EP1388188A1 - Elektrische steckverbindung - Google Patents

Elektrische steckverbindung

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EP1388188A1
EP1388188A1 EP02778861A EP02778861A EP1388188A1 EP 1388188 A1 EP1388188 A1 EP 1388188A1 EP 02778861 A EP02778861 A EP 02778861A EP 02778861 A EP02778861 A EP 02778861A EP 1388188 A1 EP1388188 A1 EP 1388188A1
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EP
European Patent Office
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parts
spring
plug
spring element
electrical plug
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EP02778861A
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Robert Ehrlich
Thomas Irsigler
Nenov Veren
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PC Electric GmbH
Original Assignee
PC Electric GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/625—Casing or ring with bayonet engagement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
    • H01R13/506—Bases; Cases composed of different pieces assembled by snap action of the parts

Definitions

  • the present invention relates to an electrical plug device according to the preamble of claim 1.
  • plug devices are known for example from EP 0 921 605 AI.
  • the two housing parts are connected to each other there by means of a bayonet lock and thus secured axially and against rotation.
  • the axial fixation is made possible by means of ribs projecting radially from one of the two housing parts.
  • the torsion protection is provided by a spring element which is designed as a continuation of a rib and which engages in a recess in a housing part.
  • No. 5,743,763 also shows a similar plug-in device with a spring-like stop means, which causes the rotational fixation.
  • access to the sling means for opening the plug device is tedious and prone to contamination.
  • the aim of the present invention is therefore to avoid these disadvantages and to propose a plug-in device of the type mentioned at the outset which provides an anti-twist device which is robust on the one hand and always ensures the same securing even with repeated opening and closing and, in the event of unintentional destruction, also a simple one Exchange allows.
  • the spring element Due to the clamping of the spring element in the axial direction, the spring element is not subjected to buckling when the two housing parts are rotated. A buckling of the spring element is therefore not possible.
  • the separate arrangement of the spring element also enables the use of a material which has been specially matched for the hook and spring technology, as proposed in claim 3, which differs from the material of the rest of the plug-in device in terms of hydrolysis resistance and tensile strength. Should the spring element still be destroyed, it can simply be replaced by a new spring element. The two housing parts of the plug device can continue to be used.
  • the feature of claim 2 results in a secure stop for an anti-rotation device.
  • claims 4 and 5 enable simple manufacture of the receptacle on one of the two housing parts.
  • the holder encloses the spring element on three sides. The transfer of large forces is possible and a sufficient protection against rotation is guaranteed in every case.
  • the features of claim 6 secure the spring element against falling out of the receptacle.
  • the spring element can be safely and easily pressed radially inward, whereby the anti-rotation device is released.
  • a plug-in device according to the invention is now described in detail. It shows:
  • FIG. 1 shows a plug device 1 according to the invention with a first housing part 2 and a second housing part 3.
  • the first housing part 2 is used to hold connector pins
  • Plug channels 4 can be attached.
  • the first housing part 2 can also be used to hold contact sockets.
  • the term plug device thus encompasses both plugs and couplings and sockets.
  • the first housing part 2 also has a narrow flange section 5, which when the two are plugged together Housing parts 2.3 determines the degree of overlap. When the two housing parts 2, 3 are plugged together, they each overlap in an area 6 (first housing part 2) and an area 8 (second housing part 3). Radially projecting ribs 7 (FIG. 4) are arranged in the overlap region 6 of one housing part 2.
  • the second housing part 3 serves to coat the contacting of the plug pins or contact sockets with the electrical connection lines.
  • the overlap area 8 which is issued in order to be able to enclose the overlap area 6 of the first housing part 2, slits or recesses 21 are provided, which serve on the one hand for easier demolding of the injection molded part and on the other hand for opening the anti-rotation device, as explained in more detail later becomes.
  • the first housing part 2 also has two cross-sections which are essentially L-shaped and axially
  • Pluggable spring element 12 that has an outwardly directed tooth 13.
