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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder,
der aus zwei Teilen gebildet ist, die dazu vorgesehen sind, über ihre
jeweiligen Vorderseiten miteinander zusammenzuwirken, wobei jeder
der Teile ein Gehäuse
und wenigstens einen Kontakt enthält, der einen Halteflansch
aufweist und in dem Gehäuse
durch einen Isolator gehalten ist, in dem der Kontakt von der Rückseite
aus eingesteckt wird und durch den Flansch gehalten ist.
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Bezüglich des
allgemeinen Aufbaus derartiger Steckverbinder sowie ihrer Kontakte,
die beispielsweise unmittelbar an den Enden der zu verbindenden
Leiter befestigt sein können,
ist es möglich, sich
beispielsweise auf die Druckschriften FR-A-2 115 556 sowie FR-A-2
575 912 zu beziehen.
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Ein
bei derartigen Steckverbindern auftretendes Problem betrifft die
Sicherstellung, dass die Kontakte in den Teilen der Steckverbinder
korrekt eingesteckt sind. Trotz all möglicher auf den Durchgang ausgelegter
Kontrollen hat es sich nämlich
erwiesen, dass bei derartigen Steckverbindern noch immer schlechte
Verbindungen vorhanden sind, die im Wesentlichen daher rühren, dass
die Kontakte unvollständig
eingesteckt sind, was im Betrieb unter der Wirkung von Erschütterungen
dazu führt,
dass sich mikrofeine Unterbrechungen in Form von Zufallsfehlern
bilden, deren Lokalisierung äußerst schwierig
ist.
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Dies
ist der Grund, weshalb die vorliegende Erfindung zum Ziel hat, einen
elektrischen Steckverbinder zu schaf fen, der bei einfachem Aufbau
durch eine besondere Gestaltung des Verbinders eine erhöhte Sicherheit
in Bezug auf eine korrekte Steckanordnung der Kontakte in den Teilen
des Steckverbinders und aus diesem Grund eine deutlich verbesserte Kontaktsicherheit
bietet.
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Der
elektrische Steckverbinder gemäß der Erfindung,
wie sie durch den Patentanspruch 1 definiert ist, ist aus zwei Teilen
gebildet, die dazu vorgesehen sind, über ihre jeweiligen Vorderseiten
miteinander zusammenzuwirken, wobei jedes Teil ein Gehäuse und
wenigstens einen Kontakt enthält,
der einen Halteflansch aufweist und in dem Gehäuse durch einen Isolator gehalten
ist, in dem der Kontakt von der Rückseite aus eingesteckt und
durch den Flansch gehalten ist. Der Isolator ist quer zur Einsteckrichtung
des Kontaktes in ein Vorderteil und ein Hinterteil geteilt ausgebildet,
die Positionierungsmittel aufweisen, die es ermöglichen, diese in einer ersten
wechselseitigen Stellung, in der sie voneinander beabstandet angeordnet
sind, sowie in einer zweiten wechselseitigen Stellung zu halten,
in der sie einander angenähert
sind. Das Hinterteil weist für
jeden Kontakt Rückhaltemittel
auf, die einen Durchgang des Flansches des Kontaktes zulassen, indem
sie eine elastische Verformung erfahren, wenn der Flansch an ihnen
vorbeikommt. Das Vorderteil weist für jeden Kontakt Verriegelungsmittel
auf, die derart eingerichtet sind, um
- a) in
der ersten Position nicht auf die Rückhaltemittel des Hinterteils
einzuwirken, und
- b) mit den Rückhaltemitteln
des Hinterteils zusammenzuwirken, um
- b1) einen Übergang
von der ersten Position zu der zweiten Position zu verhindern, wenn
der Halteflansch eines Kontaktes die Rückhaltemittel des Hinterteils
nur teilweise überwunden
hat, und
- b2) zu verhindern, dass ein Halteflansch eines Kontaktes die
Rückhaltemittel
des Hinterteils in der zweiten Stellung überwindet.
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Um
erfindungsgemäß das Einstecken
der Kontakte in die Teile des Steckverbinders zu ermöglichen,
müssen
sich die beiden Teile des Isolators notwendigerweise in der ersten
Stellung befinden, weil nur in dieser Stellung die an dem Hinterteil
vorgesehenen Rückhaltemittel
den Durchgang des Halteflansches jedes Kontaktes ermöglichen.
