DE69905881T2 - MODULAR ELECTRICAL CONNECTOR - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen modularen elektrischen Steckverbinder und insbesondere auf einen Steckverbinder zur Übertragung elektrischer Leistung, welcher aus modular aufgebauten Verbindungselementen besteht, die je nach Bedarf anzuordnen sind.The invention relates to a modular electrical connector and, in particular, to a connector for transmitting electrical power, which consists of modularly constructed connecting elements that can be arranged as required.
Es sind bereits elektrische Steckverbinder bekannt, die je nach Bedarf in modularer Form in Reihe auf Trägerschienen angeordnet sind und aus Steckerelementen und getrennten fest angebrachten Verbindungssockeln bestehen.Electrical connectors are already known which, depending on requirements, are arranged in a modular form in series on support rails and consist of plug elements and separate, permanently attached connection bases.
Insbesondere ist aus der FR-PS 1 097 940 A (SOCAPEX PONTO) ein elektrischer Mehrfachstecker aus Isoliermaterial bekannt, der aus einem einzigen Stück gefertigt ist und mit mehreren ähnlichen elektrischen Steckern verbunden werden kann. Dabei weisen die · Isolierblöcke, aus denen diese bestehen, zu ihrer Positionierung nebeneinander zwei zapfenartige Ansätze und zwei entsprechende Vertiefungen auf (zwei Einsteckpunkte).In particular, FR-PS 1 097 940 A (SOCAPEX PONTO) discloses an electrical multiple plug made of insulating material, which is made from a single piece and can be connected to several similar electrical plugs. The insulating blocks of which they are made have two pin-like projections and two corresponding recesses (two insertion points) for their positioning next to one another.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese modularen elektrischen Steckverbinder insbesondere für die Übertragung elektrischer Leistung zu verbessern. Hierzu wird erfindungsgemäß ein modularer elektrischer Steckverbinder gemäß Anspruch 1 angeregt.The invention is based on the object of improving these modular electrical connectors, in particular for the transmission of electrical power. To this end, the invention proposes a modular electrical connector according to claim 1.
Dieser Isolierkörper weist eine quaderförmige rechteckige Ausbildung auf, wobei hier die Löcher seitlich an der Basis des Körpers in derselben Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur axialen Bohrung verläuft, so dass die Teile des Steckverbinders hinter einander auf den Spindeln zusammengefügt werden können und die Reihen von Verbindungselementen ihrerseits wieder auf quer zu den Reihen verlaufenden Stangen gehalten und befestigt werden können, wobei ein Zusammenbau der Elemente des Steckverbinders auf einer Ebene bei Entsprechung der Verbindung der Baugruppen der Stiftkontaktteile und der Hülsenkontaktteile zueinander in einer Ebene möglich wird.This insulating body has a cuboid-shaped rectangular design, with the holes arranged laterally at the base of the body in the same plane that runs perpendicular to the axial bore, so that the parts of the connector can be joined together one after the other on the spindles and the rows of connecting elements can in turn be held and fastened on rods running transversely to the rows, whereby an assembly of the elements of the connector on one plane is possible with the connection of the assemblies of the pin contact parts and the sleeve contact parts to one another in one plane.
Somit weist der Körper auf jeder seiner Montageflächen mindestens einen Vorsprung und eine Vertiefung auf, die in komplementärer Form im Abstand davon ausgebildet ist. Dieser Vorsprung und diese Ausnehmung sind jeweils in einer komplementären Vertiefung sowie einer komplementären Erhebung in der Fläche des benachbarten Korpus aufgenommen. Sie sind dazu bestimmt, das Ineinanderstecken von zwei benachbarten Körpern zu ermöglichen, wobei auf jeder der Montageflächen ein dritter Einsteckpunkt, beispielsweise ein vorspringendes Element (Nase) einer Fläche, die in einer komplementären Vertiefung einer benachbarten Fläche zu liegen kommt, in der Weise vorgesehen ist, dass beim Aufstecken der Baugruppe von Körpern aus Verbindungselementen eine auf das Volumen bezogen präzise Positionierung erreicht wird.Thus, the body has on each of its mounting surfaces at least one projection and one recess formed in a complementary shape at a distance therefrom. This projection and this recess are each formed in a complementary recess and a complementary elevation in the surface of the adjacent body. They are designed to allow two adjacent bodies to be fitted into one another, with a third insertion point being provided on each of the mounting surfaces, for example a projecting element (nose) of a surface which comes to rest in a complementary depression of an adjacent surface, in such a way that precise positioning in terms of volume is achieved when the assembly of bodies made up of connecting elements is fitted together.