  • the spring element 12 is in the axial direction
  • the press fit is so firm that the spring element 12 is practically clamped in the lower area of the receptacle 11 and can spring in the upper area in the radial direction of the plug device 1.
  • a region 14 of the spring element 12 is between the arms 15 of the cross-sectionally L-shaped webs 10 which run in the circumferential direction of the housing part 2 and the jacket of the housing part 2 is clamped, the other region 16 is positioned between the two arms 15.
  • the spring element 12 is made of a plastic which is particularly suitable for the hook and spring technology and which differs from the plastic of the plug-in device in terms of its physical properties. In principle, it is also possible to use a metal spring plate as the spring element or to use other spring material with good spring properties and sufficient strength. As already mentioned, the spring element 12 has a tooth-like projection 13 which, in the assembled state of the two housing parts 2, 3, ensures the anti-rotation device.
  • the tooth 13 is provided with a run-on slope 13a, which has a recess 13b.
  • the plug device works as follows:
  • the two housing parts 2, 3 are pushed into one another in the axial direction, so that the overlap region 8
  • Overlap area 6 encloses.
  • the flange section 5 serves as a limitation of the axial pushing together.
  • the webs 9 projecting inward from the overlap region 8 of the second housing part 3 allow the two housing parts 2, 3 to be pushed together axially only in a defined position with respect to one another.
  • the two housing parts 2, 3 After the two housing parts 2, 3 have been pushed together, they are rotated relative to one another, the webs 9 allowing the rotation only in one direction. As a result, the ribs 7 and the webs 9 are positioned below or above one another, so that an axial movement of the two housing parts 2, 3 is no longer possible.
  • the spring element 12 In the course of the rotation in the predetermined direction, the spring element 12 is pressed in its upper, freely resilient area by the web 17 in the direction of the casing of the housing part 2. After the spring element 12 has passed the web 17 in the course of the rotation, it springs radially outwards into a recess 21 due to the spring action.
  • the tooth 13 is supported with its End face on the web 17. A rotation in the direction of the web 17 is therefore no longer possible. A rotation in the opposite direction is not possible due to the web 9a, since this meets the rib 7a on the end face.
  • the web 17 is designed such that it runs obliquely inwards in order to slowly press the spring element 12 inwards during the rotation.

Description

E L E K T R I S C H E S T E C K V E R B I N D U N G
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Steckvorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 0 921 605 AI bekannt. Die beiden Gehäuseteile werden dort mittels eines Bajonettverschlusses miteinander verbunden und so axial und gegen Verdrehung gesichert. Die axiale Fixierung wird dabei mittels radial von einem der beiden Gehäuseteile abstehenden Rippen ermöglicht. Die Verdrehsicherung erfolgt durch ein Federelement, dass als Fortsetzung einer Rippe ausgebildet ist und welches in einer Ausnehmung eines Gehäuseteils einrastet. Als nachteilig dabei hat sich herausgestellt, dass durch mehrmaliges Öffnen und Schließen das Federelement, welches einstückig mit der Rippe ausgebildet ist und daher auch aus demselben Material gefertigt ist, relativ rasch verschleißt und einerseits an Federkraft verliert und andererseits ein am Federelement angeordneter Zahn, der die Relativbewegung der beiden Gehäuseteile in eingerasteter Stellung verhindert, sehr schnell abgeschoren wird, so dass eine ausreichende Verdrehsicherung nicht gegeben ist. Im Falle eines zu großen Verschleißes des Federelementes samt Zahn, ist die gesamte Steckvorrichtung unbrauchbar und zu ersetzten. Der Grund für den frühzeitigen Verschleiß des Federelementes sind die unterschiedliche Anforderungen an das Material der Steckvorrichtung als solche und an das Material des Federelementes. Das Material der Steckvorrichtung eignet sich nicht zur Herstellung eines federnden Bauteils mit relativ hoher Belastung.