Nachdem die Überwindung
der Rückhaltemittel
durch den Halteflansch eine elastische Verformung der Haltemittel nach
sich zieht, ist der Überwindungsvorgang
durch die Bedienperson deutlich spürbar. Erst danach, zu einem
zweiten Zeitpunkt, überführt die
Bedienperson die beiden Teile des Isolators in die zweite Position, wobei
dieser Übergang
von der ersten in die zweite Position nur unter einer Bedingung
möglich
ist, dass die Halteflansche die Rückhaltemittel vollständig überwunden
haben.
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Vorzugsweise
weisen die Rückhaltemittel
an dem Hinterteil des Isolators für jeden Kontakt ein Durchgangsloch
für den
Kontakt mit seinem Halteflansch und wenigstens einen elastischen
Zapfen, der von dem Loch in Richtung auf das Vorderteil derart ragt,
dass der Zapfen beim Durchführen
des Halteflansches einer federnden Durchbiegung ausgesetzt wird.
Die Verriegelungsmittel an dem Vorderteil des Isolators weisen für jeden
Kontakt in dem Teil ein Loch, um den vor dem Halteflansch angeordneten Abschnitt
des Kontaktes aufzunehmen, und hinter diesem Loch eine Aufnahme
auf, die derart eingerichtet ist,
- a) um lediglich
den Zapfen aufnehmen zu können, wenn
der Zapfen nicht durch den Halteflansch eines Kontaktes verformt
ist, und
- b) um den Zapfen in einem nicht verformten Zustand ortsfest
festzusetzen, wenn er dort eingeführt ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weisen
die Haltemittel an dem Hinterteil des Isolators für jeden
Kontakt mehrere Zapfen auf, die nach Art von Zipfeln über einem
Kreis verteilt angeordnet sind, während die Aufnahme in dem Vorderteil
des Isolators durch eine kreisringförmige Aussparung gebildet ist,
die die Zapfen aufnehmen kann.
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Vorzugsweise
geht die Aufnahme in das Loch, das den vor dem Halteflansch liegenden
Abschnitt des Kontaktes aufnimmt, über eine Schulter über, die
als Wiederlager zur Begrenzung der Einstecktiefe des Kontaktes dient.
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Die
die Rückhaltemittel
bildenden Zapfen können
vorteilhafterweise in Richtung auf ihre freien Enden zusammenlaufen
und eine innere Nocke zwischen ihrer Stelle zum Anschluss in dem
Durchgangsloch des hinteren Teiles des Isolators und ihrem freien
Ende aufweisen. Diese Nocke bildet eine harte Stelle, die durch
die Bedienperson beim Einstecken deutlich spürbar ist.
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Die
Mittel zur Positionierung der beiden Teile des Isolators in Bezug
aufeinander in der ersten und in der zweiten wechselseitigen Stellung
können
vorzugsweise Einrastmittel enthalten, die mit den genannten Teilen
in einem einzigen Stück
verwirklicht sind.
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Die
Positionierungsmittel können
insbesondere an einem der Teile des Isolators eine vorspringende
Klaue, die in Richtung des anderen Teils vorragt und an ihrem freien
Ende einen Zahn trägt,
sowie an dem anderen Keil zwei transversale Einschnitte aufweisen,
die derart voneinander beabstandet angeordnet sind, um unter einer
Durchbiegung der Klaue ein Einrasten des Zahns der Letzteren in
dem einen und dem anderen Einschnitt zu ermöglichen.
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Die
besagte Klaue kann vorzugsweise an einem der Teile des Isolators
auf eine derartige Weise geformt sein, um nach außen und
in eine derartige Stellung auszuweichen, dass diese Durchbiegung durch
das Gehäuse
verhindert wird, wenn die beiden Teile des Isolators in dem Gehäuse eingebaut
sind.
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Indem
auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird, ist nachfolgend in größerem Detail
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Steckverbinders
lediglich zur Veranschaulichung und nicht zur Beschränkung des
Schutzbereiches beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
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1 einen axialen Längsschnitt
durch einen Steckverbinder gemäß der Erfindung,
in einer Stellung, in der beide Teile des Steckverbinders miteinander
verrastet sind;
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2 und 3 Perspektivansichten der beiden Teile
des Isolators von jedem der beiden Teile des Steckverbinders ohne
die Gehäuseteile
und ohne die Kontakte;
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4 einen axialen Längsschnitt
durch die beiden Teile des Isolators der beiden Teile des Steckverbinders,
wobei sich die Hinterteile des Isolators in einer zurückversetzten
Stellung befinden und die Halteflansche der Kontakte die Rückhaltezapfen noch
nicht überwunden
haben;
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5 einen der 4 entsprechenden Längsschnitt, nachdem die Rückhaltezapfen
durch die Halteflansche der Kontakte überwunden worden sind; und
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6 eine den 4 und 5 entsprechende Schnittdarstellung,
wobei sich die Hinterteile des Isolators in einer vorgeschobenen
Position befinden.
