Fällen ist sie ohne Nachteil, aber man möchte sie bei den Anwendungen ausschließen, die eine große Sicherheit erfordern.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel, einen elektrischen Verbinder der oben beschriebenen Art anzugeben, der alle damit erhaltenen Vorteile beibehält, ohne jedoch die Nachteile aufzuweisen.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung insbesondere einen elektrischen Verbinder gemäß Anspruch 1 vor.
Um den Durchmesser des Verbinders zu reduzieren, können die elastischen Mittel aus Elliptikfedern bestehen, die Zweige mit einer solchen Krümmung aufweisen, daß diese Federn in einem engen ringförmigen Raum innerhalb des Verriegelungsrings angeordnet werden können.
Um ihre Herstellung zu vereinfachen, können der kugelverdrängende Ring und die Muffe aus mehreren zusammengesetzten Teilen bestehen.
Die oben erwähnten, sowie weitere Merkmale gehen besser aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform hervor, die als nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel angegeben ist. Die Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 einen Verbinder gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung im entkoppelten Zustand im Schnitt gemäß einer durch die Achse verlaufenden Ebene zeigt,
Fig. 2 eine Detailansicht in großem Maßstab ist, welche die Elemente des Verbinders in der Stellung zeigt, die sie einnehmen, wenn der kugelverdrängende Ring mit der Kugel in Kontakt gelangt,
Fig. 3 eine Detailansicht ist, welche die von den verschiedenen Elementen eingenommene Stellung zeigt, wenn der Körper des Steckers sich in bezug auf die in Fig. 2 gezeigte Stellung vorwärtsbewegt hat,
Fig. 4 ähnlich Fig. 1 den Verbinder in der verriegelten Stellung zeigt,
die Fig. 5 und 6 eine Elliptikfeder zeigen.
Der in Fig. 1 dargestellte Verbinder besteht aus einer Buchse A und einem Stecker B.
Die Buchse A besitzt einen Körper 1, dessen vorderer Bereich aus einer ringförmigen Schürze 2 besteht, die eine drehsymmetrische Form hat. Im Körper wird ein Isoliermaterial 40 blockiert gehalten, das Aufnahmedurchlässe 42 für Kontaktklemmen 44 aufweist. Die Rückseite des Körpers enthält eine Drahtdurchführung 46, in der Durchlaßlöcher für mit den Klemmen 44 verbundene Leiter ausgebildet sind.
In der Schürze 2 sind radiale Löcher ausgebildet, in denen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Kugeln 3, zum Beispiel drei, eingeschlossen sind. Eine nicht dargestellte Quetschverbindung ermöglicht es den Kugeln nur, sich zwischen einer in radialer Richtung inneren Stellung, die in Fig. 1 dargestellt ist, und einer in radialer Richtung äußeren Stellung zu bewegen, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.
Der Stecker B weist ebenfalls einen Körper 4 auf, der ebenfalls ein Isoliermaterial 48, das von einer Platte 50 in Stellung gehalten wird, und einer Drahtdurchführung 52 enthält. Der vordere Bereich dieses Körpers ist ebenfalls rohrförmig und drehsymmetrisch. Er ist vorgesehen, um sich mit einem geringen Spiel in die Schürze 2 einzufügen.
In der Außenwand des Steckerkörpers 4 ist eine ringförmige Kehle 5 an einer solchen Stelle ausgebildet, daß sie vor den Kugeln 3 liegt, wenn der Verbinder sich in einer voll eingeführten Stellung befindet (Fig. 4).
Der Steckerkörper 4 besitzt einen Kragen 10 zur Auflage auf einer Innenschulter eines Verriegelungsrings 6. Der Kragen 10 begrenzt so die Bewegung des Verriegelungsrings 6 nach vorne in bezug auf den Steckerkörper 4. Die Bewegung des Rings nach hinten wird von Mitteln begrenzt, die weiter unten beschrieben werden.