Die US 5,743,763 zeigt ebenfalls eine ähnliche Steckvorrichtung, mit einem federartigen Anschlagmittel, welches die rotatorische Fixierung bewirkt. Die Zugänglichkeit zum Anschlagmittel zum Öffnen der Steckvorrichtung ist jedoch mühsam und anfällig gegen Verschmutzung.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und eine Steckvorrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die eine Verdrehsicherung vorsieht, die einerseits robust ist und auch bei mehrmaligem Öffnen und Schließen stets dieselbe Sicherung bewirkt und im Falle eine unbeabsichtigten Zerstörung auch ein einfaches Austauschen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 ermöglicht.
Durch die Einspannung des Federelementes in axialer Richtung erfolgt beim Verdrehen der beiden Gehäuseteile keine Beanspruchung des Federelementes auf Knickung. Ein Ausknicken des Federelementes ist somit nicht möglich. Die separate Anordnung des Federelementes ermöglicht auch die Verwendung eines speziell für die Haken- und Federtechnik abgestimmten Werkstoffes, wie in Anspruch 3 vorgeschlagen, der sich hinsichtlich Hydrolysebeständigkeit und Zugfestigkeit vom Werkstoff der restlichen Steckvorrichtung unterscheidet. Sollte das Federelement dennoch zerstört werden, so kann es einfach durch ein neues Federelement ersetzt werden. Die beiden Gehäuseteile der Steckvorrichtung können weiterverwendet werden .
Das Merkmal des Anspruchs 2 ergibt einen sicheren Anschlag für eine Verdrehsicherung.
Die Merkmale des Anspruchs 4 und 5 ermöglichen eine einfache Fertigung der Aufnahme an einem der beiden Gehäuseteile. Die Aufnahme umschließt das Federelement auf drei Seiten. Die Übertragung von großen Kräften ist somit möglich und eine ausreichende Verdrehsicherung in jedem Fall gewährleistet . Durch die Merkmale des Anspruchs 6 erfolgt eine Sicherung des Federelementes gegen Herausfallen aus der Aufnahme.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 kann das Federelement sicher und einfach radial nach innen gepresst werden, wodurch die Verdrehsicherung gelöst wird.
Im Anschluss erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung. Dabei zeigt:
Fig.l eine elektrische Steckvorrichtung in verriegeltem Zustand
Fig.2 eine elektrische Steckvorrichtung in verriegeltem Zustand in teilweise aufgeschnittener Ansicht
Fig.3 Detail A aus Fig.2
Fig.4 eine Schnittansicht einer elektrischen
Steckvorrichtung in der Überlappungsebene der beiden Gehäuseteile
Fig.5 Detail B aus Fig.4
Fig.6 eine Frontansicht des Federelementes
Fig.7 eine Rückansicht des Federelementes
Fig.l zeigt eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung 1 mit einem ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3.
Der erste Gehäuseteil 2 dient zur Aufnahme von Steckerstiften
(nicht gezeichnet) , welche in den dafür vorgesehenen
Steckerkanälen 4 (Fig.4) befestigbar sind. Alternativ dazu kann der erste Gehäuseteil 2 auch zur Aufnahme von Kontaktbuchsen dienen. Der Begriff Steckvorrichtung umfasst somit sowohl Stecker als auch Kupplungen und Steckdosen. Der erste Gehäuseteil 2 weist weiters einen schmalen Flanschabschnitt 5 auf, der beim Zusammenstecken der beiden Gehäuseteile 2,3 den Grad der Überlappung bestimmt. In zusammengesteckten Zustand der beiden Gehäuseteile 2,3 überlappen sich diese jeweils in einem Bereich 6 (erster Gehäuseteil 2) und einem Bereich 8 (zweiter Gehäuseteil 3) . Im Überlappungsbereich 6 des einen Gehäuseteils 2 sind radial abstehende Rippen 7 (Fig.4) angeordnet.