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Der
Steckverbinder, wie er in der 1 veranschaulicht
ist, weist ein erstes Teil 1 sowie ein zweites Teil 2 auf,
wobei das erste Teil 1 hier durch ein ortsfestes Teil gebildet
ist, das Steckbuchsen oder weibliche Kontakte 3 aufweist,
und das zweite Teil 2 durch ein bewegbares Teil gebildet
ist, das Kontaktstifte oder männliche
Kontakte 4 trägt.
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Das
erste Teil 1 weit ein Gehäuse 5 auf, in dem
die Kontakte 3 durch einen Isolator gehalten sind, der
aus einem Vorderteil 6 und einem Hinterteil 7 zusammengesetzt
ist.
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Auf
entsprechende Weise weist das zweite Teil 2 ein Gehäuse 8 auf,
in dem die Kontakte 4 durch einen Isolator gehalten sind,
der sich aus einem Vorderteil 9 und einem Hinterteil 10 zusammensetzt.
Das Gehäuse 8 trägt im Übrigen einen
Verriegelungsring 11, der es ermöglicht, die beiden Gehäuse 5 und 8 in einer
verbundenen Stellung der beiden Steckverbinderteile 1 und 2 miteinander
zu verriegeln. Diese Verriegelung ist nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung und ist nicht näher
beschrieben.
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Wie
aus den 2 und 3 ersichtlich, sind die beiden
Teile 6, 7 und 9, 10 des Isolators
der beiden Steckverbinderteile 1 und 2 für einen
runden Steckverbinder mit zwei Kontakten vorgesehen.
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Die
beiden Isolatorteile 6, 7 des Steckverbinderteils 1 unterscheiden
sich von den beiden Isolatorteilen 9, 10 des Steckverbinderteils 2 im
Wesentlichen durch die Länge
der Vorderteile 6, 9 und durch die Abmessungen
von in diesen Teilen 6, 9 vorgesehenen Löchern zur
Aufnahme einerseits der weiblichen Kontakte 3 und andererseits
der männlichen Kontakte 4.
Abgesehen von diesen Unterschieden ist der allgemeine Aufbau der
Teile 6 und 9, 10 einerseits und 7 und 10 andererseits
gleich, ebenso wie die Art und Weise, in der diese Teile miteinander,
mit den Kontakten 3, 4 und mit den Gehäuseteilen 5 und 8 zusammenwirken.
Aus diesem Grund ist die nachfolgende Beschreibung allein in Bezug
auf das Steckverbinderteil 1, d. h. für die Teile 3, 5, 6 und 7,
angegeben, wenngleich diese Beschreibung in gleicher Weise auch
für das
Steckverbinderteil 2, d. h. die Teile 4, 8, 9 bzw. 10,
gilt.
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Der
Kontakt 3 weist in dem Steckverbinderteil 1 für seinen
Halt einen Halteflansch 12 auf, mit Hilfe dessen der Kontakt 3 in
axialer Richtung in Bezug auf die beiden Teile 6 und 7 positioniert
ist.
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Das
Vorderteil 6 weist für
jeden Kontakt 3 ein axiales Loch 13 auf, das den
Abschnitt des Kontaktes 3 aufnimmt, der vor dem Flansch 12 angeordnet
ist, wobei dieses Loch 13 hinten über eine Schulter 14 in eine
konische Erweiterung 15 übergeht. An der Außenseite
weist das Vorderteil 6 einen zylindrischen vorderen Abschnitt 16 auf,
dem sich nach hinten über eine
Schulter 17 ein zylindrischer Abschnitt 18 mit vergrößertem Durchmesser
anschließt,
der drei Nocken 19 trägt,
die um 120° voneinander
beabstandet verteilt angeordnet sind. An der Stelle der Nocken 19 ragen
drei vorstehende Klauen nach hinten vor, wobei jede dieser Klauen 19 an
ihrem freien Ende einen inneren Zahn 21 trägt, der
eine trapezförmige
Gestalt aufweist.