Im radialen Zwischenraum zwischen dem Steckerkörper 4 und dem Verriegelungsring 6 ist ein kugelverdrängender Ring 7 angeordnet. Der kugelverdrängende Ring 7 wird in bezug auf den Verriegelungsring 6 durch gleitende Verkeilungsmittel in Drehung blockiert, die zum Beispiel Längsrillen 17, die auf der Innenfläche des Verriegelungsrings ausgebildet sind, und Keile 18 und 20 aufweisen, die zum kugelverdrängenden Ring gehören und sich in die Rillen einfügen. Die Vorwärtsbewegung des kugelverdrängenden Rings 7 in bezug auf den Verriegelungsring 6 wird durch seine Auflage gegen einen Anschlag 22 begrenzt, der aus einem Sicherungsring bestehen kann, der in einer Umfangskehle des Verriegelungsrings eingeschlossen ist.
Der kugelverdrängende Ring wird durch eine Führungshülse 19 vervollständigt, die mit sanfter Reibung auf ihn montiert und ebenfalls mit Keilen 20 versehen ist. Elastische Mittel haben die Tendenz, den kugelverdrängenden Ring 7 zum Anschlag 22 und den Verriegelungsring 6 in seine Auflagestellung gegen den Kragen 10 zu drücken.
Die elastischen Mittel weisen eine Muffe auf, die ebenfalls die Aufgabe hat, den Verriegelungsring so lange in Drehung zu blockieren, wie der Verbinder nicht verriegelt ist, und ihn anschließend freizugeben, um eine Berührungsanzeige der Verriegelung zu liefern.
Die Muffe 24 ist auf den Körper 4 montiert und hat mit ihm eine gleitende Verkeilung, die zum Beispiel aus einer oder mehreren inneren Rillen der Muffe und einem oder mehreren auf den Körper montierten Keilen 26 besteht. Eine erste Feder 28, die in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil dargestellt ist, ist zwischen den Kragen 10 und die Muffe eingefügt. Sie hat die Tendenz, die Muffe nach vorne zurückzudrängen. Eine zweite Feder, die schematisch durch einen Doppelpfeil 30 dargestellt ist, hat die Tendenz, die Muffe 24 und den kugelverdrängenden Ring 7 voneinander weg zu bewegen. Im in den Figuren dargestellten Fall besteht der kugelverdrängende Ring 7 aus mehren Teilen. Er enthält einen eigentlichen Ring 7, an dem der Keil 18 befestigt ist, und eine Hülse 34, die mit sanfter Reibung auf den eigentlichen Ring 7 montiert und mit dem Keil oder den Keilen 20 versehen ist.
Die Federn 28 und 30 sind vorteilhafterweise Elliptikfedern von gekrümmter Form, die zum Beispiel so aussehen können, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Die Krümmung der Schenkel (Fig. 5) entspricht im wesentlichen dem mittleren Radius des ringförmigen Raums, in der sie angeordnet ist. Im Ruhezustand können die Federn eine Form der Art haben, wie sie in durchgezogenen Strichen in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn sie einer Kraft unterworfen werden, nehmen sie eine Form der Art an, wie sie in gestrichelten Linien in dieser Fig. 6 dargestellt ist. Da sie zwischen drehfest verbundenen Elementen montiert sind, können sie Nasen zur Verankerung in den Elementen aufweisen, die sie trennen.
Wenn die Muffe 24 und der eigentliche kugelverdrängende Ring 7 aufeinander aufliegen (Fig. 1, 2 und 3), weisen sie eine Verklinkung auf, die es ihnen untersagt, zueinander zu drehen. Im dargestellten Fall besteht diese Verklinkung aus zwei Sätzen von Zähnen oder Vorsprüngen, von denen der eine Satz auf dem hinteren Abschnitt des kugelverdrängenden Rings 7 und der andere am Boden eines ringförmigen Hohlraums angeordnet ist, der in der Muffe ausgebildet und dazu bestimmt ist, das hintere Ende des kugelverdrängenden Rings aufzunehmen. Die Feder 30 ist zwischen den kugelverdrängenden Ring 7 und die Hülse 19 eingefügt, die sie mit der Muffe 24 in Kontakt hält.
