DE4325895C1 - Steckverbinderpaar - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steckverbinderpaar mit Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Derartige Steckverbinderpaare sind im Stand der Technik in den unterschiedlichsten Ausgestaltungen beschrieben und im Einsatz. Insbesondere bei Starkstromsteckverbindern finden derartige Konstruktionen Anwendung. Aber auch bei Schwach­ stromverbindern gibt es derartige Ausführungen in großer Vielzahl.

Es sind im Stand der Technik eine Reihe von Steckverbin­ derpaaren bekannt, die durch Bajonett-, Schraub- oder Schnappmechanismen oder dgl. miteinander verriegelbar sind. Allerdings können bei diesen bekannten Steckverbinderpaaren die Stecker und die Buchse nicht einfach zusammengesteckt werden, ohne dabei ein Verriegelungsorgan zu betätigen, das im zusammengesteckten Zustand die beiden Komponenten in fest verbundener Stellung hält und nur zum Lösen der beiden Komponenten zu betätigen ist.

Aus der DE 39 28 710 A1 ist eine elektrische Steckverbindung mit zwei Verbindungselementen bekannt, wobei das eine Verbin­ dungselement mindestens ein in einer Zwangsführung eines Gehäuses gelagertes, mittels eines Axialschiebers radial ver­ lagerbares Verriegelungselement aufweist, das in Verriege­ lungsstellung eine Schulter des anderen Verbindungselementes hintergreift und durch manuelle Verlagerung des von einer Federanordnung beaufschlagten Axialschiebers in eine die Schulter freigebende Entriegelungsposition steuerbar ist. Dabei ist die Federanordnung durch ein das Gehäuse umgebendes, teil­ weise hohlliegendes Blechstanzteil gebildet, dessen hohl­ liegende Bereiche von dem Axialschieber betätigt werden.

Die Verriegelungsglieder sind hierbei tangential zur Innen­ höhlung des Gehäuses angeordnet und wandern beim Freigeben der Innenhöhlung des Gehäuses radial nach außen.

Aus der US-PS 4,017,139 ist elektrischer Steckverbinder be­ kannt, bei dem kreiszylinderförmig angeordnete Federzungen im Bereich ihres freien Endes radial nach innen weisende im Quer­ schnitt halbkreisförmige Vorsprünge aufweisen, die in eine entsprechende ringförmige Nut eines gegengleich geformten Steck­ verbinders eingreifen können. An der Außenseite der Federele­ mente sind ebenfalls Vorsprünge angeordnet, die in eine Aus­ nehmung eines die Federelemente umgebenden Ringes eintauchen können, wenn der Ring verschoben wird, um die beiden Steck­ verbinder voneinander zu lösen. Im eingerasteten Zustand der Steckverbinder liegen die äußeren Vorsprünge der Federelemente an der Innenwand des Ringes an, so daß die Federelemente nicht radial nach außen ausweichen können.

Eine derartige Handhabungsmöglichkeit ist im Hinblick auf die Einfachheit der Bedienung wünschenswert.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung das Pro­ blem zugrunde, ein Steckverbinderpaar der eingangs genann­ ten Art bereitzustellen, das diese Art der Betätigung er­ möglicht.

Zur Lösung dieses Problems ist bei dem eingangs genannten Steck­ verbinderpaar das Rastelement in der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Weise gestaltet.

Diese Ausgestaltung erlaubt ein einfaches Zusammenstecken des Steckers und der Buchse, ohne daß die Hülse zu betäti­ gen wäre. Zwar besteht auch die Möglichkeit, die Hülse in ihre betätigte Stellung zu bringen, wodurch sich ggf. das Zusammenstecken erleichtert. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, die Hülse zu verschieben.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen und werden unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein Steckverbinderpaar in schematischer Längsschnittdarstellung in getrenntem Zustand,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1 bei Z mit einem Rastelement,

Fig. 3 das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 in einer ersten Übergangsstellung beim Zusammenstecken,

Fig. 4 das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 in einer zweiten Übergangsstellung beim Zusammen­ stecken,

Fig. 5 das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 in zusammengestecktem Zustand,

Fig. 6 das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 beim Trennen in einer ersten Übergangsstellung und

Fig. 7 das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 beim Trennen in einer zweiten Übergangsstellung.

In den Zeichnungen ist ein Steckverbinderpaar veranschau­ licht, bei dem Stecker und Buchse als Rundsteckverbinder ausgestaltet sind. Der Erfindungsgedanke ist jedoch auch bei Steckverbindern verwirklichbar, die eine eckige Quer­ schnittsgestalt aufweisen. Außerdem besteht die Möglich­ keit, den Erfindungsgedanken nicht nur bei freien Steckver­ bindern, sondern auch bei Einbauformen anzuwenden.