Der zweite Gehäuseteil 3 dient zur Ummantelung der Kontaktierung der Steckerstifte bzw. Kontaktbuchsen mit den elektrischen Anschlussleitungen. Im Überlappungsbereich 8, der ausgestellt ist, um den Überlappungsbereich 6 des ersten Gehäuseteils 2 umschließen zu können, sind Schlitze bzw. Ausnehmungen 21 vorgesehen, welche einerseits der leichteren Entformung des Spritzgussteils dienen und andererseits dem Öffnen der Verdrehsicherung, wie an späterer Stelle noch genauer ausgeführt wird. An der Innenseite des Überlappungsbereiches 8 sind radial nach innen abstehende Stege 9 angeordnet, die mit den Rippen 7 des ersten Gehäuseteils 2 zusammenarbeiten und so die axiale Fixierung ermöglichen. Es ist klar ersichtlich, dass die Rippen 7 auch am zweiten Gehäuseteil 3 und die Stege 9 am ersten Gehäuseteil 2 angeordnet sein können.
Der erste Gehäuseteil 2 weist des weiteren zwei im Querschnitt im wesentlichen L-förmige, sich in axialer
Richtung der Steckvorrichtung 1 erstreckende Stege 10 auf, die gemeinsam mit dem Mantel des Gehäuseteils 2 eine Aufnahme 11
(Fig.3) begrenzen. In diese Aufnahme 11 ist ein
Federelement 12 steckbar, dass einen nach außen gerichteten Zahn 13 aufweist. Das Federelement 12 ist in axialer Richtung
(in Fig.2 von oben) in die Aufnahme 11 schiebbar, wobei es dabei in der Aufnahme 11 mittels Presssitz fixiert ist. Der
Presssitz ist dabei so fest, dass das Federelement 12 im unteren Bereich der Aufnahme 11 praktisch eingespannt ist, und im oberen Bereich in radialer Richtung der Steckvorrichtung 1 federn kann. Ein Bereich 14 des Federelements 12 ist dabei zwischen den in Umfangsrichtung des Gehäuseteils 2 verlaufenden Armen 15 der im Querschnitt L-förmigen Stege 10 und dem Mantel des Gehäuseteils 2 geklemmt, der andere Bereich 16 ist zwischen den beiden Armen 15 positioniert.
Das Federelement 12 ist aus einem speziell für die Haken und Federtechnik geeignetem Kunststoff hergestellt, der sich vom Kunststoff der Steckvorrichtung hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften unterscheidet. Prinzipiell ist es auch möglich ein Metallfederplättchen als Federelement zu verwenden bzw. andere, gute Federeigenschaften bei ausreichender Festigkeit aufweisendes Federmaterial einzusetzen. Das Federelement 12 weist, wie bereits erwähnt, einen zahnartigen Vorsprung 13 auf, der in zusammengebauten Zustand der beiden Gehäuseteile 2,3 die Verdrehsicherung bewirkt. Der Zahn 13 ist mit einer Anlaufschräge 13a versehen, welche eine Vertiefung 13b aufweist.
Die Funktionsweise der Steckvorrichtung ist wie folgt:
Die beiden Gehäuseteile 2,3 werden in axialer Richtung ineinandergeschoben, so dass Überlappungsbereich 8
Überlappungsbereich 6 umschließt. Der Flanschabschnitt 5 dient dabei als Begrenzung des axialen Zusammenschiebens. Die vom Überlappungsbereich 8 des zweiten Gehäuseteils 3 nach innen abstehenden Stege 9 erlauben dabei das axiale Zusammenschieben der beiden Gehäuseteile 2,3 nur in einer definierten Position zueinander.