Der Vorsprung kann aus einer ringförmigen Schulter bestehen, die in axialer Richtung auf dem Rand eines eingebohrten Lochs aufgeformt ist. Somit wird auf der gegenüber liegenden Montagefläche des Korpus eine komplementäre Vertiefung gebildet, auf diese Weise wird eine Montagefläche eines Korpus auf die Montagefläche eines benachbarten Korpus aufgesteckt, und zwar an drei im Dreieck angeordneten Punkten, wodurch eine starre Positionierung in der Reihe und in der Ebene der Baugruppe aus Elementen des Steckverbinders möglich wird, welche sich in vergleichsweise präziser Form in Entsprechung wieder finden müssen, um das Einstecken einer Baugruppe von Kontaktstiftteilen in einer Baugruppe von Kontakthülsenteilen zu ermöglichen.The projection can consist of an annular shoulder which is formed in the axial direction on the edge of a drilled hole. This creates a complementary recess on the opposite mounting surface of the body, in this way a mounting surface of one body is plugged onto the mounting surface of an adjacent body, namely at three points arranged in a triangle, which enables a rigid positioning in the row and in the plane of the assembly of elements of the connector, which must correspond in a relatively precise form in order to enable the insertion of an assembly of contact pin parts into an assembly of contact sleeve parts.
Selbstverständlich können zwischen den Elementen des Steckverbinders Isolierflansche angeordnet werden, um so die Länge der Kriechstrecke für den Strom zwischen zwei neben einander liegenden oder benachbarten Verbindungselementen zu Verlängern oder auch um gegebenenfalls die Unverwechselbarkeit eines Steckverbinders mit einem anderen zu ermöglichen.Of course, insulating flanges can be arranged between the elements of the connector in order to extend the length of the creepage distance for the current between two adjacent or neighbouring connecting elements or to enable one connector to be identified with another.
Der Korpus weist darüber hinaus eine ringförmige Schulter mit Gewinde in seinem oberen Abschnitt auf, welches koaxial zur Bohrung verläuft und die Verbindung mit einer Klemmschelle für das Leitungskabel ermöglicht. Dabei ist für den Einbau eines Kontaktdichtungsrings auf der Innenfläche eine ringförmige Vertiefung gegenüber vorgesehen, wobei der Dichtungsring bei Anbringung auf einer der Ausnehmungen im Korpus unter Abdichtung in den gegenüber liegenden ringförmigen Vertiefungen der beiden entsprechenden Elemente des Steckverbinders beim Einstecken aufgenommen wird.The body also has a threaded annular shoulder in its upper section, which is coaxial with the hole and allows connection to a clamp for the cable. An annular recess is provided on the inner surface for the installation of a contact sealing ring, whereby the sealing ring, when placed on one of the recesses in the body, is received in a sealed manner in the opposite annular recesses of the two corresponding elements of the connector when plugged in.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung dargestellt, in welcher:The invention is illustrated below using embodiments with reference to the accompanying drawing, in which:
- Fig. 1 eine Ansicht einer linienförmigen Baugruppe eines modularen elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung vor dem Aufstecken ist;- Fig. 1 is a view of a linear assembly of a modular electrical connector according to the invention before mating;
- die Fig. 2 und 3 Schnittansichten der beiden entsprechenden Steckteile, nämlich des Kontaktstiftteils und des Kontakthülsenteils, des Steckverbinders jeweils vor dem Zusammenstecken und im zusammengesteckten Zustand darstellen;- Figures 2 and 3 show sectional views of the two corresponding plug-in parts, namely the contact pin part and the contact sleeve part, of the connector before they are plugged together and in the plugged-together state;
- Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des jeweiligen Korpus der entsprechenden Elemente des Steckverbinders in verschiedenen Sichtebenen jeweils im ineinander gesteckten Zustand ist;- Fig. 4 is a perspective view of the respective body of the corresponding elements of the connector in different viewing planes, each in the nested state;
- Fig. 5 eine Ansicht einer Ausführungsvariante mit der Darstellung einer Baugruppe mit flächigen Elementen des Steckverbinders auf Befestigungsstangen zeigt.- Fig. 5 shows a view of a variant showing an assembly with flat elements of the connector on fastening rods.