Der kugelverdrängende Ring kann aus zwei Teilen bestehen, von denen einer die Keile 18 trägt und sich auf die Muffe einklinkt, während der andere auf einen Ring 34 zur Auflage auf den Kugeln 3 reduziert ist.
Die soeben beschriebenen, verschiedenen Elemente sind so bemessen, daß der Betrieb folgendermaßen ist.
Um den Stecker und die Buchse ausgehend von der Stellung zu koppeln, in der sie in Fig. 1 gezeigt sind, genügt es, den Stecker B entweder mit dem Steckerkörper 4 oder mit dem Ring 6 zu schieben, der dann auf dem Kragen 10 aufliegt.
Die relative Anordnung der Bauteile des Steckers bleibt gleich, bis der kugelverdrängende Ring in die Stellung der Auflage gegen die Kugeln 3 kommt, die in Fig. 2 gezeigt ist. Der Verriegelungsring 6 ist immer noch aufgrund seiner gleitenden Verkeilung mit dem kugelverdrängenden Ring 7 in Drehung blockiert, der selbst auf die Muffe 24 eingeklinkt ist, die ihrerseits auf dem Körper verkeilt ist. Nicht dargestellte Unverwechselbarkeitsmittel sind im allgemeinen auf dem Steckerkörper und dem Buchsenkörper vorgesehen, um die Einführung des Steckers nur in der geeigneten Ausrichtung zu erlauben.
Wenn man den Verriegelungsring 6 weiter nach vorne schiebt, der den Steckerkörper 4 mitnimmt, zieht sich der kugelverdrängende Ring 7 in axialer Richtung zurück, da die Kugeln nicht radial eindringen können (Fig. 3). Der Verriegelungsring 6 bleibt in Drehung blockiert.
Gleiches gilt, wenn man die Einführkraft auf den Steckerkörper anstatt auf den Verriegelungsring ausübt, abgesehen davon, daß der Verriegelungsring dann zur gleichen Zeit wie der kugelverdrängende Ring zurückweichen kann.
Wenn der Steckerkörper 4 sich weit genug vorwärtsbewegt hat, damit die Kugeln sich vor den Vertiefungen 5 befinden, weichen die Kugeln unter dem Schub des kugelverdrängenden Rings 7 nach innen zurück, auf den der Druck der Feder 28 ausgeübt wird, der von der Muffe 24 übertragen wird. Die Muffe ist so bemessen, daß ihre Vorwärtsbewegung durch ihren Anschlag gegen den Anschlag 22 begrenzt wird, der fest mit dem Verriegelungsring 6 verbunden ist, welcher selber vom Kragen 10 blockiert wird (Fig. 4). Die Feder 30, die schwächer ist als die Feder 28, übernimmt dann und stößt den kugelverdrängenden Ring 7 nach vorne, der sich in Drehung von der Muffe löst. Der kugelverdrängende Ring 7 liegt dann erneut gegen den Anschlag 22 an. Die Kugeln können nicht entweichen, selbst nicht bei einem auf den Steckerkörper ausgeübten Zug. Der Verriegelungsring ist frei drehbar und liefert eine Bestätigung des Verriegelungszustands.
Die Entriegelung erfolgt durch Zug auf den Verriegelungsring 6 nach hinten. Der Verriegelungsring treibt den kugelverdrängenden Ring an, der die Kugeln freisetzt. Der Verriegelungsring kann in bezug auf den Körper nur so weit zurückweichen, bis er die Muffe 24 in Anschlag gegen den Kragen 10 bringt. Wenn der Stecker freiliegt, genügt es, den Verriegelungsring loszulassen, damit die Elemente des Steckers in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückkommen.
Der Verriegelungsring ist dann erneut in bezug auf den Körper in Drehung blockiert.
Die soeben beschriebene Anordnung ermöglicht es, die gleichen Funktionen zu erfüllen wie bei den bekannten komplexeren und platzraubenderen Verbindern. Das Stoßen des Verriegelungsrings durch eine Feder nach vorne garantiert eine freie Verriegelung. Es gibt zu keinem Zeitpunkt eine Ungewißheit in bezug auf die Verklinkung des Verriegelungsrings.