Ein Stecker 1 und eine Buchse 1′ eines Steckverbinderpaares weisen jeweils ein rohrförmiges Gehäuse 3, 3′ auf. Jedes Gehäuse 3, 3′ kann einstückig aufgebaut sein, es kann je­ doch auch aus mehreren Abschnitten bestehen. Falls das Ge­ häuse 3, 3′ mehrteilig aufgebaut ist, hat dies den Vorteil, daß unterschiedliche Baureihen realisiert werden können, wobei jeweils nur einzelne Teile ausgewechselt werden müs­ sen. Auf diese Weise können z. B. Einbau-Steckverbinder, Kupplungs-Steckverbinder, Winkel-Steckverbinder etc. auf einfache Weise hergestellt werden.

In jedem Gehäuse 3, 3′ ist ein Kontakteinsatz 7, 7′ mit mehreren Kontaktstiften 9 bzw. Kontaktbuchsen 9′ angeord­ net. Da jeder Kontakteinsatz 7, 7′ gegenüber jedem freien Ende 13, 13′ des Steckers 1 bzw. der Buchse 1′ in das Innere des jeweiligen Gehäuses 3, 3′ zurückgesetzt ist, verbleibt jeweils ein Innenraum 14, 14′. Im übrigen ist jeder Innen­ raum 14, 14′ durch die im wesentlichen hohlzylindrische In­ nenwand des jeweiligen Gehäuses 3, 3′ und den jeweiligen Kontakteinsatz 7, 7′ begrenzt. Jeder Kontakteinsatz 7, 7′ kann an seinem Umfang wenigstens eine (nicht veranschau­ lichte) Codiernut bzw. eine Codierfeder aufweisen, durch die die Winkelstellung des in die Buchse 1′ einzuschieben­ den Steckers definiert ist.

Im Bereich des freien Endes 13 des Gehäuses 3 bzw. des Kon­ takteinsatzes 7 des Steckers 1 sind an dessen Umfang an der Außenseite 15 wenigstens eine, üblicherweise jedoch mehrere Vertiefungen 17 vorgesehen. Im entsprechenden Bereich des freien Endes 13′ des Gehäuses 3′ der Buchse 1′ sind in entsprechender Anzahl der Ausnehmungen 17 an dem Stecker 1 Rastelemente 20 vorgesehen, die eine dreischenkelige offene Winkelform aufweisen. Jedes Rastelement 20 ist mit einem freien Ende 22, an dem sich eine Verdickung 24 befindet, eines ersten Schenkels 26 über einen entsprechenden Steg 28 an der Außenseite des Gehäuses 3′ schwenkbar gelagert.

Mittels einer Hülse 30, die das freie Ende 13′ des Gehäuses 3′ umgibt, ist das Rastelement 20 an dem Steg 28 schwenkbar aber unverlierbar gehalten, da die Innenwand 32 der Hülse 30 in so dichtem Abstand zu dem Steg 28 angebracht ist, daß die Verdickung 24 am freien Ende 22 des ersten Schenkels 26 nicht über den Steg 28 hinausgehen kann. An dem ersten Schenkel 26 des Rastelementes 20 sind an dessen der Ver­ dickung 24 gegenüberliegenden Ende ein zweiter und ein dritter Schenkel 34, 36 angeformt. Dabei ist der dritte Schenkel 36 mit dem ersten Schenkel 26 einstückig verbunden und der zweite Schenkel 34 stellt die abknickende Verlänge­ rung des dritten Schenkels 36 dar. Das freie Ende des zwei­ ten Schenkels 34 ist durch einen Luftspalt 38 von dem er­ sten Schenkel 26 in der Ruhestellung (siehe Fig. 1 oder Fig. 2) getrennt.

Der erste Schenkel 26 ist in einer ersten Stellung, in der das Rastelement 20 bzw. dessen zweite und dritte Schenkel 34, 36 in den freien Innenraum 14′ der Buchse 1′ reichen, leicht konvex in Richtung auf die zweiten und dritten Schenkel 34, 36 gewölbt.

Der zweite Schenkel und der dritte Schenkel 34, 36 des Rastelementes 20 sind in einer Öffnung 39 mit Spiel aufge­ nommen, wobei Teile des zweiten und dritten Schenkels 34, 36 in den freien Innenraum 14′ ragen, so daß der in die Buchse 1′ eingeschobene Stecker 1 bzw. die Vertiefung 17 an der Außenseite 15 des Gehäuses 3 mit dem Rastelement 20 in Eingriff kommen, da die zweiten und dritten Schenkel 34, 36 entsprechend geneigte Flächen wie die Ausnehmung 17 aufwei­ sen.