Ein linear modular aufgebauter Steckverbinder gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Dieser Steckverbinder ergibt sich aus einer linearen Montage von zwei entsprechenden Sätzen 1 mit Elementen des Steckverbinders, nämlich jeweils Kontaktstiftteilen 3 und Kontakthülsenteilen 5, die dazu vorgesehen sind, dass sie jeweils in Pfeilrichtung ineinander gesteckt oder aus einander gezogen werden, wobei die Kontaktstiftteile 7 in die entsprechenden Kontakthülsenteile 9 eingreifen.A linear modular connector according to the invention is shown in Fig. 1. This connector results from a linear assembly of two corresponding sets 1 with elements of the connector, namely contact pin parts 3 and contact sleeve parts 5, which are intended to be inserted into one another or pulled apart in the direction of the arrow, with the contact pin parts 7 engaging in the corresponding contact sleeve parts 9.
Der untere Satz 1 mit Kontakthülsen ist fest mit einem entsprechenden Trägerteil 11 sowie mit dem Unterteil des Steckverbinders verbunden, während der obere Satz mit Kontaktstiften je nach Stecker beweglich ist.The lower set 1 with contact sleeves is firmly connected to a corresponding carrier part 11 and to the lower part of the connector, while the upper set with contact pins is movable depending on the connector.
Jeder der beiden Sätze weist 3 Steckverbinderelemente, nämlich Kontaktstifte 3 (mit einem Steckerstift für den Kontakt) für den oberen Satz bzw. Stecker und Kontakthülsen 5 (mit einem Hülsenteil für den Kontakt) für den unteren Satz bzw. das Unterteil auf. Die Elemente 3, 5 des Steckverbinders weisen jeweils einen Isolierkörper 13 und ein Kontaktelement 7 bzw. 9 auf, das in dem Korpus befestigt ist (Fig. 2 und 3). Die Isolierkörper 13 sind identisch ausgebildet, woraus sich Vorteile in der Herstellung ergeben.Each of the two sets has 3 connector elements, namely contact pins 3 (with a connector pin for the contact) for the upper set or plug and contact sleeves 5 (with a sleeve part for the contact) for the lower set or the lower part. The elements 3, 5 of the connector each have an insulating body 13 and a contact element 7 or 9, which is fastened in the body (Fig. 2 and 3). The insulating bodies 13 are identical, which results in advantages in production.
Die Kontaktstiftelemente 7 und ebenso die Kontakthülsenelemente 9 sind identisch.The contact pin elements 7 and also the contact sleeve elements 9 are identical.
