DE10356566B3

DE10356566B3 - Verriegelbare Steckverbindung

Info

Publication number: DE10356566B3
Application number: DE10356566A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Röse
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2023-12-05
Also published as: US20050124202A1; US6984143B2

Abstract

Bei einer verriegelbaren Steckverbindung, die aus Steckerelementen in Form eines Steckverbinders und eines Gegensteckverbinders besteht, die über am Gehäuse eines der Steckerelemente an den Enden von flexiblen Armen angeordnete Verriegelungshaken sowie am Gehäuse des zweiten Steckerelementes angeordneten Verriegelungsaufnahmen miteinander verriegelbar sind, sind an den Verriegelungsarmen dem Verriegelungshaken entgegengesetzt gerichtete Hebelarme angeordnet, die an im Bereich der Verriegelungsaufnahmen am Gehäuse des zweiten Steckerelementes angeordneten schrägen Flächen zur Anlage bringbar sind. Die Verriegelungsarme können sowohl am Gehäuse des Steckverbinders als auch am Gehäuse des Gegensteckverbinders angeordnet sein, wobei sie vorzugsweise in das Gehäuse des betreffenden Steckerelementes integriert sind.

Description

Verriegelbare elektrische Steckverbindung, bestehend aus Steckverbinderteilen in Form eines Steckverbinders und eines Gegensteckverbinders, die über am Gehäuse eines der Steckverbinderteile an Verriegelungsarmen angeordnete Verriegelungshaken sowie über am Gehäuse des zweiten Steckverbinderteiles angeordnete Verriegelungsaufnahmen miteinander verriegelbar sind, wobei an den Verriegelungsarmen den Verriegelungshaken entgegengesetzt gerichtete flexible Hebelarme vorgesehen sind.
Verriegelbare elektrische Steckverbindungen sind im Prinzip aus der DE 30 41 938 C2 bekannt geworden und finden unter anderem im Bereich der Luftfahrttechnik Verwendung. Bei einer gegenwärtig im Einsatz befindlichen Steckverbindung dieser Art ist der Verriegelungsmechanismus mit zwei einander gegenüberliegend am Gehäuse des Steckverbinders angeordneten Verriegelungshaken ausgestattet, die über flexible, an das Gehäuse des Steckverbinders angeformte Verriegelungsarme gehaltert werden und die durch beidseitigen seitlichen Fingerdruck entriegelbar sind, woraufhin die Steckverbindung anschließend durch eine Zugbewegung gelöst werden kann. Eine vergleichbare Anordnung ist auch bereits aus der US 6 517 372 B1 bekannt geworden. Daneben ist bereits in der US 6 065 991 A eine elektrische Steckverbindung beschrieben, bei der eine gefederte bewegliche Mechanik mit einem erzwungenen Formschluß vorgesehen ist, der beim Öffnen wieder freigegeben werden muß.
Weiterhin ist aus der US 6 146 182 A eine verriegelbare elektrische Steckverbindung bekannt geworden, bei der an den Verriegelungsaamen flexible Hebelarme zu dem Zweck vorgesehen sind, ein akustisches Verschlußsignal zu erzeugen.
Schließlich ist aus der US 5 713 752 A eine verriegelbare elektrische Steckverbindung der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei der zusätzlich zu an den Enden von starren Verriegelungsaamen angeordneten Verriegelungshaken entgegengesetzt gerichtete, federnd ausgebildete Hebelarme vorgesehen sind, über die die erforderliche Verriegelungskraft aufgebracht wird und deren Federkraft zum Lösen der durch die Verriegelungshaken bewirkten Verriegelung überwunden werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steckverbindung der eingangs genannten Art auszubilden, daß neben einer hohen Verschlußsicherheit auf einfache Weise eine mit der Entriegelung einhergehende selbsttätige Separation der beiden Steckverbinderteile ermöglicht wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß bei einer derartigen Steckverbindung die entgegengesetzt gerichteten Hebelarme derart den Enden der flexibel ausgebildeten Verriegelungsarme zugeordnet sind, daß sie an im Bereich der Verriegelungsaufnahmen am Gehäuse des zweiten Steckverbinderteiles angeordneten schrägen Flächen zur Anlage bringbar sind.

Eine alternative Ausbildung wird dadurch erreicht, daß bei einer derartigen Steckverbindung die Enden der flexibel ausgebildeten Verriegelungsarme an im Bereich der Verriegelungsaufnahmen am Gehäuse des zweiten Steckverbinderteiles angeordneten schrägen Flächen zur Anlage bringbar sind.