Der Winkel zwischen dem ersten Schenkel 26 und dem dritten Schenkel 36 verringert sich beim Übergang aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, da dabei das Rastelement 20 in radialer Richtung gestaucht wird.

Die Außenfläche 42 des zweiten Schenkels 36 ist zweifach abgewinkelt, wobei ein erster Knick 46 im Bereich der inne­ ren Kante der Öffnung 39 verläuft und ein zweiter Knick 48, der in den Bereich des Rastelementes 20 überleitet, der am weitesten in den freien Innenraum 14′ der Buchse 1′ bzw. in die Ausnehmung 17 eingreift.

Dabei ist der Bereich zwischen der Kante 46 und der Kante 48 so geneigt, daß das freie Ende 13 bzw. die Vorderkante des Steckers 1 das Rastelement 20 beim Zusammenstecken des Steckers 1 und der Buchse 1′ in die Öffnung 39 hinein­ drücken kann, d. h. die zweiten und dritten Schenkel 34, 36 werden in die Öffnung 39 hineingedrängt, so daß der Spalt 38 zwischen dem freien Ende des zweiten Schenkels 34 und dem ersten Schenkel 26 fast vollständig verschwindet und die konvexe Wölbung des ersten Schenkels 26 gerade gebogen wird (siehe Fig. 4). Dabei begrenzt die Innenwand 32 der Hülse 30 die Verformung des Rastelementes 20 in radialer Richtung, bezogen auf die Mittelachse der Buchse 1′.

Beim weiteren Einschieben des Steckers 1 in die Buchse 1′ kommt die Vertiefung 17 direkt unter der Öffnung 39 mit dem Rastelement 20 zu liegen, woraufhin der zweite und dritte Schenkel 34, 36 aus der Öffnung 39 wieder herausdrängt und formschlüssig in die Ausnehmung 17 einrastet. Der Winkel, den die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 mit der Außenfläche 42 des dritten Schenkels 36 einschließt, ist so gewählt, daß ein Herausziehen des Steckers 1 aus der Buchse 1′ nicht möglich ist, da die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 und die ihr entsprechende Fläche in der Aus­ nehmung 17 so weit geneigt sind, daß ein Herausdrücken des Rastelementes 20 in radialer Richtung nach außen aus der Öffnung 39 nicht möglich ist.

Bei der gezeigten Ausführungsform schließt in der Ruhe­ stellung die Außenfläche des dritten Schenkels 36 mit der Außenfläche 40 des ersten Schenkels 26 einen Winkel von etwa 25° bis 85° ein und die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 schließt mit der Außenfläche 42 des dritten Schenkels 36 einen Winkel von etwa 30° bis 80° ein.

Erst nachdem die Hülse 30 in axialer Richtung der Buchse 1′ von dem freien Ende 13′ weg in Richtung des Pfeiles P in Fig. 6 gegen die Kraft einer zwischen der Hülse 30 und dem Gehäuse 3′ gefangenen Schraubenfeder 60 gezogen wird, be­ findet sich im Bereich des Rastelementes 20 ein aus der In­ nenwandung der Hülse 30 ausgesparter Freiraum 62 in Posi­ tion. Damit kann das Rastelement 20 in diesen Freiraum 62 zumindest teilweise entweichen. Eine Zugkraft an dem Stecker 1 in Richtung des Pfeiles Q Fig. 6 bewirkt, daß die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 an ihrer gegen­ überliegenden Fläche der Ausnehmung 17 entlanggleitet und das Rastelement 20 um das durch den Stecker 28 gebildete Lager in den Freiraum 62 schwenkt.

Wie in Fig. 7 veranschaulicht, kann dann der Stecker 1 von der Buchse 1′ vollständig herausgezogen werden, wobei das Rastelement 20 während des Trennvorgangs praktisch voll­ ständig in dem Freiraum 62 und der Öffnung 39 aufgenommen ist.

Vorzugsweise sind wenigstens drei derartige Rastelemente 20 entlang des Umfangs der Buchse 1′ verteilt angeordnet, um ein sicheres Ver- und Entriegeln zu ermöglichen. Jedes Rastelement ist aus Polyethylen oder einem ähnlichen ver­ formbaren und verschleißfesten Material hergestellt, um ei­ ne ausreichend hohe Anzahl von Steck- und Trennvorgängen für das Steckverbinderpaar zu ermöglichen.