Die Isolierkörper 13 sind satzweise einander gegenüber angeordnet. Sie weisen im wesentlichen die Form eines rechteckigen Quaders auf und besitzen jeweils eine durchge hende Bohrung in der Mitte, in welcher das Kontaktelement 7 bzw. 9 aufgenommen wird, sowie zwei parallele seitliche Löcher 17, die in derselben Ebene senkrecht zur Bohrung 15 und nahe der Basis ausgebildet sind. Die Kontaktelemente 7, 9 sind zylinderförmig, weisen im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 15 auf und sind dabei jeweils in axialer Richtung in dieser befestigt. Die eingebohrten Löcher 17 nehmen jeweils eine Gewindestange 19 auf (die in den Korpus eingeführt wird), und die Elemente 3, 5 des Steckverbinders in jedem Satz werden auf diese Weise mit Hilfe von zwei Gewindestangen 19 in einer Position verbunden, in der sie einander benachbart sind, wobei die Gewindestangen mit Hilfe von zwei Laschen 21 am Ende aufeinander festgesetzt sind, gegen welche Muttern 23 an den Enden der Gewindestangen 19 festgezogen werden.The insulating bodies 13 are arranged in sets opposite each other. They essentially have the shape of a rectangular cuboid and each have a continuous central bore in which the contact element 7 or 9 is received, and two parallel lateral holes 17 formed in the same plane, perpendicular to the bore 15 and close to the base. The contact elements 7, 9 are cylindrical, have substantially the same diameter as the bore 15 and are each axially secured therein. The drilled holes 17 each receive a threaded rod 19 (which is inserted into the body), and the elements 3, 5 of the connector in each set are thus connected by means of two threaded rods 19 in a position in which they are adjacent to one another, the threaded rods being fixed to one another by means of two tabs 21 at the end against which nuts 23 on the ends of the threaded rods 19 are tightened.
Zwischen den Elementen 3, 5 des Steckverbinders sind Isolierflansche 25 eingesetzt. Diese Flansche 25 verlängern die Kriechstrecke des Stroms (bei Steckverbindern zur Leistungsübertragung zu verwenden) und bieten vor jeglichem Risiko eines Funkenüberschlags zwischen den Kontaktelementen 7 oder 9 im strombelasteten Zustand Schutz.Insulating flanges 25 are inserted between the elements 3, 5 of the connector. These flanges 25 extend the current creepage distance (to be used in connectors for power transmission) and provide protection against any risk of arcover between the contact elements 7 or 9 in the current-loaded state.
Auf den oberen Laschen 21 sind Führungen 27 zum Zentrieren beim Einstecken befestigt, welche in komplementäre Löcher 29 der unteren Laschen 21 beim Einstecken eingreifen.Guides 27 for centering during insertion are attached to the upper tabs 21, which engage in complementary holes 29 of the lower tabs 21 during insertion.
Der eingesteckte Steckverbinder weist eine in Mittellängsrichtung verlaufende Symmetrieebene auf (mit Ausnahme der später noch zu beschreibenden Einsteckelemente), welche insbesondere die Achsen der Kontaktelemente 7, 9 und die Zentrierführungen umfasst; die Isolierkörper 13 sind dabei in axialer Richtung einander gegenüber angebracht, wie dies vorstehend schon erläutert wurde. Diese Körper weisen eine außen liegende Schulter mit Gewinde 31 auf, welche den Klemmring des (hier nicht dargestellten) Leitungskabels aufnimmt, das mit dem Kontaktelement verbunden ist, sowie am gegenüber liegenden Ende eine erweiterte ringförmige Vertiefung 33, welche je nach Bedarf einen Dichtungsring 35 zum Abdichten des Kontakts aufnehmen kann (vgl. Fig. 2, 3). Dieser Ring 35 kann auf dem Kontaktstiftteil 3 befestigt werden, wobei er mittels einer Sperrscheibe 37 im Eingriff auf der Basis des Kontaktstiftelements 7 gehalten wird. Dieses Kontaktstiftelement wird am anderen axialen Ende mittels einer weiteren oberen Scheibe oder eines oberen Befestigungsstifts 39 gesichert. Der Stift 39 kann in Nuten im Korpus eingesetzt sein und dabei die veränderliche Winkelausrichtung der Abschlussplatte des Kontaktelements in Verbindung mit dem Leitungskabel ermöglichen.The plugged-in connector has a plane of symmetry running in the central longitudinal direction (with the exception of the plug-in elements to be described later), which in particular includes the axes of the contact elements 7, 9 and the centering guides; the insulating bodies 13 are mounted opposite one another in the axial direction, as already explained above. These bodies have an external threaded shoulder 31 which receives the clamping ring of the cable (not shown here) connected to the contact element, and at the opposite end an enlarged annular recess 33 which can accommodate a sealing ring 35 for sealing the contact as required (see Fig. 2, 3). This ring 35 can be fastened to the contact pin part 3, being held in engagement with the base of the contact pin element 7 by means of a locking disk 37. This contact pin element is secured at the other axial end by means of another upper disk or an upper fastening pin 39. The pin 39 can be inserted into grooves in the body and allow the variable angular alignment of the end plate of the contact element in connection with the cable.