In beiden Fällen bewirken entweder die am ersten Steckverbinderteil an den Enden der Verriegelungsarme integrierten Hebelarme bzw. die Enden der Verriegelungsarme selbst im Zusammenwirken mit den entsprechenden am zweiten Steckverbinderteil vorgesehenen schrägen Anlageflächen ein unterstützendes Herausschieben des Gegensteckverbinders aus dem Steckverbinder. Zugleich stellen die den Verriegelungshaken entgegengesetzt angeordneten Hebelarme einen hohen Verriegelungsdruck der Verriegelungsarme sicher, indem neben der Federkraft der flexiblen Hebelarme auch die Rückstellkräfte der erfindungsgemäß gleichfalls flexibel ausgebildeten Verriegelungsarme in Richtung des Verschlusses wirken, so daß die Summe dieser aufgebrachten Kräfte in Verriegelungsrichtung weist. Dadurch wird die Haltekraft der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Verriegelung signifikant erhöht und die gesamte Verriegelung ist unanfällig gegen Schock- und Vibrationsbeanspruchungen, so daß ein eventuelles unbeabsichtigtes Öffnen der Verriegelung zuverlässig verhindert wird.

Weiterhin läßt sich durch die erfindungsgemäße Steckverbindung eine äußerst flache Bauweise realisieren, die sich nicht nur extrem einfach öffnen sondern sich auch schnell stecken und verriegeln läßt. Durch ihre flache Bauweise ermöglicht es die Steckverbindung nach der Erfindung, die Größe der mit einer solchen Steckverbindung ausgestatteten Einheit, beispielsweise einer sogenannten Seat Electronic Box, wesentlich zu verringern. Auch wird die Montage und vor allem die Demontage des Steckverbinders am Gehäuse dieser Einheit wesentlich erleichtert.