Es versteht sich, daß das Rastelement nicht nur auf der Seite der Buchse, sondern auch auf der Seite des Steckers angeordnet werden kann.

Claims (11)

1. Steckverbinderpaar mit

• - einem Stecker (1) und einer Buchse (1′), die jeweils ein Gehäuse (3, 3′) mit jeweils wenigstens einem Kontakteinsatz (7, 7′) aufweisen, in dem wenigstens ein Kontakt (9, 9′) angeordnet ist, wobei
• - die freien Enden (13, 13′) der Gehäuse (3, 3′) so zusammenführbar sind, daß in den stirnseitig offenen Innen­ raum (14′) des einen Gehäuses (3′) das freie Ende (13) des anderen Gehäuses (3) hineinragt und die Kontakte (9, 9′) des Steckers (1) und der Buchse (1′) miteinander in Eingriff kommen,
• - im Bereich des freien Endes (13) des einen Gehäuses (3) an dessen Außenwand (15) wenigstens eine Vertiefung (17) vorgesehen ist,
• - im Bereich des freien Endes (13′) des anderen Gehäuses (3′) wenigstens ein mit der Vertiefung (17) überein­ stimmendes Rastelement (20), das in einer ersten Stellung in den Innenraum (14′) des anderen Gehäuses (3′) hineinragt und in einer zweiten Stellung den Innenraum (14′) des ande­ ren Gehäuses (3′) freigibt, und
• - eine das freie Ende (13′) umgebende Hülse (30) angeordnet ist, die in einer Ruhestellung das Rastelement (20) in den Innenraum (14′) des anderen Gehäuses (3′) drängt und in ei­ ner Betätigungsstellung das Rastelement (20) aus dem Innen­ raum (14′) des anderen Gehäuses (3′) entweichen läßt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Rastelement (20) im Längsschnitt eine dreischenkelige offene Winkelform aufweist, wobei ein erster Schenkel (26) der Winkelform an einem Ende (20) frei ist und einen zweiten Schenkel (34) der Winkelform überragt.

2. Steckverbinderpaar nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rastelement (20) federnd ausgebildet ist.

3. Steckverbinderpaar nach dem vorherigen Anspruch, da­ durch gekennzeichnet, daß das Rastelement (20) mit dem an­ deren Gehäuse (3′) in der Weise verbunden ist, daß das freie Ende (22) des ersten Schenkels (26) an dem Gehäuse beweglich aufgenommen ist, so daß der zweite Schenkel (34) und ein dritter Schenkel (36) des Rastelementes (20) durch eine Öffnung (39) in den Innenraum (14′) des anderen Gehäu­ ses (3′) hineinreichen kann.

4. Steckverbinderpaar nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (34) und der dritte Schenkel (36) des Rastelementes (20) jeweils so geneigt sind, daß sie im wesentlichen formschlüssig in der Vertiefung (17) aufnehmbar sind.

5. Steckverbinderpaar nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des drit­ ten Schenkels (36) mit der Außenfläche (40) des ersten Schenkels (26) einen Winkel von etwa 25° bis 85° ein­ schließt und die Außenfläche (52) des zweiten Schenkels (34) mit der Außenfläche (42) des dritten Schenkels (36) einen Winkel von etwa 30° bis 80° einschließt.

6. Steckverbinderpaar nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (26) in der ersten Stellung in Richtung auf den zweiten (34) und dritten Schenkel (36) konvex gewölbt ist.

7. Steckverbinderpaar nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem ersten Schenkel (26) und dem dritten Schenkel (36) sich beim Übergang aus der ersten Stellung in die zweite Stel­ lung verringert.

8. Steckverbinderpaar nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Wölbung des ersten Schenkels (26) und der Abstand (38) des ersten Schenkels (26) von dem zweiten Schenkel (34) so bemessen sind, daß in der ersten Stellung der erste Schenkel (26) an der Hülse (30) und das freie Ende des dritten Schenkels (34) an dem ersten Schenkel (26) anliegt.

9. Steckverbinderpaar nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das freie Ende (13′) des anderen Gehäuses (3′) umgebende Hülse (30) mittels einer Federanordnung (60) in ihre Ruhestellung vorgespannt ist.

10. Steckverbinderpaar nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das freie Ende (13′) des anderen Gehäuses (3′) umgebende Hülse (30) einen Freiraum (62) aufweist, in den das Rastelement (20) in der betätig­ ten Stellung der Hülse (30) ausweichen kann.