Das Kontakthülsenelement 9 ist analog zum Kontaktstiftelement 7 in der Bohrung 15 des entsprechenden Elements 5 des Steckverbinders angeordnet und wird dabei mittels Sicherungsscheiben 41, die auf dem Kontaktelement eingerastet werden, auf den beiden am Ende vorgesehenen Schultern gesichert, welche der Bohrung im Korpus gegenüber liegen, gegebenenfalls mit einer eingestellten Winkelausrichtung des Kontaktelements mit Hilfe eines hinteren Stifts 43.The contact sleeve element 9 is arranged in the bore 15 of the corresponding element 5 of the connector in the same way as the contact pin element 7 and is secured by means of locking washers 41 which are snapped onto the contact element, on the two shoulders provided at the end, which are opposite the bore in the body, if necessary with an adjusted angular orientation of the contact element by means of a rear pin 43.
Der Zusammenbau der Elemente 3, 5 des Steckverbinders aus jedem Satz erfolgt durch lineares Zusammenstecken der Isolierkörper 13. Die Isolierkörper 13 weisen tatsächlich auf ihren paarweise einander gegenüber liegenden Montageflächen 45 (Fig. 4) eine ringförmige Schulter 47 auf, welche von einer der Öffnungen des eingelassenen Lochs 17 aus vorsteht, sowie eine ringförmige komplementäre Schulter 49 an der gegenüber liegenden Öffnung und umgekehrt zum anderen eingelassenen Loch 17. Des Weiteren ist in Höhe der oberen Mittelebene eine vorspringende Nase 51 angeformt. Diese Nase wird in einer komplementären Vertiefung 53 im benachbarten Korpus aufgenommen und stellt einen dritten Einsteckpunkt für den Korpus 13 dar, wodurch die exakte Positionierung in einer Reihe gewährleistet wird. Jede Nase 51 schließt sich an eine Vertiefung 53 auf einer gleichen Fläche bei spiegelbildlicher seitlicher Positionierung auf der gegenüber liegenden Fläche 45 an.The elements 3, 5 of the connector from each set are assembled by linearly inserting the insulating bodies 13. The insulating bodies 13 have, in fact, on their paired mounting surfaces 45 (Fig. 4), an annular shoulder 47 protruding from one of the openings of the recessed hole 17, and a complementary annular shoulder 49 on the opposite opening and vice versa for the other recessed hole 17. Furthermore, a projecting lug 51 is formed at the level of the upper central plane. This lug is received in a complementary recess 53 in the adjacent body and represents a third insertion point for the body 13, thus ensuring exact positioning in a row. Each lug 51 adjoins a recess 53 on an identical surface with a mirror-image lateral positioning on the opposite surface 45.