Die mit der erfindungsgemäßen Steckverbindung erzielbare Verriegelung ist vorzugsweise sehr robust ausgelegt, da bei Umbauarbeiten im Flugzeug, beispielsweise bei einer Klassenumrüstung, diese Steckverbindung gelöst werden muß und der Gegensteckverbinder unter Umständen zeitweilig am Kabel lose auf dem Fußboden liegt. Daher ist der Gegensteckverbinder vorzugsweise so ausgelegt, daß er Belastungen durch Fußtritte standzuhalten vermag. Um eine möglichst hohe Flexibilität der Steckverbindung nach der Erfindung zu erzielen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß Moduleinsätze in das Steckergehäuse eingesetzt werden können, die ein unterschiedliches Kontaktlayout aufweisen können und die damit eine modulare Bauweise ermöglichen. Weiterhin sind in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Kontakte der Steckverbinderteile nicht freistehend ausgebildet, sondern durch das jeweilige Steckergehäuse geschützt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
1 einen senkrechten Schnitt durch einen Gegensteckverbinder,
2 einen senkrechten Schnitt durch einen zugehörigen Steckverbinder,
3 eine Ansicht der Kontaktanordnung eines Gegensteckverbinders,
4 eine seitliche Ansicht eines Gegensteckverbinders
5 eine Ansicht der Kontaktanordnung eines Steckverbinders,
6 bis 8 eine Detaildarstellung der Anordnung gemäß den 1 bis 5 in verschiedenen Verriegelungsstadien und
9 eine Detaildarstellung einer alternativen Anordnung.
Bei dem in den 1 bis 8 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind an einem Gehäuse 2 eines Steckverbinders 1 zwei Verriegelungsame 3, 4 mit angeformten Verriegelungshaken 5, 6 angeordnet, die in entsprechende Verriegelungsaufnahmen 25, 26 eines zugehörigen Gegensteckverbinders 21 greifen und die so der Verriegelung des Steckverbinders 1 mit diesem zugehörigen Gegensteckverbinder 21 dienen. Um die auf diese Weise erzielbare Schnappverriegelung gegen Vibrationen und Stöße zu sichern, sind rückseitig an den äußeren Enden der Verriegelungshaken 5, 6 Hebelarme 7 bzw. 8 angeordnet, die in gestecktem Zustand der Steckverbinderteile 1 und 21 eine Kraft in Richtung der Verriegelung ausüben. Zu diesem Zweck sind die Hebelarme 7 und 8 federnd ausgelegt, so daß sie eine konstante Verschlußkraft ausüben.
Zugleich liegen in gestecktem Zustand der Steckverbinderteile 1 und 21 die federnden Hebelarme 7 und 8 an entsprechenden Anschrägungen 27, 28 an, die am Gehäuse 22 des Gegensteckverbinders 21 vorgesehen sind. Durch diese Anschrägungen 27, 28 ist zugleich sichergestellt, daß sich der Gegensteckverbinder 21 beim Verschieben der Verriegelungshaken 5, 6 unter seitlichem Fingerdruck beim Öffnen aufgrund der Beaufschlagung durch die federnden Hebelarme 7 bzw. 8, die gegen die Anschrägungen 27, 28 drücken, selbsttätig aus dem Steckverbinder 1 bewegt. Die Hebelarme 7, 8 sind dabei konstruktiv so ausgelegt, daß sie sich immer im elastischen Bereich des Materials befinden. Die Federkraft der Hebelarme 7, 8 und die Winkel der zugehörigen Anschrägungen 27, 28 sind konstruktiv so ausgelegt, daß sich eine sichere Verriegelung ergibt, die aber zugleich rasch und ohne allzu großen Kraftaufwand gelöst werden kann. Die Hebelarme 7, 8 können dabei in das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Gehäuse 1 integriert oder aber als separat angeordnete Zusatzteile realisiert sein.
Um die Bauhöhe der Elemente der erfindungsgemäßen Steckverbindung möglichst niedrig zu halten, weisen die Steckverbinderteile 1 und 21 vorzugsweise die in den Figuren dargestellte rechteckige Grundform auf, in die sich jeweils Einsätze 9, 29 mit verschiedenen Kontaktlayouts einsetzen lassen, so daß eine modulare Bauweise ermöglicht wird. Die Einsätze 9, 29 werden im jeweiligen Steckergehäuse 2, 22 verriegelt. Die Steckverbinderteile 1 und 21 sind konstruktiv ferner so ausgelegt, daß sie im gegenseitigen Wechsel Module für Kontaktstifte 10 oder Module für Kontaktbuchsen 30 aufnehmen können. In jeden Fall sind die Kontakte jeweils seitlich durch das zugehörige Steckergehäuse 2, 22 gegen Beschädigungen geschützt. Die Verriegelungsarme 3, 4 sind ferner durch sich seitlich erstreckende Verlängerungen 11 der Wände geschützt, so daß seitliche Kräfte, hervorgerufen durch eine Fehlhandlung, nicht auf die Verriegelungsarme einwirken und diese beschädigen können.
An beiden Steckverbinderteilen 1 und 21 sind weiterhin Kodierungselemente 12, 32 in Form von ineinander greifenden Kodierungsnuten angeordnet, deren Zapfen durch entsprechende Sollbruchstellen einzeln definiert herausgebrochen werden können, so daß sich verschiedene Kodierungen realisieren lassen. Die verschiedenen Kodierungsvarianten können dabei entweder durch auswechselbare Einsätze in dem für die Herstellung der Gehäuse 2, 22 verwendeten Spritzwerkzeug oder durch herausbrechbare Plastikquader erzeugt werden. Vervollständigt wird die Anordnung schließlich durch durch eine am Gegensteckverbinder 21 angeordnete Zugentlastung 31 sowie durch im Steckverbinder 1 vorgesehene Befestigungsbohrungen 13, 14.
In den 6 bis 8 sind die verschiedenen Steckzustände der Steckverbindung während des Steckvorganges dargestellt. 6 zeigt dabei sowohl den Zustand zu Beginn des Steckvorgangs, bei dem die Verriegelungsarme 3, 4 voll ausgelenkt und die integrierten Hebelarme 7, 8 halb ausgelenkt sind, als auch den Zustand, bei dem die Verriegelung geöffnet ist und der Gegensteckverbinder 21 herausgezogen werden kann, wobei die Hebelarme 7, 8 unter Spannung stehen.
7 zeigt zum einen den Zustand, bei dem die Verriegelungsarme 3, 4 durch Druck der integrierten Hebelarme 7, 8 und der Verriegelungshaken 5, 6 verriegelt werden. zugleich gibt diese Figur einen Zustand wieder, bei dem die Verriegelungsarme 3, 4 durch seitlichen Fingerdruck ausgelenkt und entriegelt werden, so daß die Hebelarme 7, 8 maximal ausgelenkt werden. Diese üben dadurch über die Anschrägungen 27, 28 eine zum Entriegeln geeignete Kraft auf den Gegensteckverbinder 21 aus, so daß dieser axial aus dem Steckverbinder 2 herausgedrückt wird. Die Verriegelungsarme 3, 4 sind bei diesem letztgenannten Vorgang weiter ausgelenkt als beim Verriegelungsvorgang.
8 zeigt schließlich den vollständig verriegelten Zustand, bei dem die Verriegelungsarme 3, 4 eingerastet sind und die Hebelarme 7, 8 eine konstante Kraft ausüben, die die Verriegelungsarme 3, 4 in ihre Position fixiert.
Die in 9 im Detail dargestellte alternative Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehend beschriebenen dahingehend, daß in diesem Fall integrierte Hebelarme 47 weiter unterhalb an einem Verriegelunssarm 43 angeordnet sind und der entsprechende Verriegelungshaken 45 gegen eine Wandung 56 läuft und dadurch den Verriegelungsdruck erhöht. Auf ein unterstützendes Herausschieben des Steckverbinders wird bei dieser Ausführung verzichtet.
Die beschriebenen Steckverbinder können entweder in Form einer sogenannten Panel Mount Version oder durch eine 90° abgewinkelte Leiterplattenversion angebracht werden. Bei der Panel Mount Version wird der Steckverbinder am Gerätegehäuse befestigt und die Verkabelung erfolgt über Leitungen zur Leiterplatte. Bei der Leiterplattenversion werden die Kontakte des Steckverbinders direkt auf die Leiterplatte gelötet und die Befestigung des Steckverbinders erfolgt unmittelbar auf der Leiterplatte. Das Gerätegehäuse wird dann über das Steckergehäuse in dafür vorgesehenen Nuten geschoben und mit der Leiterplatte befestigt.
Anzumerken ist abschließend, daß im Rahmen der Erfindung die Verriegelungsarme sowohl am Steckverbinder als auch am Gegensteckverbinder angeordnet sein können.