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Das
Hinterteil 7 weist für
jeden Kontakt 3 ein zylindrisches Durchgangsloch 22 auf,
das über
vier vorstehende Zapfen 23 nach vorne verlängert ist.
Der Durchmesser des Lochs 22 ist geringfügig größer als der
Durchmesser des Flansches 12 der Kontakte 3, und
die Zapfen 23 laufen derart zusammen, dass der gegenseitige
Abstand der gegenüberliegenden
Zapfen 23 an den freien Enden der Letzteren im Wesentlichen
dem Durchmesser des Abschnitts des Kontaktes 3 entspricht,
der hinter dem Flansch 12 angeordnet ist. Jeder Zapfen
weist darüber
hinaus auf der Innenseite einen Nocken 24 zwischen seinem
Anschluss an das Hinterteil 7 und seinem freien Ende auf.
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Auf
der Außenseite
weist das Hinterteil 7 eine zylindrische seitliche Fläche auf,
die den gleichen Durchmesser wie der Abschnitt 18 des Vorderteils 6 hat,
jedoch mit drei Aussparungen 25 versehen ist, die den drei
Klauen 20 des Vorderteils 6 entsprechen und eine
Rastkerbe 26, deren Profil der Form des Zahns 21 entspricht,
sowie eine hintere Flanke 27 bilden.
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Darüber hinaus
weist das Hinterteil 7 auf seiner seitlichen Außenfläche an drei
in Bezug auf die Aussparungen 25 versetzten Stellen 3 Blockier-
oder Sperrlaschen 28 auf, die einseitig eingespannt nach hinten
vorragen und eine äußere Schulter 29 aufweisen,
mit deren Hilfe die Laschen 28 in eine Nut 30 des Gehäuses 5 in
der Stellung gemäß der 1 eingreifen können, wobei
in dieser Stellung der zylindrische Abschnitt 16 des Vorderteils 6 mit
einem Boden in dem vorderen zylindrischen Abschnitt 31 des
Gehäuses 5 in
Verbindung steht, während
seine Schulter 17 an einer Schulter 32 des Gehäuses 5 anliegt.
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Indem
auf die 4–6 Bezug genommen wird, sind
nachfolgend die unterschiedlichen Stufen bei der Einsteckung der
Kontakte 3 in das Steckverbinderteil 1 beschrieben
(das Einstecken der Kontakte 4 in das Steckverbinderteil 2 erfolgt
auf die gleiche Weise), wobei lediglich die beiden Teile des Isolators der
zwei Steckverbinderteile 1 und 2 in diesen Figuren
veranschaulicht sind.
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Vor
dem Einstecken der Kontakte 3 sind die beiden Teile 6 und 7 des
Isolators voneinander getrennt, wobei diese Trennstellung durch
die Verrastung des Zahns 21 der Klauen 20 des
Teils 6 in der Kerbe 26 der Einschnitte 25 des
Teils 7 festgelegt ist. In dieser Stellung sind die Zapfen 23 im
Abstand zu der Aufnahme 15 angeordnet. Die Kontakte 3 können von
der Rückseite
aus durch die Löcher 22 des
Hinterteils 7 hindurch eingebracht werden, bis die Flansche 12 gegen
die Nocken 24 der Zapfen 23 in Anlage kommen (4), die eine harte, deutlich
spürbare Stelle
bilden.
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Nachdem
diese harte Stelle durch Anwendung einer erhöhten Druckkraft auf die Kontakte 3 überwunden
worden ist, kann das Einstecken der Letzteren unter einer elastischen
Aufweitung der Zapfen 23 durch die Flansche 12 fortgesetzt
werden, bis die Flansche 12 gegen die Schultern 14 am
Boden der Aufnahme 15 in Anlage kommen, also gegen die
Schultern, die beim Einstecken das Wiederlager für die Kontakte 3 bilden
(5).
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Durch
Anwenden einer Druckkraft auf das Teil 7 in Richtung des
Teils 6 im Sinne ihrer gegenseitigen Annäherung ist
es anschließend
möglich,
unter Durchfederung der Klauen 20 nach außen die
Zähne 21 mit
den Kerben 26 außer
Eingriff zu bringen und die beiden Teile 6, 7 in
die wechselseitige Stellung gemäß 6 zu bringen, in der die
beiden Teile einander angenähert
und durch Einrasten der Zähne 21 hinter
den Schultern 27 gehalten sind. Während dieser Annäherungsbewegung
der Teile 6, 7 werden die Zapfen 23 in
den Aufnahmeraum 15, hinter den Flanschen 12 der
Kontakte 3, eingedrückt,
was dazu führt,
dass die Flansche 12 zwischen den Schultern 14 und
den freien Enden der Zapfen 23 eingeschlossen werden. In
dieser Stellung sind die Letztgenannten durch die Aufnahme 15 blockiert,
die sie umgibt (vgl. 1)
und an einem seitlichen Ausweichen hindert, um den Durchgang eines
Flansches 12 zu ermöglichen.