Claims

1. Elektrischer Verbinder, der aufweist:

- eine Buchse A, die einen Körper (1) mit einer vorderen rohrförmigen Schürze (2) hat, in der mindestens eine Kugel zurückgehalten wird, die radial zwischen einer äußeren Stellung, in der sie in bezug auf die Außenwand der Schürze vorsteht und an der Innenseite bündig anliegt, und einer inneren Stellung verschiebbar ist, in der sie in bezug auf die Innenwand der Schürze vorsteht und an der Außenseite bündig aufliegt, und

- einen Stecker mit:

-- einem Körper (4), der in die Schürze einschiebbar ist und mindestens eine Aufnahmevertiefung für die Kugel aufweist, wobei der Steckerkörper verhindert, daß die Kugel in die innere Stellung kommt, solange er nicht vollständig in die Schürze eingeführt ist und seine Vertiefung (5) sich dann vor der Kugel befindet,

-- einem Verriegelungsring (6), der auf dem Körper in eine vordere Anschlagstellung, in die er durch elastische Mittel gedrückt wird, und ausgehend von dieser vorderen Anschlagstellung axial verschiebbar ist,

-- einem radial zwischen dem Steckerkörper und dem Verriegelungsring angeordneten, kugelverdrängenden Ring (7), der eine gleitende Keilverbindung mit dem Verriegelungsring aufweist, in bezug auf den Verriegelungsring in eine vordere Stellung, in die er durch elastische Mittel gedrückt wird, und ausgehend von dieser vorderen Stellung gegen die Wirkung der elastischen Mittel axial verschiebbar ist, wobei der kugelverdrängende Ring einen Innendurchmesser aufweist, der so ist, daß er die Kugel in der inneren Stellung hält, wenn er sie bedeckt,

dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aufweisen:

- eine Muffe (24), die eine gleitenden Keilverbindung mit dem Steckerkörper (4) aufweist,

- ein erstes elastisches Mittel (28), das zwischen den Steckerkörper (4) und die Muffe (24) eingefügt ist und die Muffe nach vorne in eine Einraststellung mit dem kugelverdrängenden Ring (7) drückt,

- ein zweites elastisches Mittel (30), das zwischen der Muffe (24) und dem kugelverdrängenden Ring (7) angeordnet ist und die Tendenz hat, die Muffe aus der Einraststellung zu entfernen, wobei die durch das erste Mittel (28) ausgeübte Kraft größer ist als die durch das zweite Mittel (30) ausgeübte Kraft.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus Elliptikfedern bestehen, die Zweige mit einer solchen Krümmung aufweisen, daß die Federn einen engen ringförmigen Raum innerhalb des Verriegelungsrings einnehmen.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elastische Mittel (30) zwischen

- dem kugelverdrängenden Ring und

- einer mit Keilen versehenen Hülse (19) angeordnet ist, die auf dem Verriegelungsring (6) gleitet und durch die elastischen Mittel (28, 30) gegen die Muffe in Anlage gehalten wird.

4. Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elastische Mittel Endnasen zur Verankerung auf der Hülse und dem kugelverdrängenden Ring aufweist.

5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelverdrängende Ring aus zwei Teilen besteht, von denen einer Keile (18) zur Verkeilung auf dem Verriegelungsring trägt und auf der Muffe einrastet, und der andere auf einen Ring (34) zur Auflage auf den Kugeln (3) reduziert ist.

6. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrasten durch zwei Sätze von Zähnen oder Vorsprüngen erfolgt, von denen einer auf dem rückwärtigen Abschnitt des kugelverdrängenden Rings (7) und der andere am Boden eines ringförmigen Hohlraums ausgebildet ist, der in der Muffe ausgespart ist und das rückwärtige Ende des kugelverdrängenden Rings aufnehmen soll.