Dazwischen ist ein Isolierflansch 25 in der bereits erwähnten Weise angeordnet, in welchem Löcher 55 für den Durchtritt der Einsteckpunkte 47, 51 der Elemente des Steckverbinders ausgebildet sind.An insulating flange 25 is arranged between them in the manner already mentioned, in which holes 55 are formed for the passage of the insertion points 47, 51 of the elements of the connector.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann somit unter Verwendung einer veränderlichen Anzahl von Steckerteilen zusammengebaut werden, die auf die Gewindestangen aufgeschoben und in einer Reihe zusammengebaut werden, wie dies vorstehend bereits erläutert wurde, wobei sie dann mit Hilfe von Laschen an den Enden auf den Gewindestangen festgespannt werden.The connector according to the invention can thus be assembled using a variable number of connector parts which are pushed onto the threaded rods and assembled in a row as already explained above, and are then clamped onto the threaded rods by means of tabs at the ends.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante dargestellt. Bei dieser Variante weist der Steckverbinder wie zuvor zwei entsprechende Sätze mit Steckerstiften und Steckerhülsen 1' auf, wobei der eine Satz fest angebracht ist und der andere beweglich ist. Dabei sind Elemente des Steckverbinders 3' oder 5' aus demselben Satz in einer Ebene angeordnet, beispielsweise entsprechend einem Rechteck mit sechs Steckerteilen. Der gegenüber liegende Satz weist natürlich die gleiche Ausbildung auf. Die Elemente des Steckverbinders sind dabei in drei Reihen 56 zu jeweils zwei Steckerelementen angeordnet, die mit einem starren rechteckigen Rahmen 57 verbunden sind. Jede der Reihen 56 ergibt sich beim linearen Zusammenbau von zwei Steckerelementen 3' bzw. 5', die auf zwei Gewindestangen 19' aufgesteckt werden, welche an dem Rahmen 57 befestigt sind.A variant is shown in Fig. 5. In this variant, the connector has two corresponding sets of connector pins and connector sleeves as before. 1', one set being fixed and the other being movable. Elements of the connector 3' or 5' from the same set are arranged in a plane, for example corresponding to a rectangle with six connector parts. The opposite set naturally has the same design. The elements of the connector are arranged in three rows 56 of two connector elements each, which are connected to a rigid rectangular frame 57. Each of the rows 56 results from the linear assembly of two connector elements 3' or 5', which are plugged onto two threaded rods 19', which are fastened to the frame 57.
Wie im zuvor beschriebenen Fall sind zur Führung beim Einstecken Zentrierführungen 59 vorgesehen, welche den Stecker bei seiner Bewegung zum entsprechenden Unterteil hin zentriert führen. Mit Hilfe von Verschlussschnallen 61 oder analogen Teilen kann die Verbindung außerdem noch verriegelt werden.As in the case described above, centering guides 59 are provided to guide the plug during insertion, which center the plug as it moves toward the corresponding lower part. The connection can also be locked using locking buckles 61 or similar parts.
Entsprechend einer anderen Variante sind Korpuselemente ohne Kontakt und damit von veränderlicher Dicke vorstellbar, in denen einzig und allein die Flächen zur Montage des vorstehend beschriebenen jeweiligen Korpus der Steckerelemente ausgebildet sind und welche Zwischenwände zwischen den Steckerelementen bilden.According to another variant, body elements without contact and thus of variable thickness are conceivable, in which only the surfaces for mounting the respective body of the plug elements described above are formed and which form intermediate walls between the plug elements.
Schließlich könnte die identische Art der Korpuselemente sich nur auf deren äußere Form beziehen, wobei sie jedoch zwischen zwei Steckerelementen bleiben, nämlich einem Kontaktstiftteil und dem entsprechenden Kontakthülsenteil, während die Kontaktelemente sich von einem Steckerelement zum benachbarten anderen Steckerelement unterschiedlich ausgebildet sein können.Finally, the identical nature of the body elements could refer only to their external shape, but they remain between two connector elements, namely a contact pin part and the corresponding contact sleeve part, while the contact elements can be designed differently from one connector element to the other adjacent connector element.
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