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Es
sollte betont werden, dass für
den Fall, dass in der Stellung der Teile 6, 7 gemäß 5 aus irgend einem Grund
ein Kontakt 3 nicht derart ausreichend eingesteckt wäre, dass
sein Flansch 12 die freien Enden der Zapfen 23 überwunden
hätte,
sein Flansch 12 zwischen den Zapfen 23 festgesetzt
liegen und die Letzteren gespreizt halten würde; die beiden Teile 6 und 7 könnten also
dadurch nicht in die angenäherte
Stellung gemäß 6 gebracht werden, weil die
gespreizten Zapfen 23 nicht in die Aufnahme 15 eingeführt werden
können.
Die Bedienperson wäre
somit über
diese Situation mit Sicherheit verständigt und könnte das Notwendige unternehmen,
um dem abzuhelfen.
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Erst
wenn die beiden Teile 6, 7 des Isolators in die
gegenseitig angenäherte
Stellung gemäß 6 gebracht worden sind,
wird die die beiden Teile 6, 7 sowie die Kontakte 3 enthaltende
Einheit in das Gehäuse 5 eingeführt und
in dem Letzteren mittels der Laschen 28 gesichert, wie
dies in der 1 veranschaulicht
ist.
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Nachdem
die gleichen Arbeitsgänge,
wie sie im Zusammenhang mit dem Steckverbinderteil 1 beschrieben
worden sind, auch an dem Steckverbinderteil 2 durchgeführt worden
sind, können
die beiden Steckverbinderteile 1 und 2 miteinander
gekuppelt und in dem gekuppelten Zustand mit Hilfe des Ringes 11 verriegelt
werden, wie in der 1 veranschaulicht.
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Es
versteht sich, dass die veranschaulichte und beschriebene Ausführungsform
lediglich zur beispielhaften Unterrichtung angegeben worden ist
und den Schutzbereich nicht einschränken soll und dass zahlreiche
Modifikationen und Veränderungen
im Rahmen der Erfindung möglich
sind. So könnte
das Steckverbinderteil 1 beispielsweise männliche
Kontakte statt weiblicher Kontakte oder sowohl männliche Kontakte als auch weibliche
Kontakte enthalten, während
das andere Steckverbinderteil 2 komplementäre Kontakte
enthalten würde.
Der Steckverbinder könnte
außerdem
keine runde Gestalt haben, und die Anzahl der Kontakte könnte unterschiedlich, von
zwei verschieden sein.
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Während aus
den 2 und 3 im Besonderen Unverwechselbarkeitsmittel
erkennbar sind, die an den Teilen 6, 7 und 9, 10 des
Isolators der beiden Teile des Steckverbinders vorgesehen sind,
sind diese Mittel insofern nicht näher beschrieben, als sie für sich nicht
Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden.
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Es
sind auch weitere Ausführungsformen möglich, was
die Mittel zur gegenseitigen Positionierung der beiden Teile des
Isolators eines jeden Teils des Steckverbinders anbetrifft, und
die Zapfen 23 wie auch die Aufnahme 15, die diese
Zapfen zu deren Blockierung aufnimmt, könnten durch andere Rückhaltemittel
für die
Flansche 12 der Kontakte und durch andere Mittel zur Festsetzung
oder Blockierung dieser Rückhaltemittel
ersetzt werden.
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Ein
wesentlicher Vorteil der veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsform
besteht darin, dass alle Teile des Verbinders und insbesondere die
beiden Teile 6, 7 und 9, 10 eines
jeden Steckverbinderteils 1, 2 aus Kunststoff
durch einfache Formung gefertigt werden können, ohne dass eine Nachbearbeitung
erforderlich ist. Jede Steckverbinderhälfte setzt sich somit aus einer
minimalen Anzahl von einfach herstellbaren Teilen zusammen, was
die Kosten des Steckverbinders in seiner Gesamtheit reduziert.