Nach dem Zusammenschieben der beiden Gehäuseteile 2,3 werden diese gegeneinander verdreht, wobei die Stege 9 das Verdrehen lediglich in eine Richtung ermöglichen. Dadurch werden die Rippen 7 und die Stege 9 unter bzw. übereinander positioniert, so dass eine axiale Bewegung der beiden Gehäuseteile 2,3 nicht mehr möglich ist. Im Zuge der Drehung in die vorgegebene Richtung wird das Federelement 12 in seinem oberen, frei federnden Bereich durch den Steg 17 in Richtung des Mantels des Gehäuseteils 2 gedrückt. Nach dem das Federelement 12 den Steg 17 im Zuge der Drehung passiert hat, springt es durch die Federwirkung radial nach außen, in eine Ausnehmung 21. Dabei stützt sich der Zahn 13 mit seiner Stirnseite am Steg 17 ab. Eine Verdrehung in Richtung des Steges 17 ist somit nicht mehr möglich. Eine Verdrehung in die entgegengesetzte Richtung ist aufgrund des Steges 9a nicht möglich, da dieser stirnseitig mit der Rippe 7a aufeinandertrifft.
Der Steg 17 ist dabei so ausgeführt, dass er schräg nach innen verläuft um während der Drehung das Federelement 12 langsam nach innen zu drücken.
Um die Verdrehsicherung zu lösen ist es nur erforderlich, das Federelement 12 mit einem spitzen Gegenstand durch die Ausnehmung 21 hindurch nach innen zu drücken. Der spitze Gegenstand wird dabei an der Anlaufschräge 13b angesetzt und gleitet über diese in die Vertiefung 13a, wo er festen Halt findet und das Federelement radial nach innen presst. Gleichzeitig muß der erste Gehäuseteil 2 in Richtung des Steges 17 verdreht werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Elektrische Steckvorrichtung (1) mit einem mindestens zwei Teile (2,3) umfassenden Gehäuse, wobei der erste Teil (2) zur Aufnahme von Steckerstiften bzw. Kontaktbuchsen dient und der zweite Teil (3) einen die Kontaktierung der Steckerstifte bzw. Kontaktbuchsen mit den Anschlussleitungen umgebenden Schutzmantel bildet und radiale abstehende Rippen (7) an einem der beiden Teile (2) vorgesehen sind, die mit entsprechenden Stegen (9) am anderen der beiden Teile (3) nach Verdrehung der beiden Teile (2,3) zueinander eine axiale Fixierung der beiden Teile (2,3) bewirken und wobei ein federartiges Anschlagmittel (12) zwischen den beiden Teilen (2,3) vorgesehen ist, welches eine rotatorische Fixierung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das federartige Anschlagmittel (12) einen Einspannbereich (14) aufweist, welcher an einem der beiden Teile (2) eingespannt ist sowie einen in axialer Richtung der Steckvorrichtung (1) an den Einspannbereich (14) anschließenden, in radialer Richtung beweglichen Federbereich (16) , der in einer entsprechenden, nach außen offenen, radial zugänglichen Ausnehmung (21) am anderen Teil (3) einrastbar ist.
2. Elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Federbereich (16) ein radial nach außen abstehender Zahn (13) angeordnet ist.
3. Elektrische Steckvorrichtung (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) aus speziell für die Haken und Federtechnik geeignetem Kunststoff gefertigt ist.
4. Elektrische Steckvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) in eine vom Mantel des einen Gehäuseteils (2) abstehende Aufnahme (11) in einer Richtung parallel zur Achse der Steckvorrichtung einschiebbar ist.
5. Elektrische Steckvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) durch zwei im Querschnitt im wesentlichen L-förmige, sich in axialer Richtung der Steckvorrichtung erstreckende Stege (10) und der Mantelfläche des einen Gehäuseteils (2) gebildet ist.
6. Elektrische Steckvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Stege (10) und der Mantelfläche des einen Gehäuseteils (2) gebildete Aufnahme (11) und das Federelement (12) eine Presspassung aufweisen.
7. Elektrische Steckvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der nach außen gerichtete Zahn (13) mit einer Anlaufschräge (13b) versehen ist, in welcher eine Vertiefung (13a) vorgesehen ist .
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