Claims

Verriegelbare elektrische Steckverbindung, bestehend aus Steckverbinderteilen in Form eines Steckverbinders (1) und eines Gegensteckverbinders (21), die über am Gehäuse eines der Steckverbinderteile (1, 21) an Verriegelungsarmen (3, 4) angeordnete Verriegelungshaken (5, 6) sowie über am Gehäuse des zweiten Steckverbinderteiles (1, 21) angeordnete Verriegelungsaufnahmen (25, 26) miteinander verriegelbar sind, wobei an den Verriegelungsarmen (3, 4) den Verriegelungshaken (5, 6) entgegengesetzt gerichtete flexible Hebelarme (7, 8) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt gerichteten Hebelarme (7, 8) derart den Enden der flexibel ausgebildeten Verriegelungsarme (3, 4) zugeordnet sind, daß sie an im Bereich der Verriegelungsaufnahmen (25, 26) am Gehäuse (2, 22) des zweiten Steckverbinderteiles (1, 21) angeordneten schrägen Flächen (27, 28) zur Anlage bringbar sind.
Verriegelbare elektrische Steckverbindung, bestehend aus Steckverbinderteilen in Form eines Steckverbinders (1) und eines Gegensteckverbinders, die über am Gehäuse eines der Steckverbinderteile an Verriegelungsaamen (43) angeordnete Verriegelungshaken (45) sowie über am Gehäuse des zweiten Steckverbinderteiles angeordnete Verriegelungsaufnahmen miteinander verriegelbar sind, wobei an den Verriegelungsarmen (43) den Verriegelungshaken (45) entgegengesetzt gerichtete flexible Hebelarme (47) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der flexibel ausgebildeten Verriegelungsarme (43) an im Bereich der Verriegelungsaufnahmen am Gehäuse des zweiten Steckverbinderteiles angeordneten schrägen Flächen (55) zur Anlage bringbar sind.
Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsarme (3, 4, 43) in das Gehäuse (2, 22) des jeweiligen Steckverbinderteiles (1, 21) integriert sind.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gehäuse (2, 22) der Steckverbinderteile (1, 21) Moduleinsätze (9, 29) einsetzbar sind.
Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinderteile (1, 21) konstruktiv so ausgelegt sind, sowohl Module (9) für Kontaktstifte (10) oder Module (29) für Kontaktbuchsen (30) einsetzbar sind.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gehäusen (2, 22) der Steckverbinderteile (1, 21) Kodierungselemente (12, 32) in Form von ineinander greifenden Kodierungsnuten angeordnet sind, deren Zapfen definiert entfernbar sind.